Й.Янсен Курс цифровой электроники. Том 2. Проектирование устройств на цифровых ИС (1987) (1092082), страница 51
Текст из файла (страница 51)
Чтобы вывести из триггера эту информапию, надо трехстабильные выходы привести в такое состояние, при котором уровень сигнала на управляюшем входе станет низким. Триггер Шмптта на: управляющем входе исключает случайное переключение триггера и повышает порог чувствительности к помехам. Известны и другие регистры, в которых использованы Р-триггеры, синхронизуемые фронтом. Они не прозрачны. Информация с шины данных вводится в триггеры в момент перехода сигнала от низкого уровня к высокому. Функциональные таблицы для обоих упомянутых 8-разрядных регистров ТТЛ приведены на рис.
5.15: регистр 7418373 прозрачный на Р-триг- Глава Б герах; регистр 74г.5374 синхронизуется фронтом. Оба регист,ра конструктивно выполнены в корпусах с двухрядным распо,ложением выводов. а На остальные трехспгабильньге елегген ггы Фуннционольная таблица 74ХКУ73 Фуннциононьная таблица 74ьаМ4 Х- неопределенное сослгояние г - неопределенное соспгояние И - прежнее содержание аь Рис.
5.15. Фрагмент 8-разрядного регистра с трехстабильнымн выходами (741.3373 и 7418374). и — схема; б функциональная таблица для регмстра уьеаауа, синхронизуемого уровнем; а — функциональная таблица для регистра уьвввгв, синхронизуемого фронтом. Регистры 5.13. Сдвиговые регистры Если выходы Я и О нескольких ЗцТ-триггеров соединить с входами сброса и установки следующих триггеров, то в момент появления тактового импульса информация в триггере сдвинется на один разряд.
Схема такого регистра на 3 бит приведена на рис. 5.16,а. Видно, что регистр А может принять информацию извне, триггер В обращен на выход триггера А,. а триггер С соответственно обращен к выходу триггера В. Допустим, что на вход триггера А подан сигнал низкого уровня в момент, когда на входе В был сигнал низкого уровня, а на входе С был сигнал высокого уровня. Если теперь подать тактовый импульс, то во время нарастания фронта в триггерах произойдет такой сдвиг информации: триггер Л примет сигиа.т низкого уровня с информационного входа, триггер В примет на себя содержание триггера А, триггер С примет содержание триггера В и т.д.
Таким образом информация регистра действительно сместится на один разряд вправо. Если бы входы установки и сброса триггера С были соединены с внешним источником информации, входы триггера В с выходами триггера. С и входы триггера А с выходами триггера В, то тогда информация передвинулась бы на один разряд влево. Если перед' входами триггеров установить соответствующие ИС, то сдвиг информации в регистре вправо или влево можно создавать по командам извне. Это будет показано ниже. Заметим здесь, что последовательный вход в результате сдвига влево окажется с правой стороны регистра. В случае, показанном на схеме, это входы сброса и установки триггера С.
На временнбй диаграмме на рис. 5.16 видно, как происходит сдвиг информации под действием нескольких сдвиговых импульсов. Каждый импульс сдвигает информацию на один разряд вправо. Одновременно с помощью сигнала очистки триггеры можно перевести в состояние О. Последовательный вход выполнен по схеме элемента И-НЕ, с помощью которого можно прекратить поток данных к регистру. Для этого можно, например, сделать низким уровень сигнала на входе В, когда данные подаются на вход А. Так обычно поступают при воспроизведении, когда подаваемый поток данных не дополняется новой информацией. В этой ситуации регистр со стороны А всегда загружается нулями. Интересно сопоставить сдвиговый регистр со счетчиком Джонсона, описанным в предыдущей главе.
В счетчике Джонсона несколько 1К-триггеров соединяются между собой точно так, как 5КТ-триггеры в рассмотренном здесь сдвиговом регистре, Разница лишь в том, что в счетчике Джонсона вход триг- Глава 5 Огне Фен н лнлул ~ — ~ неенгтсрлег уееле-,„ даее- (4 мела- и .ные бте О реглана треснете- ( 4 балгела- неге бахРаг ~ 7елглебаге гетуласы г .Виюг7ы сц Рис. 5.16. Фрагмент 8-разрядиого сдвигового регистра типа 81474164/741.8164. а — схема; б — времеаяая диаграмма. гера А постоянно соединен с выходом 4 последнего триггера. ,Единица, введенная сдвигом в последний триггер, при очередном сдвиге заменится нулем, введенным в триггер А.
Таким образом, счетчик будет попеременно загружаться группами единиц и нулей, что свойственно режиму счета, описываемому таблицей состояний. Такой же счетчик можно получить, если Регистры вход Л сдвигового регистра соединить с выходом 4 его последнего триггера, Однако в таком регистре нет схемы проверки кода, которая есть в счетчике Джонсона. 5.14. Каскадирование сдвиговых регистров На практике сдвиговые регистры в двухрядных корпусах часто соединяются между собой по каскадной схеме, что позволяет вводить в нпх информацию удлиненными кодовыми словами.
Такое каскадирование легко реализовать по схеме, показанной на рис. 5.!7. Выход Я последнего триггера предшествую- О~ссагеа сит ат~уссссс Рис. 5.17. Каскадная схема сдвиговых регистров. щего регистра Яи) соединяется последовательно с входом следующего регистра, и таких каскадов делают столько, сколько нужно получить разрядов в удлиненном кодовом слове. В процессе сдвига все регистры управляются одним и тем же тактовым импульсом. В нашем примере (рис. 5.17) это тактовый импульс Та. В сдвиговых регистрах с трехстабильным выходом выход 9 последнего триггера обычно выводится из микросхемы наружу н используется как выход при каскадировании регистров. Для этой цели можно также использовать трехстабильный выход последнего предшествующего триггера, но для этого он должен быть освобожден специально для передачи информации. Если сдвиговый регистр связан с системой шин, то использование для каскадирования трехстабильного выхода может вызвать определенные трудности.
Именно поэтому, т. е. для каскадирования, корпуса регистров имеют специальный последова- тельный выход. Г*ава 5 5.15. Сдвиговые регистры с последовательными и параллельными входами и выходами Можно себе представить множество разных логических устройств, в которых сдвиговые регистры должны иметь не только последовательные вход и выход, но и параллельные входы и выходы для ввода и вывода информации. Такими логическими устройствами могут быть, например, преобразователи параллельных кодовых посылок в последовательные и наоборот. Очень часто бывает необходимо вывести из накопительного устройства целый байт, а несколько бит, выделенных с помощью маски, ввести в сдвиговый регистр.
Такой режим работы сдвигового регистра подробно будет рассмотрен в гл. 2 тома 3 настоящего курса. Четырехразрядный регистр с последовательным и параллельным вводом и выводом информации показан на рпс. 5.18. С помощью этого регистра (микросхема 7415295В), рассчитанного в основном на сдвиг информации вправо, можно также реализовать и сдвиг влево.
Этого можно добиться особой организацией внешних соединений. Внимательно рассматривая схему, можно увидеть, что триггеры регистра связаны между собой мультиплексором на логических элементах И-ИЛИ-НЕ. С помощью управляющих входов элементов ЖЗ и %4 триггеры можно загружать параллельно.
Когда на управляющих входах элементов 01 и 02 уровень сигнала высокий, они, реализуя функцию ИЛИ-НЕ, передают поступившую параллельную информацию дальше на триггеры. При параллельном вводе это осуществляется, когда на входе выбора режима уровень сигнала высокий. Регистр принимает параллельную информацию на спадающем фронте тактового импульса.
Чтобы обеспечить сдвиг, триггеры соединяются последовательно с помощью логических элементов И, обозначенных на схеме У1 и Х2. Если управляющие входы элементов И получают сигнал уровня Н, вход триггера А соединяется с последовательным входом регистра, вход триггера В соединяется с выходом триггера А и т. д.
Чтобы триггеры при необходимости можно было подключать к шине данных, они имеют трехстабильный выход. Показанный на схеме регистр можно использовать для сдвига информации и влево и вправо. Для этого выход Яв соединяется с параллельным входом триггера А, выход Яс — с параллельным входом триггера В и т. д. При этом осуществить параллельный ввод уже невозможно. При высоком уровне сигнала на управляющем входе регистра сдвиг получается влево, а при низком — вправо. Естественно, что для получения желаемых соединений уровень сигнала на трехстабильном управляющем входе в этой ситуации должен быть Н.
Регистры гт Ф ! а! Уа сле- аулхигие лисееяи гггоелгедис ь илу ггсоа Т в!Лагг 1 ) лел ие былограиа ал 4л) Ц глу ггуллциаьалвиая лтайлица хуьгасуи цв мс ма а. Рис. Зпз. Фрагмент сдвигового регистра 74с8298В. о — схема; б — функцноналмгая таблица. Показаны тольно цьа триггера. Показанный на рис. 5.18 регистр собран на микросхеме ТТЛ типа 74Е5295В, Из функциональной таблицы видно, что поступаюшая на вход параллельная информация вводится в регистр ири низком уровне сигнала на управляю1цем входе в момент спада тактового импульса. Когда уровень сигнала на управляю- беку Раас гл ла ~",сс лгел и ' ! ~ х и ', х ТУ Х уу а Ь с ас ас Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х с вс а Ь цв ~с Я.вс У ил цсс цсо 1 аьь а-со ~юо ~во 'зсе ~ Цвл ггс, щем входе становится высоким, происходит сдвиг влево, если для этого подготовлены соединения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
