Й.Янсен Курс цифровой электроники. Том 2. Проектирование устройств на цифровых ИС (1987) (1092082), страница 53
Текст из файла (страница 53)
5.21. а — выводы регистра с адресуемыми (5(Ч74259/74(.5259); б — функциональная таблица; в — а (=и; В=В б триггерами аблица кодирования. Из функциональной таблицы (рис. 5.2),б) следует, что выход (;) принимает информацию с входа 0 выбранного триггера в случае, когда на разрешаюшем входе 6 сигнал уровня Г. Когда на этом входе уровень сигнала становится О, нарастающий фронт тактового импульса фиксирует информацию.
Состояние остальных триггеров остается неизменным. Если и на вход очистки, н на вход 6 подать сигнал уровня Л, то выбранный триггер будет следовать за состояниями на Регистры входе О, а на выходах всех остальных триггеров уровень сигнала будет Е. В этом случае схема работает в режиме восьми- канального демультиплексора; он будет подробно рассмотрен в следующем томе настоящего курса. Двоичные комбинации, которые необходимо подать на входы селекторов для выбора данного регистра, приведены в таблице кодирования адресов (рис. 5.21, в).
5.19. Длинные сдвиговые регистры Для записи последовательной информации разработаны так называемые «длинные> регистры сдвига емкостью до 1024 бит в одном корпусе. Как правило, это ИС МОП-логики, что позволяет в допустимых пределах минимизировать разброс значений параметров микросхем.
Такие регистры можно надстраивать, например, до 8-разрядных кодовых слов, что при последовательном вводе позволяет записывать большой поток информации в виде множества таких слов (байтов). Системы, содержащие регистры сдвига для записи и считывания информации кодовых слов постоянной длины, обычно управляются специальными логическими устройствами со своими генераторами тактовых импульсов и счетчиками. Чтобы при поступлении очередного тактового импульса содержимое памяти не терялось, на управляющем входе устанавливается сигнал уровня Е. При этом выведенный код поразрядно поступает на вход, иначе говоря, воспроизведение производится с рециркуляцией. Функциональная схема «длинного» 16-разрядного сдвигового регистра, кодовые слова в котором состоят из 6 бит, приведена на рис.
5.22. Внимательно рассматривая схему, можно увидеть, что ее вход образует селектор с логическими элементами И-ИЛИ. Селектор позволяет либо вводить в регистр новую информацию, либо рециркулировать информацию при воспроизведении. Если на рециркуляционный выход подать сигнал уровня Н, то выход регистра соединится с входом, вследствие чего информация под управлением тактовых импульсов будет передвигаться по замкнутому кругу.
На регистр при этом следует подать столько тактовых импульсов, сколько их требуется для того, чтобы подвести на выход нужный бит. Для его воспроизведения следует активизировать выходной селектор (элементы 13 — 18), для чего управляющий сигнал должен получить уровень Е. В неселектированном положении сигналы на всех выходах имеют уровень Е, Чтобы в регистр ввести новую последовательную информацию, необходимо на рециркуляционный вход подать сигнал уровня Е. В этой ситуации логические элементы 7 — 12 получают разрешение на передачу информации. Нижние входы эле- Уаоадлеяие бйходаяи Уходу' хх'оде фход 2 1 1 Уходу ! дбхход б Талтодбге иялулбебl Т Улрадлеяие рецирлуляцией Теддуг2 уооадлеяие орцйряуляциеи тантале илглулбебг дгбгаблеяие дагходагги Фуялционалб лая таблица Вход2 Вход.7 Входу Вход д Вход д Рис. 5.22.
Кольцевые регистры ТМБЗ!12 и ТМ$3123 1фирма Техан 1пМ- гпгпеп1п). и- схема; б — функциональная таблица; а — условные обозначения тех же регистров по снстеме РПЭК. Выходи выбираются, когла уровень сигнала на управляющих алекси. твх (на скеме вверху справа) переключается на Ы Регистры ментов получают сигнал уровня О, что, согласно таблице истинности для элементов И, приведет к тому, что сигналы на выходе будут точно следовать за кодовыми посылками на входе данных И'ы Если одновременно с подачей информации на вход создать несколько шагов сдвига, то регистр через эти входы загрузится новой информацнеи.
Информация принимается регистром на нарастающем фронте тактовых импульсов. При подаче на регистр последовательной информации необходимо позаботиться о том, чтобы биты данных подавались на вход переключения тактовых импульсов н какое-то время там удерживались. Значения времени уста- вовки и времени удержания для конкретных регистров приводятся в их технических паспортах. На рис. 5.22,в приведено условное графическое обозначение 6-разрядного сдвигового регистра по системе МЭК.
На входах регистра указан режим работы (данные в рециркуляции).Механизм рециркуляции обозначен буквой с. (3 зависит от М2). Если рециркуляционный вход М2 активен, то выход регистра соединяется с входом, на что указывает цифра 1 на данном входе. Если вход М2 неактивен, то выбирается вход 2, на что указывает цифра 2 с черточкой над ней (2). Режим сдвига реализуется, когда тактовый импульс воздействует на вход СЗ.
Переприем данных по входу, например поступающих извне или с выхода при рециркуляции, также управляется тактовыми импульсами (цифра 3). Выход связан с входом С4 логической функцией И, на что указывает цифра 4 у выхода. Для иллюстрации применения описанного сдвигового регистра на рис. 5.23 приведена схема сумматора с регистрами для последовательного сложения пар двоичных чисел. Оба регистра образуют накопители А и В.
Если на сумматор подать 8 тактовых импульсов, то кодовые слова из обоих регистров передвинутся в сумматор и в ием попарно просуммируются. Сумма бит сдвинется обратно в регистр А. Регистр В загрузится нулями. Более подробно этот сумматор будет описан в томе 3 данного курса. В схему сумматора введен дополнительный триггер задержки, который в случае переноса позволяет удержать информацию до появления очередного тактового импульса. При его появлении суммируется следующая пара бит и одновременно учитывается перенос из предыдущей пары. Последовательный суммирующий счетчик более простой: он может состоять из единственного сумматора, даже если суммируются числа, состоящие из большого числа разрядов.
Не- -,остаток последовательного сумматора по сравнению с параллельным состоит в том, что длительность операций счета у нега 350 Глава 5 больше, причем тем больше, чем больше разрядов в суммируемых двоичных числах. В тех случаях, когда длительность счета большого значения не имеет, экономически целесообразнее использовать один последовательный сумматор с памятью на кольцевых сдвиговых регистрах. Подсчет тактовых импульсов можно проводить с помощью двоичного счетчика, к которому должны подсоединяться Су ,фтлв Рис.
5.23. Последовательный сумматор с двумя регистрами (Л и и). управляющий триггер и дешифратор. В момент подачи команды счета управляющий триггер с помощью тактового импульса устанавливается в положение логической 1. Через разрешающий вход триггер дает разрешение счетчику, после чего начинается счет. Как только счетчик достигает значения 8, срабатывает дешифратор, который при очередном тактовом импульсе очищает управляющий триггер. Таким образом управляющий триггер и логический элемент обеспечивают подачу нужного числа тактовых импульсов на регистр, 5.20. Сдвиговые регистры в устройствах управления световыми эффектами Наглядно проиллюстрировать работу сдвпгового регистра можно на примере устройства управления светодиодами для получения эффекта вращающегося света.
Структурная схема т 5В .4тг,Юге Г дг лг В Оуистна гантодрге имлуласы у-кесаре деленное состояние у- дысокии уродено, О- низкий уробено т — нарастоюигий рронт и -состояние дытада 0 да манипуляции, ло л данными г и - состояние бил ада Оя аеред сддигом Рис. 5.24. Сдвнговый регистр в устройстве управления светодиодами уста- новки «врашагошийся свет». о — схема, б — фуннциональиая таблица регистра; е — условные обозначения минросхе- мы тагаева по системе МЭК, Глава в устройства показана на рис.
5.24,а. С выходами триггеров в рсгистре соединены индикаторные светодиоды. Светодиод загорается в случае, когда на выходе ф, с которым он соединен, появляется сигнал уровня Н. Информация (О или 1) подается от переключателя 51, затем другой переключатель 53 посылает тактовый импульс, который управляет вводом информации и одновременно первым шагом сдвига. Переключателем 50 регистр очищается. Допустим, что после очистки в регистр одним сдвигом введена 1 (переключатель 51 разомкнут). Тогда на выходе Ял будет 1, а на остальных выходах будут еще нули.
Если затем установить переключатель 52 в положение «круговое вращение» и переключатель 54 в положение «серия тактовых импульсов», то введенная 1 будет циркулировать в регистре с частотой следования тактовых импульсов. На табло светодиодов при этом будет получен эффект вращающегося света. Информация, использованная для получения эффекта вращающегося света, состоит из одного бита. Если при запуске ввести в регистр 2 бита, то можно получить эффект вращения света двух источников, и т. д. Для получения тактовых сигналов можно использовать генератор, описанный в равд.
21, гл. 2. 5.21. Выборка данных В предыдущих разделах уже не раз говорилось, что информация принимается устройством памяти на нарастающем илн спадающем фронте тактового или разрешающего импульса. Было показано также, что для исключения влияния на прием сигнала временной задержки установки информация должна подаваться на вход ЗУ с опережением тактового импульса. Для этого при использовании устройств с положительной задержкой (по данным фирмы-изготовителя) часто бывает необходимо на короткий отрезок времени удерживать информацию.
Временную задержку вызывает также и конечная скорость распространения сигнала по линии передачи данных в особенности на линиях большой протяженности. Ее также следует иметь в виду. Наконец, неправильное согласование линии передачи информации с нагрузкой вызывает отражение сигнала, что в свою очередь вызывает нежелательные переходные процессы. Все это еще раз подчеркивает необходимость учета временных факторов при выборке данных. Добиться получения информации абсолютно без задержки практически невозможно.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
