Й.Янсен Курс цифровой электроники. Том 2. Проектирование устройств на цифровых ИС (1987) (1092082), страница 54
Текст из файла (страница 54)
В цифровых системах используются тактовые сигналы и получаемые из них временные сигналы, которые позволяют отправлять информацию от источников в строго определенные моменты времени, а в другой момент времени отдавать команду 353 Регистры на ее прием, например на ввод в регистр. На рис. 5.25 показаны передатчик и приемник информации, соединенные между собой шиной данных. Для того чтобы процесс передачи информации был строго организованным, регистры передатчика получают разрешение на выдачу информации в определенные периоды времени, а на стороне приема в середине каждого така- Приегт и«к Переса«те«« «г«й сиыаа Рвс. 5.25. Формирование воспроизводимого сигнала данных.
го периода появляется тактовый импульс, который дает разрешение на прием поступившей информации. В нашем примере принимаемая информация стабилизуется в середине периода разрешения, благодаря чему обеспечивается четкость ее приема. Соотношение этих двух сигналов показано на временнбй диаграмме на рис. 5.25. В случае регистров с разрешающим входом (Р-триггеры, синхроннзуемые уровнем) элементы памяти принимают информацию на спадающем фронте тактовых импульсов. В момент появления спадающего фронта сигнал данных должен быть уже установившимся. В случае регистров, синхронизуемых фронтом„ прием информации может состояться и на нарастающем, и на Глава 5 ,спадающем фронтах тактовых импульсов.
Поэтому точность приема информации определяется состоянием схемы в эти моменты времени. В цифровой электронике прием информации часто должен совершаться по определенной команде. Эта опера,ция называется выборкой данных. Временные параметры импульса выборки и его расположение во времени всегда выбира,ются так, чтобы на линию передачи данных сигнал поступал в ее установившемся состоянии. В отношении установившегося режима линии передачи данных следует добавить следующее. Танагааг)е .инну сел) Тс! Н) )))тененнеге сисиалыТ, ГЕ йнененньсе сигиагы Т я с"иггаен)атг )сев)ение ес) 'вса щм Д7т гага ), гн) асснисуюци сиггал , гас)тассе еаиеннина Т в)ис. 6дв.
Временная диаграмма формирования считываемого сигнала с по- мошью тактового импульса Те. При одновременном использовании нескольких линий могут возникнуть переходные проникания. Как правило, это происходит в тот самый момент, когда производится выборка информации. Кроме того, к данному моменту могла еще не прийти в устойчивое состояние линия, в которой выборка произведена раньше, и переходная помеха может оказаться такой, что сигнал в данной линии станет непригодным для использования. Хорошо организованный сигнал выборки позволяет найти самый благоприятный момент для ее осуществления. Процесс вы,борки иллюстрирует временная диаграмма работы логического элемента на рис.
5.2б. В логическом элементе имеется генератор, как правило кварцевый, вырабатывающий тактовые сигналы Т,, из которых путем деления получаются остальные сигналы. В нашем примере это сигналы Т, и Т,. Чтобы с помощью разрешающего импульса произвести выборку данных в строго определенный момент времени, из сигналов Т,, Т) и Т, путем кодирования выде- 355 Регистры ляется сигнал выборки Тв, который появляется во второй половине периода импульса разрешения.
Этот сигнал и подается в качестве управляющего на выход источника данных. Временной интервал между передними фронтами импульсов Т, и Тв вполне достаточен для передачи информации по линии и для установления необходимого режима на входе принимающего регистра. После того как закончилось спадание фронта сигнала выборки, сигнал Тг удерживается на один период тактового импульса. Это делается для того, чтобы можно было скомпенсировать задержку регистра (она приводится в паспортных данных). 5.22. Условные обозначения регистров по системе тхЭК Как уже говорилось, при рассмотрении условных обозначений счетчиков и делителей о функциях устройств можно судить по надписям о взаимозависимостях между входными и выходными сигналами или между ними и управляющими сигналами.
Регистры как и другие устройства, реализующие сложные функции, могут рассматриваться как функциональные блоки„ Так жогГ»ге иилиис»гт!с! Ю»итар 5!н! ги !н! Аг гн! в! ги! Жа!и вг!и! даик»и с! !и! сг!н! а!!н! аг!н! а«!н! ! ав!н! Параллело— к» е рклдег ос (н! анги! Рис. 5.27. Четырехразридный регистр со схемой выбора на входе, В зависимосо! от состоянии входа Л12 («истинно» илн «не истинно») можно выбрать вход о илн 2. связанные с блоком управления и выходным блоком. С блока управления поступают управляющие сигналы.
С выходного блока снимаются выходные сигналы. Функциональный блок и выходной блок разделены специально для этого предназначенным блоком, который других задач не решает. )! здесь символику для отображения функций можно использовать по-разному. Функция может обозначаться на блоке структурной схемы (например, 5гхО для сдвигового регистра). На схеме на рис. 5.27 видны также обозначения входов тактовых импульсов, импульсов разрешения и сброса. 356 Глава 5 На рис. 5.27 приведен пример условного обозначения регистра с параллельными входами, перед которым установлен селектор. Информация вводится на спадающем фронте такто.вых импульсов.
Стрелки обозначают динамические входы, .а знак полярности означает, что процесс происходит иа спада,ющем фронте импульса. Сигналы на входе сброса позволяют о )н) опс Рис. 5.28. 8-разрядный сдвиговый регистр с элементом И на входе 17413911. ,очистить разряды регистра. Сигналами выбора режима М2 управляет входной селектор. Если сигнал на этом входе имеет уровень Н, то селектируются входы 2, 1О, если же уровень сигнала на входе М2 низкий, то селектируются входы 2, 1)г).
Циркулирующий сдвиговый регистр с одним последователь,ным входом и однем последовательным выходом обозначается Талпгоеие импульсы г; н) Гдйтас н)н! Оз )Н! )Рис. 5.29. 4-разрядный сдвиговый регистр с последовательным входом н па- раллельным выходом. Последоветельный вход обозначен Ов)Н). Тине!палье импульса )2 и! Талпгобые импульсы гз «! /вльсим ы )с) од )н! ов)н! ос)н! оо)н~ 'Рис, 5,80. 4-разрядный сдвиговый регистр с последовательным и параллельным вводом данных.
воспроизведение ие выходе )вывод 10) может быть и последовательным, и параллель. ным. последовательный вход обозначен о гн). Режим ввода денных )последовательный или параллельный) выбирается сигналом нв входе М), Тамп)а)гаге импульсы 7)н) д )н! в)н! 05 )и! и )и! в )н! с )н! о)н! о,„, Тгагьаллелоол )н! ос)н) лаге еььлесрьь оо)н! Регистры в виде простого функционального блока, изображенного на рис. 5.28. Это 8-разрядный регистр (8К68) с логическим элементом И перед последовательным входом данных.
Прием данных производится на нарастающем фронте тактовых импульсов (С1/1(г). Сдвиг правый, на что указывает стрелка. Последовательные кодовые посылки снимаются с вывода 13, инвертированные данные снимаются с вывода !4. Условное обозначение регистра, позволяющего последовательно вводить информацию и параллельно ее выводить, показано на рис.
5.29. И здесь сдвиг правый, он производится на нарастающем фронте тактовых импульсов С!. Данные снимаются с вывода 1 в тот же момент времени. С правых выходов данные снимаются параллельно. Условное обозначение того же регистра с увеличенным числом параллельных выходов показано на рпс. 5.30. Сигнал выбора режима М1=1 устанавливает режим последовательного ввода информации со сдвигом вправо, сигнал М=1 устанавливает режим параллельного ввода информации.
Обратим внимание на то, что сигналу М1=1 соответствует низкий уровень на входе, а сигналу М1 = 1 — высокий. Регистр имеет отдельные входы для тактовых импульсов. В режиме последовательного ввода тактовые импульсы подаются на вход С2, в режиме параллельного ввода — на вход СЗ. Входы тактовых импульсов динамические, прием и сдвиг данных вправо происходит на спадающем фронте. О том, что оба процесса совершаются именно на спадающем фронте тактовых импульсов, свидетельствует знак полярности у входов С.
Поскольку параллельные входы получают разрешение по сигналу выбора режима М= 1, обозначение 1 преобразуется в 1,30 (цифра 3 указывает на зависимость от тактового входа СЗ). Сигнал выбора режима М1=1 имеет место в том случае, когда на выходе 6 сигнал уровня Н. В этой ситуации устанавливается режим параллельного ввода, на что указывает обозначение 1,3сг. Стандартное итиалнение Гггиче ыиие Ьз-тии 4-разрядный сдвнговый регистр, ввод параллельный, вывод параллельный, сдвиг влево и вправо, последовательный ввод 5-разрядный сдвпгоный регистр, асинхронный преднабор 8-разрядный сдвиговый регистр, ввод последовательный, вывод параллельный 8-разрядный сдаиговый регистр, ввод последовательный, ввод параллельный, вывод последовательный, вывод параллельный 8-разрядный сдвигозый регистр, ввод последовательный, ввод параллельный, вывод последовательный 4Х4 рядов регистров, выход с открытым коллектором 4Р-триггера с трехстабильными выходами 6 Р-триггеров с очисткой 4-разрядный двунаправленный сдвиговый регистр 4-разрядный сдвигоаый регистр„ ввод параллельный, вывод параллельный Асинхронный регистр стекового типа Р1гО 8-разрядный демультиплексор на Р-триггерах 8 Р-триггеров с о пыткой 4 Й5-трпггера 4-разрядный сдаиговый регистр сдвиг влево/вправо, выходы трех- стабильные 8-разрядный универсальный сдвига.
аый регистр с трехстабильнымп выходами 8-разрядный универсальный сдвиговый регистр с трехстабильнымн выходами 741.595В 5Х7495А 741.596 7455164 5Х 7496 БХ74164 7455165 БХ74165 7455166 5Х74166 7455170 7455173 7455174 745 5194А 741.5! 95А 5Х74170 6Х74! 73 5Х74174 БХ74!94 5Х74!95 5Х745225 5Х 74259 7455259 7458273 741.5279 7458295 ЯХ74273 5 Х74279 8Х774295 7455299 74!.5323 5.23.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
