 ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение Как определить диапазон голоса - ваш вокал Игровые автоматы с быстрым выводом Как самому избавиться от обидчивости Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком" Натюрморт и его изобразительные возможности Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д. Как научиться брать на себя ответственность Зачем нужны границы в отношениях с детьми? Световозвращающие элементы на детской одежде Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ) Глава 3. Завет мужчины с женщиной
Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.
| Послідовні регістри (регістри зсуву)
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА» Інститут ІКНІ Кафедра САПР
Лабораторна робота №5 на тему: Моделювання і дослідження роботи регістрових пристроїв в системі Electronics Workbench з дисципліни : «Комп’ютерна схемотехніка та архітектура комп’ютерів»
Виконала: ст. гр. КН-23 Нарушинська О.О. Перевірив: Панчак Р.Т.
ЛЬВІВ 2011 МЕТА РОБОТИ Вивчити призначення, принципи роботи та будови різноманітних тригерних регістрів. Набути практичних навиків при дослідженні роботи регістрових пристроїв з бібліотеки EWB.
КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ Регістри - пристрої для тимчасового зберігання й перетворення інформації у вигляді багато розрядних двійкових чисел. При порівняльній простоті регістри мають більші функціональні можливості. Вони використаються в якості керуючих і запам'ятовувальних пристроїв, генераторів і перетворювачів кодів, лічильників, дільників частоти, вузлів тимчасової затримки. Для запам'ятовування окремих розрядів числа можуть застосовуватися тригери різних типів. Елементами структури регістрів є тригери D- або JK- типу з динамічним або статичним керуванням. Одиночний тригер може запам'ятовувати (реєструвати) один розряд (біт) двійкової інформації. Тому, одиночний тригер можна вважати однорозрядним регістром. Занесення інформації в регістр називається операцією запису або введення. Запис інформації в регістр не вимагає його попереднього обнуління. Операція видачі інформації з регістра – зчитування або вивід. Класифікація регістрів: 1) по способу занесення/видачі інформації: - паралельні (регістри зберігання) - інформація вводиться й виводиться одночасно по всіх розрядах; - послідовні (регістри зсуву) - інформація біт за бітом «просувається» через регістр і виводиться послідовно також. По напрямку передачі послідовні регістри зсуву інформації бувають односпрямовані або реверсивні; - комбіновані (послідовно-паралельні регістри) - паралельне введення й послідовний вивід (і навпаки).
2) по способу представлення інформації: - однофазні (інформація представляється в прямому або інверсному виді); - парафазні (інформація представляється й у прямому, і у інверсному виді).
Паралельні регістри Паралельні регістри здійснюють запис і вивід інформації в паралельному коді, а це значить, що для передачі кожного розряду використається окрема лінія. Для запису інформації в регістр на його входи (D0-D3) потрібно встановити відповідні логічні рівні, після чого подати імпульс на вхід синхронізації (C). Після цього на виходах Q0-Q3 з'явиться записане слово. Регістри запам'ятовують вхідні сигнали тільки в момент часу, обумовлений сигналом синхронізації. Графічне позначення паралельного регістра на схемі електричній принциповій представлено на рис.2.2., структурна схема на рис.2.3.
Рис. 2.2 Графічне позначення регістра на схемі електричній принциповій
Рис. 2.3 Структурна схема паралельного регістра на основі D - тригера
Рис. 2.4 . Схема паралельного регістра на RS-тригері Послідовні регістри (регістри зсуву) Послідовний регістр (регістр зсуву) звичайно служить для перетворення послідовного коду в паралельний і навпаки. Застосування послідовного коду пов'язане з необхідністю передачі великої кількості двійкової інформації з обмеженої кількості з'єднувальних ліній. При паралельній передачі розрядів потрібно велику кількість з'єднувальних провідників. Якщо двійкові розряди послідовно біт за бітом передавати по одному провіднику, то можна значно скоротити розміри з'єднувальних ліній на платі (і розміри корпусів мікросхем). Принципова схема послідовного регістра, зібраного на основі D-тригерів і що дозволяє здійснити перетворення послідовного коду в паралельний, наведена на рис. 2.5.
Рис.2.5. Схема послідовного регістра.
Розглянемо роботу цього регістра. Крім паралельного з'єднання тригерів для побудови регістрів використаються послідовне з'єднання цих елементів. Можна припустити, що на початку всі тригери регістра перебувають у стані логічного нуля, тобто Q0=0, Q1=0, Q2=0, Q3=0. Якщо на вході D-тригера Т1 має місце логічний 0, то надходження синхроімпульсів на входи «С» тригерів не міняє їхні стани. Відповідно рис.2.6, синхроімпульси «С» надходять на відповідні входи всіх тригерів регістра одночасно й записують у них те, що має місце на їхніх інформаційних входах. На інформаційних входах тригерів Т2, Т3, Т4 - рівні логічного «0», тому що інформаційні входи наступних тригерів з'єднані з виходами попередніх тригерів, що перебувають у стані логічного «0», а на вхід «D» першого тригера, подається «0» із зовнішнього джерела інформації. При подачі на вхід «D» першого тригера «1», із приходом першого синхроімпульсу, у цей тригер запишеться «1», а в інші тригери - «0», тому що до моменту надходження фронту синхроімпульсу на виході тригера Т1 ще був присутній логічний «0». Таким чином, у тригер Т1 записується та інформація (той біт), що була на його вході «D у момент надходження фронту синхроімпульсу й т.д. При надходженні другого синхроімпульсу логічна «1» з виходу першого тригера, запишеться в другий тригер Т2, і в результаті відбувається зсув спочатку записаної «1» з тригера Т1 у тригер Т2, із тригера Т2 у тригер Т3 і т.д. Таким чином, виробляється послідовне зсув поданої на вхід регістра інформації (у послідовному коді) на один розряд вправо в кожному такті синхроімпульсів. Після надходження чотирьох синхроімпульсів регістр виявляється повністю заповненим розрядами числа, що входить через послідовне введення на «D0». Протягом наступних чотирьох синхроімпульсів виконується послідовний порозрядний вивід з регістра записаного числа, після чого регістр буде повністю очищеним (за умови подачі на його вхід рівня «0» у режимі виводу записаного числа).
Рис. 2.6. Часові діаграми роботи регістра зсуву.
Схема регістра зсуву на D- тригерах зображена на рис.2.7, таблиця переключень в табл.2.1.
Рис. 2.7. Схема регістра зсуву на D-тригерах.
Табл. 2.1. Таблиця переключень регістра зсуву на D-тригерах.
Реалізація регістра зсуву на однотактних RS тригерах з парафазними бітами на вході (рис.2.8):
Рис. 2.8. Схема регістра зсуву на RS –тригерах. В класичних регістрах зсуву використовуються двотактні тригери (рис.2.9).
Рис. 2.9 Схема регістра зсуву на двотактних D тригерах. Універсальні регістри В серіях ІС (інтегральних мікросхем) та бібліотеках ВІС/НВІС існує багато варіантів регістрів. Серед них часто зустрічаються багатофункціональні або універсальні регістри, здатні виконувати набір мікрооперацій. Багатофункціональність досягається композицією в одній і тій же схемі частин, необхідних для виконання різних операцій. Керуючі сигнали, що задають вид виконуваної в даний час операції, активують необхідні для цього частини схеми. Типовим представником універсальних регістрів являється схема ИР13. Це восьмирозрядний реверсивний регістр, який має також паралельні входи і виходи, вхід асинхронного скиду R і входи вибору режиму S0 и S1, що задають чотири режими (паралельне завантаження, два зсуви і зберігання). Таблиця істинності регістра ИР13 подана в табл. 2.2 , умовне позначення регістра ИР13 на схемі електричній принциповій приведено на рис. 2.10. Табл. 2.2. Таблиця істинності регістра ИР13
Рис. 2.10. Умовне позначення універсального регістра ИР13 Особисте завдання Для дослідження було дано регістр 74194 серії.
Регістр 74194 – це 4-розрядний двосторонній універсальний регістр зсуву. Часто потрібні складніші регістри: з паралельним синхронним записом інформації, реверсивні, реверсивні з паралельним записом інформації. Такі регістри називають універсальними. Розглянемо одну з таких мікросхем 74194 (аналог К155ІР11) - 4-розрядний двонаправлений універсальний регістр зсуву (рис. 3.1).
Таблиця 3.1. Таблиця істинності регістра
Побудовано наступнусхемудля перевірки таблиці істиності тригера (рис.3.3).
Вручну було перевірено усі режими роботи регістра. Результати співпали з таблицею істинності. Висновок В результаті виконання лабораторної роботи я зрозуміла принцип роботи чотирьохрозрядного двовосторонного універсального регістра зсуву 74194.Вивчила призначення, принципи роботи та будови різноманітних тригерних регістрів. Промоделювала режими роботи регістра, перевірила достовірність результатів згідно із таблицею істинності. Удосконалила роботу в середовищі Electronics Worksbench, та побудови електричних схем.
|
