4.10. РЕГИСТРЫ

Регистрами называют функциональные узлы, предназначенные для хранения информации. Информация поступает и хранится в регистре в виде -разрядных двоичных чисел.

Основными видами регистров являются параллельный и последовательный.

4.10.1. Параллельный регистр. Схема трехразрядного параллельного регистра на синхронных -триггерах приведена на рис. 4.27. Информация поступает в виде параллельного кода, т. е. все разряды одновременно по проводам. Пусть , входы обозначим X, Y, Z. На тактовые входы всех триггеров одновременно подается логический сигнал С (команда «запомнить»), Во время фронта импульса С срабатывают все триггеры: здесь X, У, Z — значения входных переменных (разрядов записываемого в память числа) в момент поступления импульса С. Информация хранится в параллельном регистре в виде параллельного кода и может быть считана с выходов триггеров:

Рис. 4.27. Параллельный регистр

4.10.2. Последовательный регистр (сдвигающий регистр). Схема трехразрядного последовательного регистра и временные диаграммы, иллюстрирующие его работу, приведены на рис. 4.28.

Рис. 4.28. Последовательный регистр

Записываемое число поступает по одному входу X в виде последовательного кода, т. е. значения разрядов передаются последовательно, подобно тому как мы прочитываем многоразрядное число, например: «тысяча двести сорок . Последовательный регистр также выполнен на синхронных -триггерах. При поступлении первого импульса С в момент его фронта в каждом триггере записывается значение логического сигнала на его входе: (его значение равно 1), (его значение в момент прихода первого импульса С равнялось 0), (в тот же момент времени ).

Эта информация хранится до поступления второго импульса С, когда процесс записи сигнала на входе осуществляется в каждом триггере: . Третий импульс С производит запись значений сигналов на входе триггеров в момент поступления импульса:

Рассмотрим временные диаграммы рис. 4.28, б. Легко заметить следующее:

1) поступившее на вход X регистра число 101 после третьего импульса С оказывается записанным в разрядах триггера: (перечисляем от старшего разряда к младшему). В общем виде: -разрядный регистр запоминает -разрядное число за тактовых импульсов;

2) поступивший на вход X последовательный код преобразуется в регистре в параллельный код: число может быть считано с выходов триггеров: ,

3) с поступлением каждого тактового импульса С записанная информация сдвигается в регистре (движение от входа к выходу), поэтому последовательный регистр называют сдвигающим регистром. Сдвиг информации на один разряд равнозначен умножению кода на 2. Например, записано число 101 (в десятичном коде 5), сдвигаем его на один разряд влево и получаем 1010 (в десятичном коде Ю);

4) информация, записанная в последовательном регистре, может быть считана с выхода его старшего разряда в виде последовательного кода: если после записи в регистр числа вновь подать тактовые импульсы, число поразрядно будет прочитываться на выходе старшего разряда и оттуда может быть передано к другим считывающим цепям.

Таким образом, последовательный регистр осуществляет не только запись и хранение информации, но и преобразование формы ее представления. Способность регистра к сдвигу сигналов широко используется в устройствах управления.