7.2. Сдвигающие регистры с параллельной записью данных

Сдвигающие m-разрядные регистры с параллельной записью (загрузкой) данных всегда имеют последовательный вход SI (Serial Input) ввода данных DS и последовательный выход SO (Serial Output). Такие регистры могут быть двух типов: с параллельным входом и последовательным выходом (PI/SO - Parallel Input/Serial Output) или с параллельным входом и параллельным выходом (PI/РО - Parallel Input/Parallel Output). Параллельная загрузка данных может быть как синхронной, так и асинхронной потенциальной.

Сдвигающие регистры типов PI/SO и PI/PO.

Для мультиплексирования функций (сдвиг и загрузка), выполняемых регистрами, необходимо использовать дополнительные управляющие сигналы. Один управляющий сигнал L (Load - загрузка) позволяет включать два режима работы регистра: последовательный ввод и сдвиг данных, синхронная параллельная загрузка данных. При асинхронной потенциальной загрузке данных сдвигающие регистры строятся на -триггерах, описываемых функцией переходов (4.30).

На рис. 7.11 показаны -разрядный сдвигающий регистр типа PI/PO с синхронной параллельной загрузкой данных и двумя тактовыми входами CL (Clock Load - тактовый сигнал для загрузки данных) и CS (Clock Shift - тактовый сигнал для сдвига данных), связанными функцией (можно использовать один тактовый сигнал описывается функциями:

( функции возбуждения триггеров);

531ИР12 - 4-разрядный сдвигающий регистр типа PI/РО с синхронной параллельной загрузкой данных, асинхронным потенциальным сигналом сброса регистра в нулевое состояние и входами последовательного ввода данных и получается вход описывается функциями:

Рис. 7.11 (см. скан)

555ИР16 - 4-разрядный сдвигающий регистр типа PI/PO с синхронной параллельной загрузкой данных и Z-состоянием выходов описывается функциями:

555ИР25 - 4-разрядный сдвигающий регистр типа PI/РО с синхронной параллельной загрузкой данных, асинхронным потенциальным сигналом сброса регистра в нулевое состояние и Z-состоянием выходов описывается функциями (7.6),

555ИР9 - 8-разрядный сдвигающий регистр типа PI/SO с асинхронной параллельной загрузкой данных, выполненный на D/D-L-триггерах (4.30); ИС описывается функциями:

где

555ИР10 - 8-разрядный сдвигающий регистр типа PI/SO с синхронной параллельной загрузкой данных и асинхронным потенциальным сигналом сброса регистра в состояние 0; ИС описывается функциями (7.8) при

Каскадирование сдвигающих регистров типов PI/SO и PI/PO производится так же, как и каскадирование сдвигающих регистров типов SI/SO и SI/PO (см. рис. 7.4). Сигнал ОЕ, управляющий Z-состоянием выходов, не должен оказывать влияния на функции, выполняемые схемой, полученной при каскадировании ИС. Хотя сдвиг и загрузка данных в производятся независимо от значения сигнала ОЕ, однако значение разрывает связь между соседними ИС (при каскадировании последовательный выход одной ИС подается на последовательный вход DS другой Таким образом, если используется вход то следует считать, что не имеет последовательного выхода.

На рис. 7.12 показана схема 8-разрядного сдвигающего регистра с параллельной синхронной записью данных, выполненная на двух Эти ИС кроме выходов управляемых сигналом ОЕ, имеют дополнительный последовательный выход Этот выход позволяет производить каскадирование ИС независимо от значения сигнала

Тактовый сигнал сдвигающих регистров описывается функцией

т. е. один из равноправных тактовых сигналов или может использоваться для запрета синхронных операций (например, при обеспечивается режим хранения данных в сдвигающем регистре, если тактовый сигнал подается на вход

Рис. 7.12

На основании соотношений (7.4) - (7.9) легко могут быть прстроены функциональные схемы всех описанных сдвигающих регистров. На рис. 7.13 показана функциональная схема одного разряда сдвигающего регистра 555ИР9 (ЛЭ И-ИЛИ-НЕ формирует тактовый сигнал для всех триггеров регистра). В функциях (7.9) (для краткости описания) вместо двух синхронных сигналов и использаван один сигнал что вполне допустимо при выполнении соотношения

Сдвигающие регистры с асинхронной потенциальной загрузкой данных удобны для построения интерфейсных устройств микропроцессорных систем, так как загрузка осуществляется без участия тактового сигнала (например, gри использовании системы на основе микропроцессора следует положить где сигнал с дешифратора адреса внешнего устройства.

Рис. 7.13

На рис. 7.14 приведены ИС, выполненные по КМОП-техно-логии:

176ИРЗ - 4-разрядный сдвигающий регистр типа PI/РО с синхронной параллельной загрузкой данных, по функциональному назначению аналогичный -разрядный сдвигающий регистр типа PI/РО с синхронной параллельной загрузкой данных, отличающийся от наличием входа Р (Polarity), управляющего полярностью выходного сигнала

Рис. 7.14 (см. скан)

т. е. при

561ИР6 - многофункциональный 8-разрядный сдвигающий регистр с параллельной синхронной и асинхронной загрузкой и двумя двунаправленными шинами данных DA и DB (Т - Transmit - передача данных от входов к выходам при и от входов к выходам при разрешение шины при шина отключена);

CD4014B - 8-разрядный сдвигающий регистр типа PI/SO с синхронной параллельной загрузкой данных и двумя промежуточными выходами описывается функциями (7.7) при ;

CD4021B - 8-разрядный сдвигающий регистр типа PI/SO с асинхронной параллельной загрузкой данных и двумя промежуточными выходами описывается функциями

В табл. 7.1 приведены режимы работы (значение

Таблица 7.1. (см. скан) Описание работы ИС 561ИР6

сигнала включает асинхронный режим приема и передачи). Данная ИС представляет собой приемопередатчик со сдвигающим регистром (см. § 5.9), который можно использовать и как приемопередатчик без памяти (при асинхронной загрузке). Приемопередатчик позволяет производить преобразование последовательных данных в параллельные, параллельных — в последовательные с коммутацией приемника и передатчика данных с помощью сигнала Параллельный обмен данными между шинами и может выполняться с запоминанием данных в регистре.

На рис. 7.15 приведены ИС:

7494 - 4-разрядный сдвигающий регистр типа PI/SO с асинхронными потенциальными установкой и сбросом, описываемый функциями:

где

74LS96 - 5-разрядный сдвигающий регистр типа PI/РО с асинхронными потенциальными установкой и сбросом, описываемый функциями (7.11) при

74L99 — 4-разрядный сдвигающий регистр типа PI/PO с синхронной параллельной загрузкой данных и двумя тактовыми входами CL (Clock Load - тактовый сигнал для загрузки данных) и CS (Clock Shift - тактовый сигнал для сдвига данных), связанными функцией (можно

(кликните для просмотра скана)

использовать один тактовый сигнал описывается функциями:

74178 - 4-разрядный сдвигающий регистр типа PI/PO с синхронной параллельной загрузкой данных, описываемый функциями:

где загрузка, SH (Shift) - сдвиг (вход имеет приоритет по отношению ко входу

74179 - 4-разрядный сдвигающий регистр типа PI/PO с синхронной параллельной загрузкой данных и асинхронным потенциальным сигналом сброса регистра в нулевое состояние, описываемый функциями (7.12) при

74199 - 8-разрядный сдвигающий регистр типа PI/PO с синхронной параллельной загрузкой данных, асинхронным потенциальным сигналом сброса регистра в нулевое состояние и входами последовательного ввода данных и (при получается вход описывается функциями (7.5) при

74LS674 - 16-разрядный сдвигающий регистр типа PI/SO с синхронной загрузкой и двунаправленным последовательным входом/выходом (рис. 7.16,а);

74F676 - 16-разрядный сдвигающий регистр типа PI/SO с синхронной загрузкой и раздельными последовательными входом DS и выходом SO (рис. 7.16,6).