Суммирующие двоичные счётчики

В счётчике с n триггерами число возможных состояний 2ⁿ. Каждому состоянию счётчика соответствует число в счётной последовательности от 0 до2^n-1 при последовательной подаче на вход С единицы. Исходное (начальное) состояние счётчика устанавливается подачей сигнала по шине «установка 0». После подачи 2ⁿ импульсов на вход С счётчик снова устанавливается в нулевое положение.

Рис.7.14.

В суммирующем счётчике (рис.7.14) при работе происходит суммирование предыдущего значения счётчика с единицей. Рассмотренный счётчик называется счётчиком с последовательным переносом. Сигнал для счёта подаётся на вход самого младшего разряда, каждый последующий разряд переключается задним фронтом сигнала с предыдущего разряда, все Т - триггеры соединены последовательно. При этом время задержки переносов растёт с ростом числа разрядов в счётчике, ограничивая его быстродействие.

Это устраняется в счётчике с параллельным переносом, где все триггеры срабатывают одновременно по счётному входному импульсу. При этом схема усложняется, поскольку требуются элементы «И» с большим числом входов (рис 7.15).

Рис.7.15.

Поэтому при построении многоразрядных счётчиков используются схемы с параллельно-последовательным переносом, когда внутри группы триггеров организуется параллельный перенос, а между группами – последовательный (рис.7.16).

Рис.7.16.

Вычитающий счётчик с приходом каждого счётного импульса предыдущий результат уменьшает на 1. Вход каждого последующего триггера соединяется с инверсным выходом предыдущего.

Рис.7.17.

Для построения десятичного счётчика используют четырёх разрядныё двоичный счётчик, число состояний которого уменьшают с 16 до 10 с помощью внешнего или внутреннего КЦУ.

Регистры.

Регистр – последовательностное цифровое устройство, используемое для хранения и выполнения логических преобразований над n-разрядным двоичным кодом. Регистр представляет собой упорядоченную последовательность триггеров, число которых соответствует числу разрядов в слове. С каждым регистром обычно связано некоторое КЦУ, с помощью которого обеспечивается выполнение логических операций или микроопераций над n-разрядными словами в ПЦУ: приём слова в регистр, передача слова из регистра, поразрядные логические опреации, сдвиг слова влево или вправо на определённое числоразрядов, установка в начальное состояние (сброс), преобразование последовательного кода в параллельный и обратно.

Состояние регистра представляется целым числом в двоичной системе. Многоразрядные регистры часто разбиваются на 8 – разрядные подрегистры (по байтное деление). Вместо двоичного представления тогда можно использовать таблицу из 256 символов. Фактически любое цифровое устройство можно представить в виде совокупности регистров, соединённых друг с другом с помощью соответствующих схем КЦУ.

Регистры разделяются на группы:

с параллельным приёмом и выдачей информации – регистры памяти;

с последовательным приёмом и выдачей информации – регистры сдвига;

смешанные регистры - последовательный ввод – параллельный вывод и наоборот. Регистры бывают с одним каналом (однофазные – собираются из D – триггеров) и двухканальные (парафазные, собираемые на RS – триггерах).

Рис.7.18.

Параллельный регистр.

В параллельном регистре разряды двоичного числа, поданные на входа D, записываются в ячейки регистра одновременно по сигналу синхронизации С и разрешающем коде на входах V₁V₂. На рис.7.18 показано обозначение параллельного регистра и его внутренняя схема.

Последовательный регистр.

В последовательном регистре разряд двоичного числа записывается и считывается последовательно во времени – разряд за разрядом по одному каналу. На рис.7.19 показан последовательный регистр. Запись производится с младшего бита. Считывание числа может осуществляться последовательно по сигналу синхронизации, так и параллельно с каждого триггера.

Рис.7.19.

Применение сдвиговых регистров.

Сдвиговые регистры применяются для следующих операций:

1. Преобразование последовательного кода в параллельный.

2. Преобразование параллельного кода в последовательный.

3. Умножение и деление. Аналогично десятичной системе, где умножение и деление на 10 равносильно сдвигу запятой, в двоичной системе умножение и деление числа на 2 равносильно сдвигу на разряд влево или вправо.

4. Временная задержка и буферизация данных. Можно преднамеренно задерживать цифровую информацию, пропуская её через сдвиговый регистр. Информация в регистре может храниться до тех пор, пока подано напряжение питания на регистр.

5. Устройство памяти с циркуляцией данных. Соединяя вход сдвигового регистра с выходом можно заставить циркулировать данные (бегущая строка).

Поиск по сайту: