![]() КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
РегистрыРегистром называют цифровой узел, предназначенный для записи и хранения информации. Помимо хранения некоторые виды регистров могут преобразовывать информацию, например из последовательной во времени формы в параллельную, сдвигать записанную информацию на один или несколько разрядов в сторону младшего или старшего разрядов, инвертировать код. В соответствии с назначением различают регистры хранения и регистры сдвига. По принципу хранения информации – на статические и динамические. Статические – на потенциальных триггерах, динамические – на элементах памяти типа конденсатор (практически используется входная емкость МДП-транзистора). Характеристики регистров: - разрядность: определяется количеством триггеров для хранения информации; - быстродействие: характеризуется максимальной тактовой частотой, с которой может производиться запись, чтение и сдвиг информации. Основу регистров хранения составляют одноступенчатые асинхронные RS-триггеры. Каждый триггер служит для хранения одного разряда числа. На рис. 5.21 приведена схема одного разряда регистра и его условное изображение.
Регистр имеет информационные входы b0÷ bn, вход разрешения записи (P), установки 0 (R), управления считыванием в прямом коде (сч1), в инверсном коде (сч2) и выходы Q0÷Qn. Управление режимом работы осуществляется подачей уровня 1 на соответствующий вход. Регистры сдвига предназначены для преобразования информации путем ее сдвига под воздействием тактовых импульсов. Такие регистры представляют собой совокупность последовательно соединенных триггеров, как правило двухступенчатой структуры. Число триггеров определяется разрядностью записываемого слова. По направлению сдвига различают регистры прямого сдвига (в сторону младшего разряда), обратного сдвига (в сторону старшего разряда) и реверсивные (направление сдвига переключается). Пo способу ввода и вывода информации – на параллельные, последовательные и комбинированные. Сущность сдвига состоит в том, что с приходом каждого тактового импульса происходит перезапись (сдвиг) содержимого триггера каждого разряда в соседний разряд без изменения порядка следования единиц и нулей. На рис. 5.22 приведена схема комбинированного регистра сдвига и его условное изображение. В основу положены синхронные D-триггеры с установочными входами. Информация может загружаться последовательно, для этого используется вход D. С приходом каждого тактового импульса вводится один бит информации.
При параллельной нагрузке информация подается одновременно на все входы b0÷b2, при подаче единицы на вход разрешения записи (PE) осуществляется загрузка во все триггеры одновременно. Направление сдвига указывается стрелкой на условном изображении регистра (на рис. 5.22, б – сдвиг в сторону младшего разряда). Контрольные вопросы и задания 1. Возьмите три JK-триггера, синхронизируемые уровнем, фронтом, срезом. На входы J и K подайте «1», на вход C – прямоугольный импульс, длительностью много большей времени переключения триггера. Нарисуйте графики выходных импульсов. 2. Возьмите триггер (см. рис. 5.19, а), подайте на вход (C) последовательность прямоугольных импульсов. Нарисуйте график выходного сигнала. 3. Возьмите RSC-триггер, синхронизируемый срезом. Соедините выход 4. Используя счетчик (см. рис. 5.17, а), постройте счетчик по модулю 5. Нарисуйте временные диаграммы на выходах Q0, Q1, Q2, Q3. 5. Используя T-триггеры, переключаемые срезом импульса, постройте суммирующий трехразрядный счетчик. Нарисуйте временные диаграммы на выходах Q0, Q1, Q2. 6. Укажите различие асинхронного и синхронного счетчиков. 7. Какие типы регистров вы знаете? 8. Какие преобразования цифрового сигнала можно осуществлять с помощью регистров?
6. ГЕНЕРАТОРЫ ИМПУЛЬСных СИГНАЛОВ
Программное управление цифровыми устройствами предполагает определенную временную последовательность выполнения операций над цифровыми сигналами. Эти временные интервалы задаются генераторами прямоугольных импульсов. Эти же генераторы могут использоваться при использовании цифровых элементов и устройств в качестве источника тестовых импульсных последовательностей.
Автогенератором называется независимый преобразователь напряжения источника питания в периодическую последовательность импульсов прямоугольной или какой-то другой формы. Автогенератор может работать в ждущем (заторможенном) режиме, когда 6.1. Автогенераторы прямоугольных импульсов Принцип построения мультивибраторов во многом схож с автогенераторами гармонических колебаний – наличие положительной обратной связи с усилением по петле больше единицы. Существенное отличие Рассмотрим процессы, происходящие в схеме мультивибратора с одной хронирующей емкостью (рис. 6.2).
С этого момента происходит заряд конденсатора по цепи:
В новом состоянии инверторов происходит процесс перезаряда конденсатора по цепи: +Е ® С ® R ® общий провод. В результате Uc сначала снижается до нуля, а затем меняет свой знак на противоположный. Как только выполнится условие
где
Длительность интервалов
где
Для перезарядки
Период и частота следования импульсов соответственно равны
Из приведенных соотношений следует, что нестабильность частоты определяется нестабильностью параметров R и C пороговых уровней микросхем U’, U” и источника питания Е. Достижение высокой стабильности частоты мультивибратора обеспечивается введением в генератор гармонических колебаний кварца вместо хронирующего конденсатора.
|