Курс ЕРНур. 1. регистрлер 1 Регистрлерге сипаттама
 Скачать 0.86 Mb.
|
 Мәліметтер ТD триггерлерінен ТА триггерлеріне беріледі(ақпараттың сақиналы жылжуы). 2.2-кесте параллель ығыструшы регистрдің жұмыс қағидасын түсінуге мүмкіндік береді. Регистр шығыстарына қоректі қосқан кезде кез-келген екілік комбинация орнатылуы мүмкін, мысалы 2.2-кестенің 1 жолы. СLR кірісіне логикалық 0 беру регистрдің тазартуын болдыртады (2 жол), содан кейін (3 жол) 0100 екілік комбинацияның регистрге жүктелуі жүзеге асырылады. Тізбекті тактілі импульстер регистрге енгізілген ақпараттың оңға қарай ығысуын туғызады (4-8 жолдар). 5 және 6 жолдарға көңіл аударайық: оң жақтағы ақырғы ТD триггеріндегі бірлік сол жақтағы ақырғы ТА триггеріне ауыстрылады. Бұл регистрдегі сақиналы жылжуды көрсетеді. Осыдан кейін (9 жол) СLR шығысы көмегімен регистрдің қайтадан тазаруы іске асырылады. 0110 жаңа екілік комбинация жүктеледі (10 жол). 5 тактілі импульсті беру (11-15 жол) ақпараттың 5 позицияға оңға қарай сақиналы ығысуын туғызады. Мәліметтерді алғашқы күйге келтіру үшін 4 тактілі импульс керектігіне көңіл аудару қажет. Егер 2.3-суретте көрсетілген ығыструшы регистрдегі кері байланыс тізбегін ажыратсақ, онда қарапайым параллель ығыструшы регистрді аламыз: ақпараттың соңынен жылжу мүмкіндігі жойылады. Кесте-2.2 4-разрядты сақиналы параллель ығыструшы регистр жұмысы
2.2 Әмбебап ығыструшы регистр 74194 микросұлбасы – көпмақсатты ығыструшы регистр, ақпараты оңға да, солға да ығыструға қаблетті қасиеттер тән. Мәліметті параллель түрде де, тізбекті түрде де жүктеуге мүмкіндік береді. 74194 бірінші микросұлбаларының каскадты байланыс нәтижелерінде 8-разрядты немесе одан да көп разрядты ығыструшы регистр алуға болады. Осы регистрді ақпаратты сақиналы жылжытуға бейімдеуге болады. 74194 ығыструшы регистрі үшін сұлбалар мен кестелер ұсынылған, 2.4-суретте көрсетілген. Сипаттамасы. Бұл екі жақты ығыструшы регистр ығыструшы регистрлерге тән сипаттамалардың барлығын жинаған. 45 вентильді элементтері сұлбаны күрделендіреді, регистр параллель кірістерден, параллель шығыстардан, оңға және солға қарай ығысудың тізбекті кірісінен, режимбі беру кірісінен (басқарушы кірістері) және регистрді тура тазарту кірісінен түрады. Берілген регистрдің 4 жұмыс режимі мүмкін: А) параллельді (кеңейтілген) жүктеу. Б) оңға қарай ығысу (QA-дан QD бағынында). В) солға қарай ығысу (QD -дан QAбағынында). Г) бұғаттау режимі.   Сурет-2.4 74194 микросұлбасы – 4 разрядты екіжақты әмбебап ығыструшы регистр. Синхронды параллель жүктеу мәліметтің 4 разрядын параллелькірістерге беру және S0 және S1 екі басқарушы кірістеріне жоғарғы деңгей сигналын орнату арқылы жүзеге асырылады. Мәліметтер сәйкес триггерлерге жүктеледі және тактілі импульс шебі өткеннен кейін, шығыста пайда болады. Жүктеу кезінде мәліметтердің тізбекті орналастрылуына болмайды. Оңға қарай ығысу S0 кірісіне жоғары деңгейдегі сигналды, ал S1 кірісіне төменгі деңгейдегі сигналды орнатқаннан кейін тактілі импульс шебі арқылы синхронды жүргізіледі. Бұл режимде мәліметтер тізбекті түрде оңға ығысу кірісіне түседі. S0 басқарушы кірісіне төменгі, ал S1 кірісіне жоғарғы деңгейдегі сигналды орнатқан кезде мәліметтер солға қарай синхронды ығысады, ал жаңа мәліметтер солға қарай ығысу тізбекті кірісіне түседі. Блоктану режимі екі басқарушы кіріске де төменгі деңгей сигналын бергенде жүзеге асырылады. S54194/74194 микроимпульстің тек жоғарғы деңгейінде өзгертуге болады. 74194 регистрінің сұлбасы 2.4,а-суретте көрсетілген, ал 4-разрядты регистр болғандықтан 4 триггерден тұрады. Бұл әмбебап регистрдің әр-түрлі мүмкіндіктерін іске асыру үшін қосымша логикалық элементтер қажет. 2.4-суретте көрсетілген қарастрылып отырған регистрдің нәтижелерінің орналасу сұлбасы, әр нәтиженің мақсатын анықтауға мүмкіндік береді. Бұл сұлба беріген регистрдің практика жүзінде қолданғанда аса қажет екенін анықтайды. 74194 регистрінің жұмысы туралы толық ақпаратты 2.4,в және г суреттерінде көрсетілген шындық кестесі мен уақыт диаграммасы береді. Олар тазарту, жүктеу, оңға ығыстру, солға ығыстру және блоктау режимдерін бейнелейді. 74194 ығыструшы регистрінің қолданылуы 2.5,а суретте оңға қарай ығысуы бар тізбікті регистр көрсетілген ол тізбекті ығыструшы регистрдей жұмыс істейді және 2.1-кестені осы регистрдің жағдайын сипаттау үшін қолдануға болады. 74194 микросұлбасы оңға ығыстру режимінде жұмыс атқару үшін S0 және S1 басқарушы кірістері (режимді беру кірістері) 2.5,а-суретте көрсетілген жағдайда болуы керек. (S0=1, S1=0)оңға қарай ығысу QA дан QD ға ығысу бағытымен анықталады. 2.2.2,а-суреттегі регистр мәліметтерді оңға қарай ығыстрады, QD шығысында олар жоғалады. 2.5,б-суретте осы микросұлбаның өзгеше қолданылуы көрсетілген. Біріншіден, мәліметтер солға қарай ығыстыру тізбекті кірісіне келіп түседі, екіншіден, басқарушы кіріс жағдайы өзгертілген мұнда регистрде мәліметтер әр тактілі импульспен D (QD шығысы) разрядына енгізіледі және А (QА шығысы) разрядына қарай ығысады. Біз солға қарай ығыстырушы регистр алдық (ақпараттың сақиналы жылжуынсыз). 74194 микросұлбасын екіжақты ығыстырушы параллель регистр ретінде қолдануға болады. Мәліметті регистрге А, В, С және D параллель жүктеу кірістері арқылы жүктеледі. Бір тактылі импульсте төрт биттің барлығы енгізіледі; енгізілген ақпарат индткаторда пайда болады.  Сурет -2.5, а), б) оңға қарай ығысуы бар тізбікті регистр Жүктеу екі басқарушы кіріске де (S0, S1) логикалық 1 деңгейін бергенде жүзеге асырылады, бақарушы кірістердің жағдайын үш режимнің біреуін: оңға қарай ығысу, солға қарай ығысу немесе бұғаттауды жүзеге асыру үшін өзгертуге болады. Солға немесе оңға ығыстыру режимінде регистрге нөлдерді енгізу үшін екі тізбекті кірісте де логикалық нөл деңгейі орнатылған S0=0 және S1=0 (бұғаттау режимі) кезінде регистрдегі мәлімет оңға да солға да ығыстырылмай, бұрынғы позициясында қалады. 74194 микросұлбасын қолданған кезде басқарушы кірістің жағдайын үнемі ескеріп отыу керек, себебі олар регистрдің бүкіл жұмысын басқарып отырады. Регистрді тазарту (0000 жағдайына келтіру) СLR кірісіне логикалық 0 берумен жүзеге асырылады. Сонымен қатар басқа кірістердің әрекеті бұғатталады. Екі 74194 микросұлбасынан оңға қарай ығыстырушы 8-разрядты параллель регистрді жинауға болады. СLR кірісі регистрдің шығысын 0000 0000 жағдайына (регистрді тазарту) келтіру үшін қолданылады. Параллеь жүктеу кірістері (А-Н) бір тактілі импульспен (басқарушы кірістер жағдайы: S0=1, S1=1) 8 бит ақпаратты енгізуге мүмкіндік береді. S0=1, S1=0 кезінде (оңға ығыстыру режимі) регистр мәліметтерді әр тактымен бір позицияға оңға ығыстырады. Н шығысынан (2 регистрінің QD шығысы) 1 регистрінің оңға ығыстыру тізбекті кірісіне баратын кері байланыс тізбегіне көңіл аударайық. Осы тізбек арқасында қарапайым регистрде Н шығысында жоғалатын мәліметтер регистрдің А разрядына қайтып оралады. S0=0 және S1=0 болып, регистр бұғаттау режимінде (мәліметтер ығыстырылмайды). Көріп отырғанымыздай ығыстырудың 4- разрядты екіжақты әмбебап регистрі болып табылатын 74194 микросұлбасы көпфункцияналды құрылғы. Біз тек микросұлбаның бірнеше қолданылуын қарастрдық барлық ығыстырушы региытрде триггерлік жады қолданылуын айта кету керек. Әдетте ығыструшы регистрлер мәліметтерді уақытша сақтау үшін буферлі есте сақтау құрылғысы ретінде қолданылады; оларды, сондай-ақ, мәліметтерді тізбекті түрден параллельдіге және керісінше түрлендіру үшін немесе ақпараттық сигналдарды кідірту(кідіру сызығы ретінде) үшін қолдануға болады. Қарастрылған ығыстырушы регистрлер сонымен қатар кейбір арифметикалық операцияларды орындауға арналған сұлбаларға кіреді және микропроцессорлармен микропроцессорлық жүйелерде кеңінен қолданылады. 2.3 Ығыстырушы регистрді тексеру  Сурет-2.6 тізбекті ығыстру регистрі 2.6-суретте келтірілген тізбекті ығыстру регистрінің сұлбасынан ақауды тексерейік. Бұл 4-разрядты регистр екі 7474 микросұлбасынан (әрбіреуінде екі D-триггерден) жиналған. Механикалық келеңсіздіктер және температуралық режимнің бұзылуының жоқтығына кқз жеткізгеннен кейін төменде келтірген тексеру операциясының тізбегін орындаймыз.
Нәтиже. Шығыс индикаторында: 0000. Шешім. Регистрдің тазарту тізбегі кемелді.
Нәтиже. Шығыс индикаторында: 1000. Шешім. ТА триггеріне 1 жүктеу дұрыс жүргізіледі.
Сандық импульс генераторынан регистрдің синхрондаушы кірісіне бірлік импульс береміз. Нәтиже. Шығыс индикаторында: 1100. Шешім. ТА және ТВ триггерлеріне “бірлікті”жүктеу дұрыс іске асырылады.
Сандық импульс генераторынан регистрдің синхрондаушы кірісіне бірлік импульс береміз. Нәтиже. Шығыс индикаторында: 1110. Шешім. ТА, ТВ және ТС триггерлеріне “бірлікті”жүктеу дұрыс іске асырылады.
Сандық импульс генераторынан регистрдің синхрондаушы кірісіне бірлік импульс береміз. Нәтиже. Шығыс индикаторында: 1110. Шешім. Қателікті жақын маңайдан немес ТD триггерінің өзінен іздестіру керек, себебі ол “бірлікпен”жүктелмейді
Нәтиже. ТD триггері үшін D=1. Шешім. ТD триггерінің D ақпараттық кірісінде сигналдың талап етілген ЖОҒАРҒЫ деңгейі әрекет етуде.
Нәтиже. Шығыс индикаторында: 1110. Шешім. ТD триггерінің D кірісіндегі ақпараттық сигнал тактілі импульс келіп түскенде Q шығысына ауыстрылмайды.
Нәтиже. Сигнал деңгейінің ЖОҒАРҒЫ индикаторының да, ТӨМЕНГІ индикаторының да әсері жоқ. Шешім. ТD триггерінің Q шығысына ЖОҒАРҒЫ және ТӨМЕНГІ сигнал деңгейлерінің арасындағы белгілі аумақты таралған потенциял алып жатыр. Көріп отырғанымыздай екінші 7474 микросұлбасының ТD триггерінде ақау бар.
Нәтиже. Барлық триггерлер “бірлікпен”және “нөлдермен”жүктеледі. Шешім. Енді ығыстырушы регистр кемелді. Жүргізілген тексеруге сәйкес ТD триггерінің Q шығысы ТӨМЕНГІ деңгей жағдайында қалып қоятындай көрінеді, шындығында оның ЖОҒАРҒЫ және ТӨМЕНГІ деңгейлер арасында ауытқып тұратыны анықталды. Осыдан шығатыны, біз қабылдаған бірінші қадамдағы шешім дұрыс емес болған; ақау екінші 7474 микросұлбасының ішіндегі тізбектің үзілуіне негізделген сұлба жұмысының қағидасын түсіну және жүргізілген тексерулер ақауды жойуға көмектеседі. Тексеруді тез орындау логикалық сынағыш пен сандық импульстер генераторы арқасында жүзеге асырылады. Кейбір жағдайларда білікті мамандардың өзі микросұлбасының берілген шығысында сигналдың қандай логикалық деңгейі әрекет ету керектігін біле алмайды. Қайталамалы модульдердің үлкен санынан жиналған сұлбаларды тексеруді осы модульдер шығысындағы сәйкес логикалық деңгейлерді салыстру қағидасы бойынша жүргізуге болады. Қарастрылған ығыструшы регистрде ТА және ТВ триггерлерінің және ТС және ТD триггерлерінің шығысындағы аспап көрсеткіштерін салыструға болады. Бұл әрекет сандық сұлбадағы тексеруді жеңілдетеді. 3. РЕГИСТРЛІК МИКРОСҰЛБАЛАР 3.1 Микросұлбаларға сипаттама Микросұлба 133 ИР1, К1 55 ИР1, КМ 155 ИР1, 134 ИР1 (3.1-сурет). Регистрдің жұмыс режимі 2 кірісіндегі сигнал деңгейімен анықталады. Ақпаратты тізбекті код түрінде енгізу және оны оңға қарай ығыстыру L=0 кезінде жүзеге асады. Енгізу ақпараты VR кірісіне беріледі, ал тактілі импульстер С1 кірісіне беріледі. Оңға қарай бір разрядқа жылжыту тактілі импульс кесігі әрекеті кезінде жүзеге асырылады. 4 тактілі импульстен кейін ақпарат Q1- Q4 шығыстарымен санап оқылады.  Сурет-3.1. Оңға ығыстырушы регистр Ақпаратты параллель кодпен енгізу L=1 кезінде жүзеге асады. Тактілі импульстер С2 кірісіне беріледі. Тактілі импульс кесігімен ақпарат D1- D4 кірістерінен сәйкес Q1- Q4 шығыстарына көшіріледі. L=1 кезінде тізбекті кодты параллельге түрлендіріп солға қарай ығысуын туғызуға болады. Бұл үшін Q4, Q3, Q2 кірістерін сәйкес D3, D2, D1 кірістерімен жалғау керек, ал ақпарат регистрге D4 кірісі арқылы енгізіледі. Кодтың солға қарай бір разриядқа жылжуы С2 синхрокіріске берілген әр тактілі импульс әрекеті кезінде жүзеге асады. Регистр жұмысының әбестігін болдыртпау үшін L кірісінің жағдайы ның ауысуы тек ғана С1=С2=0 кезінде ғана жүргізіледі. Сонымен қатар ақпа- раттың кірістегі сигналдар рғақтаушы импульстер шегіне түскенге дейін жаңаруы қажет. ИР1 тиіпті ығыстырушы амбебеп регистрді пайдалана отырып, көп разриятты регистрді құруға болады. Ол үшін бір амбебап регистрдің ақырғы разриядының шығысын келесі амбемап регистрдің VR кірісіне қосу керек. Қосымша сыртқы, көпразриядты қоллдана отырып, жиіліктік бөлуді жүзеге асыруға болады. Қайталану жиілігі бойынша бөлуге қатысты импульстер С1 синхронизация кірісіне түседі, ал шығатын импульстер VR кірісі бар кері байланыс инверторы арқылы байланысқан үлкен разриядтың Q шығысынан алынады. К134ИР2 (3.2-сурет) микросұлбасы Бұл регистр разряды сөзді сақтауға арналған. Екілік код V инверсты кірісі арқылы тізбекті жазылады, кодты алғашқы тура кезінде санау үшін регистрлік инверсті шығысы қолданылады, ал инверсті күйде санау үшін - тура кірісін қолдану керек. Санау, жазу сияқты, әр келесі тактілі импульс шебінің С синхрокірісіне түскен кезінде жүзеге асады.  Сурет - 3.2 К134ИР2 микросұлбалары Регистрдің нөлдігі логикалық 0 кернеуін К инверсті кірісіне беру арқылы ұйымдастырылады. 134ИР8, КР134ИР8, 553ИР8, КМ555ИР8, КР1533ИР8, (3.3-сурет) микросұлбалары Регистрлер сегізразриядты сөзді сақтауға және тізбекті кодты параллельге түрлендіруге арналған. Тізбекті түрде жазу тактілі импульс шебімен кез- келген VR кірістері арқылы жүреді. Параллель кодты санау Q1- Q8 шығыстарында жүзеге асады. Тізбекті кодты Q8 шығысынан разриядты түрде санауға болады. Регистрдің нөлденуі R кірісіне логикалық 0 беру арқылы ұйымдастырылады.  Сурет – 3.3 134ИР8, КР134ИР8, 553ИР8, КМ555ИР8, КР1533ИР8 микросұлбасы 4. ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР 1. Е.П. Угрюмов “Цивровая схематехника” 2. Ю.Ф. Опадчий, О.П. Глудкин, А.И. Гуров “Аналоговая и цифровая электроника” – Москва: Горячая линия – Телеком, 2002 3. Б.С. Гершунский “Основы электроники и микроэлектроники” – Киев: Выща школа, 1988 4. Р. Токхейм “Осровы цифровой электроники” – Москва: Мир,1988 [191-206] 5. Е.П. Угрюмов “Проектирование элементов и узлов ЭВМ” – Москва: Высшая школа, 1987 6. Г.Р. Авенсян, В.П. Левшин “Интегральные микросхемы” – Москва: Машиностроение, 1993 7. Е.И. Хромов “Основы построения аналоговых систем передачи ” – Москва: Радио и связь, 1983 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||