лабараторная по схемотехнике 12 вариант. Лабораторная работа 12 Исследование регистров и счетчиков к работе допущен Работу рассчитал Работу
 Скачать 57.71 Kb.
|
 Лабораторная работа № 12 Исследование регистров и счетчиковК работе допущен: Работу рассчитал: Работу выполнил: Теоретическое введение Регистром называется типовое вычислительное устройство, предназначенное для запоминания информационных слов и простейших их преобразований. Регистр состоит из запоминающих элементов - триггеров, количество которых соответствует количеству разрядов в слове, и вспомогательных логических схем, обеспечивающих выполнение некоторых операций. Типовые операции, выполняемые регистрами: Установка регистра (то есть всех его разрядов) в 0 - "СБРОС". Прием слова информации из другого операционного устройства (регистра, сумматора и т.д.) или передача слова в другой регистр. Передачу слова можно осуществлять параллельно или последовательно. При последовательной передаче все разряды информационного слова передаются последовательно во времени один за другим по одной цепи; при параллельной передаче слова все его разряды передаются одновременно, каждый по своей цепи. Говорят, что слово передается в последовательном коде или в параллельном коде. Преобразование последовательного кода в параллельный или обратно. Преобразование прямого кода числа в дополнительный или обратный код и наоборот. Сдвиг слова влево или вправо на нужное число разрядов. Поразрядные логические операции. Регистры могут быть как универсальными, так и рассчитанными на выполнение каких-либо отдельных операций из перечисленных. На структурных и функциональных схемах вычислительных устройств можно встретить обозначения регистров, показанные на рис.49.  Рис. 49. Изображение регистра на структурных (а) и функциональных (б) схемах Информационное n-разрядное слово загружается (принимается) в запоминающие элементы, по шине поступая на вход D, и может быть прочитано впоследствии с выхода Q в любой момент времени. При подаче сигнала на вход R реализуется функция установки регистра в 0. Часто принимается, что регистр получает наименование хранимого слова (А). Если ввод информации в регистр необходимо осуществлять по какому-либо сигналу (синхронно), то в качестве элементов памяти используют синхронные D-триггеры. Внутренняя схема такого регистра представлена на рис.50,а, а его условное функциональное обозначение - на рис.50,б.  Рис. 50. Регистр на D-триггерах: D - входная шина для приема n-разрядного слова (A); C - синхронизация приема сигналами СИ; R - вход для установки регистра в 0 сигналом СБРОС; Q - выходная n-разрядная шина. Счетчик - типовое операционное устройство, предназначенное для подсчета числа входных сигналов. Счетчики используются в вычислительных устройствах для образования последовательностей адресов команд, для счета количества циклов выполнения действий и т.п. Счетчики делятся на суммирующие (накапливающие), вычитающие и реверсивные. Функция суммирующего счетчика – A:=A+1, то есть с каждым сигналом, поступающим на его счетный вход, содержимое счетчика увеличивается на единицу. Функция вычитающего счетчика – A:=A-1, то есть с каждым сигналом, поступающим на его счетный вход, содержимое счетчика уменьшается на единицу. Реверсивный счетчик выполняет обе операции (конечно, не одновременно, у такого счетчика два счетных входа). На структурных и функциональных схемах вычислительных устройств можно встретить обозначения счетчиков, показанные на рис.51.  Рис. 51. Изображение счетчика на структурных (а) и функциональных (б - накапливающий счетчик, в - вычитающий счетчик, г - реверсивный счетчик) схемах Счетчик, работающий в двоичной системе счисления, называется двоичным счетчиком. Он состоит из нескольких триггеров, соединенных между собой таким образом, что выполняется счет единичных входных импульсов. На рис.52,а показано соединение трех T-триггеров для реализации двоичного трехразрядного счетчика, на рис.52,б - его таблица переходов, а на рис.52,в - временные диаграммы его работы.  Рис. 52. Трехразрядный двоичный счетчик Обычно счетчик имеет цепь установки в нулевое состояние (сброс триггеров в 0). Однако начальное состояние счетчика не обязательно нулевое. Начальное состояние может устанавливаться передачей в счетчик кода некоторого числа, и с него уже будет начинаться операция счета. Такой режим работы счетчика необходим, например, при образовании последовательности адресов команд при заданном исходном адресе памяти. Счетчик с функцией приема информационного слова является счетчиком-регистром. Если содержимое счетчика равно нулю и производится вычитание, то вырабатывается сигнал заема. Если содержимое счетчика предельное (все триггеры находятся в единичном состоянии) и выполняется операция сложения, то вырабатывается сигнал переноса. Условное обозначение универсального реверсивного двоичного счетчика на функциональных схемах приведено на рис.53.  Рис.53. Универсальный реверсивный счетчик: D - входная шина для приема n-разрядного слова (А); C - синхронизация приема сигналами СИ; +1 - счетный вход (функция сложения); -1 - счетный вход (функция вычитания); R - вход для установки регистра в 0 сигналом СБРОС; Q - выходная n-разрядная шина; З - сигнал заема; П - сигнал переноса |