Регистры сдвига

Кроме операции хранения данных регистры могут использоваться и для операции сдвига данных с целью преобразования параллельного кода в последовательный и наоборот. SHIFT REGISTER – сдвиговый регистр, сдвигающий регистр получают путем цепочечного соединения триггеров.

Сдвиг состоит в том, что по сигналу синхроимпульс происходит одновременно перезапись содержимого каждого триггера в соседний триггер. При этом не меняется само двоичное слово (число), записанное в регистре, оно лишь сдвигается вправо на один разряд, и только содержимое последнего триггера ТТ3 пропадает из регистра, а на вход первого ТТ0 поступает новый бит.

Регистр сдвига в отличие от регистра памяти обязательно должен состоять из непрозрачных триггеров, иначе при первом же сигнале сдвига бит, поступивший на вход первого триггера регистра сдвига, сразу же пройдет на выход этого триггера и, соответственно, на вход второго триггера, а значит и на выход второго триггера и т.д. до последнего триггера регистра сдвига, т.е. один бит заполнит все триггеры регистра сдвига.

В некоторых сдвигающих регистрах сдвиг может производиться только в одну сторону, а в некоторых регистрах – реверсивных – и вправо и влево.

Чтобы обеспечить реверс сдвига и параллельную запись данных сразу во все триггеры регистра, перед D входом каждого триггера ставят мультиплексор по три входа???

Здесь неизвестные буквенные обозначения входов означают:

P/S – PARALLEL/SERIAL – параллельная/последовательная загрузка (P/S=1 – парал.)

SIO – SERIAL INPUT 0 – последовательный вход триггера 0

SI3 – SERIAL INPUT 3 – последовательный вход триггера 3

DSL – DATA SHIFT LEFT – сдвиг данных влево

DSR – DATA SHIFT RIGHT – сдвиг данных вправо

PE – PARALLEL ENABLE – разрешение параллельной записи

При разрешении передачи данных через нижний вход каждого мультиплексора производят параллельную запись в триггеры регистра. При разрешении на среднем входе мультиплексора можно сдвигать информацию в регистре вправо, а при открытом верхнем элементе мультиплексора – влево.

Принято считать что слева расположены старшие разряды двоичного слова, числа. Поэтому сдвиг влево увеличивает значение каждого исходного бита.

При сдвиге вправо на один разряд значение каждого бита как бы уменьшается вдвое.

Чтобы преобразовать 4-х разрядное двоичное число, представленное параллельным кодом, в последовательное, надо его подать на входы D0, D1, D2, D3 регистра одновременно с разрешающим сигналом на входе РЕ и синхроимпульсом на С входе и произвести таким образом запись этого числа в регистр.

Обычно последовательный код начинается с младшего разряда, поэтому после записи числа в регистр надо для представления этого числа последовательным кодом, снять разрешение с входа РЕ и подать разрешение на вход DSR. Теперь в течении четырех тактов С синхроимпульсов последовательных код заданного двоичного числа будет выходить с Q3 выхода регистра поразрядно.

Чтобы 4-х разрядное двоичное число, представленное параллельным кодом, преобразовать в последовательный код, надо сначала разряды этого числа подать на входы D0, D1, D2, D3 регистра, а одновременно с этим подать разрешение на параллельную запись, т.е. P/S=1 и подать один или несколько импульсов на С вход регистра.

После этого нужно запретить параллельную запись в регистр и тем самым разрешить последовательный режим регистра, т.е. P/S=0. Теперь при каждом импульсе на С входе регистра выход Q3 будет выдавать поочередно разряды записанного двоичного числа.

Обычно последовательный код начинается с младшего разряда, а в данном регистре первым на выход поступит разряд числа, записанный ранее в триггер ТТ3, значит при параллельной записи числа в регистр следует проследить чтобы младший разряд был записан в триггер ТТ3, а старший – в ТТ0.

Данные параллельным кодом загружаются в регистр RG1 пока P/S=1. Затем при P/S=0 RG1 переходит в режим сдвига (последовательный режим) и в течение четырех импульсов на C входе RG1 содержимое этого регистра с его Q3 выхода разряд за разрядом передается на RG2, на вход DS, где записывается последовательным кодом благодаря подаче четырех синхроимпульсов на C вход RG2. После этого данные могут быть считаны параллельным кодом с выходов Q0,…Q3 регистра RG2.

Кольцевой счетчик (распределитель)

Представляет собой сдвиговый регистр, у которого информационный вход соединен с выходом последней ступени, образуя замкнутое кольцо.

До начала работы в триггер ТТ0 записывается лог.1, а в остальные триггеры – 0. Коэффициент счета К_сч=m (у двоичного счетчика К_сч=2^m)

Достоинство: унитарный код обеспечивается на выходе без помощи дешифратора и представлен активным уровнем на том выходе, номер которого соответствует сосчитанному числу импульсов.

Недостаток: повышенный расход триггеров. Второй недостаток кольцевого счетчика в том, что если в результате какой-либо помехи во время работы счетчика в нем нарушится слово, бегущее по кольцу (в данном примере это одна 1 и четыре 0), то уже неправильное слово будет циркулировать по кольцу счетчика.