SCH-T-5.ppt

РЕГИСТРЫ
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЕ РЕГИСТРЫ
КОЛЬЦЕВЫЕ СЧЕТЧИКИ

может быть реализован путем последовательного соединения счетных Т-триггеров
Вход
C1
C
Q1

T1
C
Q2

T2
C
Q3

T3
C
Q4

T4




t
t
t
t
t
С1
Q1
Q2
Q3
Q4
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

СЧЕТЧИК, если на вход следующего триггера подавать сигналы с инверсного

выхода предыдущего триггера

Вход

C1

C

Q1

T1

C

Q2

T2

C

Q3

T3

C

Q4

T4

С1

Q1

Q2

Q3

Q4

t

t

t

t

t

15

0

14

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

как суммирующий при подаче на управляющий вход «D/~U» низкого логического

уровня или как вычитающий, если подать на управляющий вход высокий логический уровень.
Переключение режимов реверсивного счетчика осуществляется мультиплексорами «2 на 1».
В большинстве случаев счетчики имеют цепи установки всех триггеров в исходное состояние (на рис. показана цепь асинхронного сброса всех триггеров в нулевое состояние).

R

Q1

X0

X1

A

MS

R

C1

C

T1

R

C

T2

Q2

X0

X1

A

MS

R

C

T3

Q3

D/~U

также название «асинхронные счетчики») являются большие и неравномер-ные задержки распространения

входного сигнала до всех выходов триггеров. Особенно большие задержки распростра-нения сигнала заметны на выходе последнего триггера.
Для выравнивания временных задержек всех триггеров применяют счетчики с параллельным переносом, которые называются также «синхронными счетчиками».

Q3

Q2

C

+1

+1

&

J

&

K

Q1

C

T1

&

J

&

K

C

T2

&

J

&

K

C

T3

Q4

&

J

&

K

C

T4

счетчиков с коэффициентами деления, отличными от 2n. На рис. приведена

схема счетчика с коэффициентом деления k=3 и его временные диаграммы.

+1

J

C

Q1

K

C

T1

+1

J

Q2

K

C

T2

- n:
,
(знак ]...[ - означает ближайшее большее целое),
;
⮚       переводим в

двоичный код число «k-2»;
;
⮚     в счетчике с количеством триггеров n выделяем разряды, которым в двоичном коде числа «k–2» соответствуют единицы; с выходов этих триггеров подаем сигналы на элемент Шеффера; выходной сигнал этого элемента является информационным для дополнительного D-триггера; сигнал с выхода D-триггера подается на входы асинхронного сброса всех триггеров счетчика.

фронтом «0-1». Над триггерами Т1..Т4 приведен двоичный код числа 12

(младший разряд кода - над первым триггером). Выходы триггеров Т3 и Т4 подключены ко входам элемента Шеффера. Коды выходных логических сигналов для всех триггеров и элемента «И-НЕ» (точка А) приведены в табл.

A

~F/14

D

C

T1

D

C

T4

D

C

T2

D

C

T3

D

C

T5

0 0 1 1

C

R

R

R

R

~F/14

(точка А) формируется логическая «1», которая по восходящему фронту каж-дого

входного импульса записывается в дополни-тельный триггер Т5. После прихода 12-го импульса на выходе схемы «И-НЕ» устанавливается логический «0», но в триггер Т5 логический «0» запишется по заднему (восходящему) фронту следующего вход-ного импульса

Кодовые комбинации счетчика на 14

триггеры счетчика (Т1..Т4) по входам асинхронного сброса R. При этом

на выходе элемента Шеффера формируется логическая «1», которая переписывается в триггер Т5 по окончанию следующего входного импульса. Таким образом, счетчик поочередно перебирает все состояния от «0001» до «1100» и имеет два нулевых состояния (см. первую и последнюю строку табл.) Поэтому при реализации счетчика необходимо использовать код: «k-2».

Пример №2. Синтезировать четырехразрядный десятичный счетчик (см. вариант 12) на основе J-K-триггеров . Счетчик должен пройти все состояния : 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E – и вернуться в исходное состояние – 5.

функции для управления этими входами реали-зованы на отдельных элементах «И»,

«ИЛИ». Механический контакт на 0,2 секунды подает активный нулевой уровень на входы асинхронной установки триггеров в исходное состояние.

следу-ющих основных микроопераций над n-разрядным кодом:
⮚     сброс регистра в состояние

«00..0» (все нули);
⮚     установка регистра в состояние «11..1» (все единицы);
⮚     прием и хранение в регистре кода числа;
⮚   выдача числа из регистра в прямом или обратном коде;
⮚     сдвиг хранимого в регистре кода на заданное число разрядов вправо или влево;
⮚     преобразование кода из параллельной формы записи в последовательную и наоборот;

виде двоичного кода. Такие регистры должны по тактовому разрешающему сигналу

(это может быть короткий импульс или фронт импульса) принимать параллельный код входной информации и хранить его до прихода следующего разрешающего сигнала.
Для построения параллельных регистров наиболее удобны однотактные или двухтактные D-триггеры.
На рис. показан пример параллельного регистра на однотактных D-триггерах, управляемых потенциалом. В момент подачи на синхровходы С1, С2 коротких положительных импульсов двоичный код с входов D1...D4 защелкивается в триггеры и может быть прочитан на выходах Q1...Q4.

цифровой вычислительной технике для преобразования последователь-ного кода в параллельный, или

параллельного в последовательный.
Последовательные регистры можно реализовать ТОЛЬКО на двухтактных триггерах, управляемых ФРОНТОМ. На рис. приведена схема сдвигающего регистра на последовательно соединенных D-триггерах.

Qn

Q2

Q3

Q1

D1

C

T1

C

D

T2

C

D

…

T3

C

D

Tn

C

D

…

в регистр и может быть считан в параллельном формате с

выходов Q1...Qn.
Сдвигающий регистр может быть реализован на J-K- или R-S- триггерах. При этом первый триггер необходимо дополнить инвертором или выполнить на D-триггере.

T

J

Q1

K

C

T

J

Q2

K

C

T

J

Q3

K

C

T

J

Qn

K

C

D1

C

…

…

…

рис. приведена схема УНИВЕРСАЛЬНОГО РЕГИСТРА на двухтактных D-триггерах, управляемых фронтом,

и мультиплексорах «2 на 1».
На входы D1..Dn подается параллельный код для записи в регистр по фронту «0-1» входного синхроимпульса при низком логическом уровне на управляющем входе S/~P.
После подачи высокого логического уровня на управляю-щий вход S/~P регистр переводится в режим последовательного сдвига. На вход Ds подается последовательный код для преобразования его в параллельный. Преобразованный парал-лельный код может быть прочитан с выходов Q1..Qn.

Qn

T1

C

D

А

Q1

C

D1

Ds

MS

X1

X0

А

MS

X1

X0

D2

Tn

C

D

А

MS

X1

X0

…

Q2

Dn

…..

…..

T2

C

D

S/~P

на логических комбинационных схемах, например, на мультиплексорах.
На входы X0..X7 подается

параллельный восьмибитовый код; на адресные входы А0..А2 подаются сигналы с выходов двоичного счетчика (Q0..Q2) на трех счетных триггерах. С выхода Y снимается преобразованный последовательный код.

Если двоичный счетчик (с выходами Q0..Q2) выполнить реверсивным, то и преобразование параллельного кода в последовательный можно выполнять, начиная с младшего или старшего разряда.

ПАРАЛ.

КОД

X0
X1
X2
X3
X4
X5
X6
X7

A0
A1
A2

MS

Y

Q0

Q1

Q2

Послед. код

сдвига, по которым под воздействием входных импульсов циркулирует одна или

несколько кодовых единиц.
Кольцевой счетчик на четырех D-триггерах КР1533ТМ2 показан на рис. Используя входы асинхронной установки ~S, ~R, можно записать в регистр начальное состояние, например, в первый триггер – «1», а в остальные триггеры - нули. При поступлении на вход С серии импульсов в регистре циркулирует сигнал типа «бегущая единица».

Q2

Q1

C

R

T1

C

D

S

R

T2

C

D

S

R

T3

C

D

S

Q3

R

T4

C

D

S

Q4

с перекрестной связью от инверсного выхода называется «СЧЕТЧИК ДЖОНСОНА».
Если установить

счетчик Джонсона в нулевое (или единичное) состояние, то под воздействием входных счетных импульсов С в кольце распространяется «волна нулей» а за ней «волна единиц». Коэффициент пересчета в два раза больше количества «закольцованных» триггеров.
Важным преимуществом счетчика Джонсона является параллельная запись информации во все триггеры, что делает минимальными времена задержек распространения сигнала от счетного входа до всех выходов.

или исчезновением нужных кодовых единиц в кольце. Причем эти сбои,

раз возникнув, могут существовать во время счета неопределенно долго, если не принять специальных мер по их устранению.

суммирующие счетчики от вычи-тающих?
3.    Методы реализации реверсивных счетчиков.
4.   Назовите преимущества и недостатки

счетчиков с последовательным и параллельным переносом.
5.     На каких триггерах можно реализовать счетчики?
6. Назовите назначение параллельных и последо-вательных регистров.
7.  На каких триггерах можно реализовать параллель-ные и последовательные регистры?
8.     Как можно реализовать кольцевые счетчики?