Раздел 2. Анализ существующих регистров и современной элементной базы

Регистр является ИМС средней степени интеграции, предназначенная для запоминания и хранения многоразрядного слова или его частей. Регистром называется последовательное устройство, предназначенное для записи, хранения и (или) сдвига информации, представленной в виде многоразрядного двоичного кода.

Из сказанного выше сделаем вывод, что регистры должны содержать элементы памяти, они строятся на триггерах. Основная функция регистра, это хранение многоразрядного числа или его части которое представлено в двоичной системе счисления. Помимо основного предназначения (хранения двоичного кода, преобразования, сдвига и передачи на выход) регистры также используются для выполнения и других функций. [1]. На их основе строятся такие устройства как:

- линии задержки на заданное число тактов;

- накапливающие сумматоры;

- формирователи импульсов большей длительности;

- генераторы псевдослучайных последовательностей.

По способу приема информации регистры подразделяются на:

- параллельные, в которых информация записывается и считывается только в параллельной форме, прием и выдача слов производятся по всем разрядам одновременно. В них хранятся слова, которые могут быть подвергнуты поразрядным логическим преобразованиям. В этих регистрах схемы разрядов не обмениваются данными между собой. Общими для разрядов обычно являются цепи тактирования, сброса или установки, разрешения выхода или приема, т. е. цепи управления;

- последовательные, которые также называются сдвигающие

(сдвиговые) в них запись и считывание информации происходит только в последовательной форме, при этом слова принимаются и выдаются разряд за разрядом. Тактирующие сигналы при вводе и выводе слов перемещают их в разрядной сетке. Сдвигающий регистр может быть нереверсивным (с однонаправленным сдвигом) или реверсивным (с возможностью сдвига в обоих направлениях);

- последовательно-параллельные (реверсивные, универсальные или двунаправленного действия), такие универсальные регистры можно использовать для преобразования кода из параллельного в последовательный и наоборот. Последовательно-параллельные регистры имеют входы/выходы одновременно последовательного и параллельного типа. Кроме того, существуют варианты с последовательным входом и параллельным выходом, параллельным входом и последовательным выходом, а также варианты с возможностью любого сочетания способов приема и выдачи слов.

По числу каналов передачи информации регистры подразделяются на:

- однофазные, в них информация вводится либо в прямом, либо в обратном коде;

- парафазные – одновременно и прямом, и в обратном кодах.

По способу синхронизации регистры подразделяют на: - однотактные, синхронизируемые одной управляющей

последовательностью;

- двутактные;

- многотактные, управляемые несколькими последовательностями

импульсов.

Последовательные регистры могут быть:

- однонаправленные, когда записанную информацию сдвигают только в одном направлении;

- двунаправленные, в которых информация сдвигается как вправо, так и влево.

Чаще всего регистры строят на основе D и JК - триггеров.[2]. В последовательных регистрах используются только двухступенчатые триггеры или триггеры с динамическим управлением. Это гарантирует сдвиг информации строго на один разряд по каждому импульсу синхронизации. При использовании других триггеров процесс сдвига становится неуправляемым и за один импульс синхронизации кодовое число может быть сдвинуто на несколько разрядов. [2].

Обратимся к каталогу компании «ЧИП и ДИП» и рассмотрим некоторые модели современных регистров сдвига.

Рассмотрим, например, микросхему 74HC164, которая представляет собой 8-ми битный сдвиговый регистр.

Рассмотрим расположение выводов на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 - Схема расположение выводов регистра.

Таблица 2.1 - Назначение выводов.

№	Вывод	Назначение
1	DSA	Вход данных
2	DSB	Вход данных
3	Q0	Выход 0го разряда
4	Q1	Выход 1го разряда
5	Q2	Выход 2го разряда
6	Q3	Выход 3го разряда
7	GND	Общий
8	C	Вход синхронизации
9	R	Вход сброса
10	Q4	Выход 4го разряда
11	Q5	Выход 5го разряда
12	Q6	Выход 6го разряда
13	Q7	Выход 7го разряда
14	VCC	Напряжение питания

В этом разделе были рассмотрены существующие регистры, их типы и схему 74HC164.