Регулярность структурных схем регистров сдвига позволяет обойтись без составления таблиц состояний. Для построения схемы регистра сдвига достаточно знать принципы работы синхронных триггеров. Предположим, что нужно получить регистр, в котором информация при каждом тактовом импульсе (импульсе сдвига) должна сдвигаться на одну позицию вправо. На синхронном JK-триггере сдвиг одного разряда реализуется его работой в режиме синхронного D-триггера. Очевидно, что четырехразрядный регистр сдвига реализуется на четырех JK-триггерах в виде, показанном на рис. 4.7. Данный регистр имеет последовательный вход X и последовательный выход Y. Параллельными выходами являются выходы триггеров Qi.
Рис. 4.7. Сдвигающий регистр на четырех JK-триггерах
Сдвигающий регистр с обратной связью. Тип реализации структурной схемы сдвигающего регистра может быть обобщен посредством подключения отдельных выходов разрядных триггеров сдвигового регистра через комбинационную схему к входу. В результате получится сдвигающий регистр с обратной связью. Различные последовательности (коды), которые снимаются с выхода, определяются логической функцией, реализуемой комбинационной схемой в ветви обратной связи. На рис. 4.8 показана структурная схема данного типа регистра на D-триггерах. В обычном сдвигающем N-разрядном регистре после N сдвигов все триггеры установятся в нулевые состояния. В сдвигающем N-разрядном регистре с обратной связью после N сдвигов код будет циклически повторяться. Это свойство сдвигающих регистров с обратной связью широко используется для генерации различных цифровых сигналов.
Рис. 4.8. Структурная схема сдвигающего регистра с обратной связью
Пусть, например, необходимо циклически генерировать последовательность цифровых сигналов 000, 100, 010, 001. Ориентируясь на структурную схему счетчика с обратной связью (рис. 4.8) и связывая данную последовательность с состояниями триггеров, можно составить таблицу переходов состояний для одного цикла (см. табл. 4.7).
Таблица 4.7
|
Q2 |
Q1 |
Q0 |
Q*2 |
Q*1 |
Q*0 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Из этой таблицы можно сразу записать логическую функцию комбинационной схемы регистра сдвига с обратной связью
Таким образом, комбинационная схема реализуется элементом И с тремя входами и заданная последовательность будет циклически генерироваться на выходе Y.
3. Порядок выполнения работы
1. Собрать схему синхронного SR-триггера (рис. 4.1), подключить на его вход генератор кодовых слов; на выходы подключить светодиодные индикаторы. Протестировать работу модели SR-триггера в зависимости от сигналов на его управляющих входах S и R при уровнях синхроимпульса С = 1 и С = 0. Повторить это же задание для синхронного D-триггера.
2. Составить и собрать схему двухступенчатого D-триггера на основе двухступенчатого SR-триггера (см. рис. 4.2); подключить на его вход генератор кодовых слов; вход и выходы триггеров первой и второй ступеней подключить к логическому анализатору. Протестировать работу модели D-триггера с помощью временных диаграмм.
3. Собрать схему четырехразрядного сдвигающего регистра согласно рис. 4.3. Подключить на его вход генератор кодовых слов, а выходы триггеров подключить к светодиодным индикаторам. Протестировать работу сдвигающего регистра по светодиодным индикаторам.
4. Самостоятельно составить и собрать схему реверсивного четырехразрядного сдвигающего регистра. Подсказка: в схеме рис. 4.3 (п.2) после генератора и между триггерами надо поставить переключатели на мультиплексорах 2-1 для переключения генератора и соединений между триггерами для управления направлением сдвига. Протестировать работу реверсивного сдвигающего регистра по светодиодным индикаторам.
5. Самостоятельно синтезировать, собрать и протестировать схему четырехразрядного сдвигающего регистра с обратной связью для генерирования цифровой последовательности по заданному преподавателем варианту.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.