Регистры.

Регистры.

Регистр — это линейка из нескольких триггеров, в которой в отличие от счетчиков-делителей нет внутренних запрещающих обратных связей. Регистры применяются для накопления и сдвига данных. Регистры, снабженные внешними перемычками, можно использовать как делители частоты.

В простейшем регистре триггеры соединены последовательно: выходы Q и Q предыдущего триггера передают бит данных на входы R и S последующего. Все тактовые входы С триггеров соединены параллельно. При таком включении единица, записанная в виде напряжений низкого и высокого уровней по входам R н S первого триггера, после подачи одного тактового импульса перейдет во второй триггер, затем во время следующего тактового импульса она попадет в третий триггер и так проследует далее, до конца регистра.

Аналогично продвигается по регистру многоразрядное слово: оно поразрядно вводится на входы R и S первого триггера. Простейший регистр имеет один вход и один выход — последовательные. Вход управления также единственный — тактовый. Если ко входу каждого триггера добавить разрешающую логику, то можно получить дополнительные, так называемые параллельные входы одновременной загрузки байта в регистр. Здесь, как правило, используются дополнительные защелки, где фиксируются данные, поступившие на входы после прихода тактового импульса. В такую схему добавляется вход разрешения записи.

Можно предусмотреть также логическую схему параллельного отображения на выходах состояния каждого триггера. Тогда после заполнения регистра от последовательного или параллельных входов, по команде разрешения выхода накопленное цифровое слово можно.отобразить поразрядно сразу на всех параллельных выходах. Для удобства поочередной выдачи данных от таких регистров — буферных накопителей в шину данных обрабатывающего устройства — процессора — параллельные выходы регистров снабжаются выходными буферными усилителями, имеющими третье, разомкнутое Z-состояние. По многопроходной шине данных процессор получит цифровое, слово — байт от выходов того регистра, которому дана команда разрешения выдачи.

Регистры как реверсивные счетчики, могут быть двунаправленными: загруженное слово можно сдвигать по линейке триггеров как вправо, так и влево. Для включения режимов сдвига влево или вправо служит специальный вход команды.

Существуют многорежимные регистры. Их входные и выходные линии данных объединены и образуют так называемый порт данных. Это означает, что от шины данных процессора приходит один провод (а не два), который по команде служит или входным или выходным. Число сигнальных входов и выходов микросхемы за счет портовой организации можно уменьшить в 2 раза.

Однотипные регистры могут различаться функциями отдельных входов: синхронным или асинхронным сбросом, инверсными или прямыми входами, наличием выводов наращивания. Существуют специализированные регистровые микросхемы среднего уровня интеграции, например регистры последовательного приближения для построения АЦП.

Среди многофункциональных микросхем среднего уровня интеграции, выполненных на логических элементах КМОП, популярны четырех, восьми и двенадцатиразрядные регистры.