ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.06.2025
Просмотров: 4508
Скачиваний: 2
10.3. Упраэюнения
С появлением каждого нарастающего фронта тактового сигнала CLK счет продолжается. На логическом символе приведены значки 1, 2— и 1, 3-h. Это означает, что тактовый сигнал связан с контактом ^CTEN (на котором стоит GI) функцией И. Имеется переключение режима работы (зависимость от моды М), в соответствии с кото рым М2 определено д^ля счета в обратном направлении с входами DI-И. Кроме того, инвертированный тактовый сигнал привязан к контакту -^RCO через функцию И, что отмечено обозначением G4.
Выход MAX/MIN имеет различные функции при прямом счете (цифра 3) и обратном счете (цифра 2). Итак, вновь имеем зави симость от М. При обратном счете выход MAX/MIN переходит в состояние 1, если состояние счетчика соответствует О, это обозна чается через СТ == 0.
Соответственно при прямом счете максимальное состояние счет чика обозначается СТ = 15. Выход MAX/MIN соединен, кроме то го, Z-зависимостью (Z6) с выходом MAX/MIN, если одновременно тактовый сигнал CLK = О (из-за G4) и на контакте — CTEN — О (из-за 04). Это установлено последовательностью цифр 6, 1, 4 на контакте -^RCO^ которая определяет зависимость Z и обе зависимо сти G. Из этого следует, что -^RCO является синхронным выходом, в то время как выход MAX/MIN работает асинхронно. Счетчик мо жет быть загружен параллельно через входы (д:з,^2,^ь^о) = 1000, счетчик будет подсчитывать 7 ступеней до 1111. После этого он выдает сигнал переноса ^ЯСО = 0. Если связать этот выход с ->LOAD^ счетчик будет загружен до состояния 1000 и цикл начнется снова.
Очевидно, что счетчик может быть использован как делитель частоты на 16, так как он выдает при непрерывном счете через каждые 16 тактовых импульсов сигнал переноса -iRCO.
10.3. Упражнения
Задача 10.1. Сконструируйте асинхронный обратный счетчик, кото рый пробегает последовательность 000, 111, 110, 101, 100, 011, 000 и т.д.
Задача 10.2. Сконструируйте двоичный счетчик, который при У = 1 в прямом направлении просчитывает последовательность 000, 001, 010, 011, 100, 000. При F = О счетчик должен считывать ту же после довательность в обратном направлении. Используйте 3 D-триггера.
Задача 10.3. Как должен быть подключен модуль двоичного счетчика 74191, чтобы его можно было использовать как десятичный делитель.
ГЛАВА 11
СДВИГОВЫЕ
РЕГИСТРЫ
Сдвиговые регистры состоят из цепочки триггеров, в которых пе редача информации осуществляется как в «пожарной цепочке» ПЗС (bucket-brigade). Они могут быть построены, например, из D-триг- геров или из JK-триггеров. На рис. 11.1 показан пример регистра с четырьмя JK-триггерами. Для того, чтобы информация передава лась одновременно по всей цепочке, применяются триггеры с упра влением фронтом.
Qi |
02 |
Q3 |
Q4 |
|||||||
Ess |
J\ |
и |
Ji |
IJ |
/з |
и |
JA |
IJ |
As |
|
/^>C1 |
>C1 |
>C1 |
>C1 |
|||||||
IK |
IK |
!p - |
||||||||
Kx |
IK |
P Кг |
p |
Къ |
IK |
p KA |
||||
CLK |
(1 |
—\ |
— |
( |
||||||
Рис . 11.1. Цепочка сдвигового регистра из четырех JK-триггеров.
Представленный сдвиговый регистр имеет последовательный вход Es и последовательный выход Ag. Параллельные выходы обозначе ны как Qi, Функция этого сдвигового регистра со сдвигом вправо описывается следующими уравнениями:
gm+l ^ |
^ш |
(11Д) |
gm+1 ^ |
gm ^ прИ О < i < 4 |
(11.2) |
ЛГ-Qr |
(11.3) |
|
Сдвиговые регистры находят универсальное применение в цен тральных процессорах (CPU) компьютеров при проведении опера ций умножения и деления. Они также применяются ^[^ля последова тельно-параллельного и параллельно-последовательного преобразо ваний кодов. Кроме того, они служат как ЗУ на основе «пожарных цепочек» (first-in first-out, FIFO, обратного магазинного типа).
11.1. Временные характеристики сдвиговых регистров
Сдвиговые регистры могут обладать следующими свойствами:
•способностью переключения между сдвигом влево и сдвигом вправо
•наличием параллельных входов для одновременной установки триггеров
•наличием параллельных выходов
•наличием последовательных входов и выходов
11.1.Временные характеристики сдвиговых регистров
Втом случае, если применяется триггер с малым расстоянием меж ду действующим интервалом и интервалом переброса, проблематич ным становится появление тактового фазового сдвига (clock skew). Подобные регистры образуются, в частности, при использовании буферных триггеров. Фазовый тактовый сдвиг может привести к тому, что при одном тактовом импульсе информация передается на многие ступени либо теряется. Это является следствием перекры тия действующего интервала и интервала переброса из-за влияния тактового фазового сдвига.
Рассмотрим этот случай на примере регистра, состоящего из двух управляемых одним фронтом буферных D-триггеров (рис. 11.2). Вто рой D-триггер будет запускаться с тактовым фазовым сдвигом to.
Es |
Dx |
IFi |
\QxJ>i |
As |
IJJ |
||||
>C1 |
p- |
|||
("тк |
, |
tA |
||
Р и с . 11.2. Сдвиговый |
регистр |
с D-триггерами |
управляемыми передним |
|
фронтом. |
||||
На рис. 11.3 а показаны соотношения без тактового сдвига (^о = 0)- Действующие интервалы и интервалы переброса обоих триггеров занимают одни и те же интервалы времени. Как следует из рисунка, информация правильно передается от одного триггера к следующему.
На рис. 11.3 b тактовый сигнал второго триггера задержан от носительно первого триггера на ^о- Вследствие этого действующий