Регистры хранения
Обнинский
Институт Атомной Энергетики
Кафедра АКиД
Лабораторная
работа
Регистры
хранения
Выполнил: студент
гр. ЭиА-С11
Юрченко К. Г.
Проверил: Руденко
А. В.
Обнинск 2014
Введение
Цель работы:
Изучить один из основных узлов ЭВМ - регистр хранения (память), приобрести
навыки в сборке наладке и экспериментальном исследовании регистра.
Ход работы
1. Статический многоразрядный
параллельный регистр хранения, на базе т-триггеров.
Так как я не имею изначально счетных Т
триггеров, я преобразую JK в Т триггер.
Рисунок 1. Преобразование JK в Т триггер.
Следующим этапом я построю на полученных мной Т
триггерах простейший четырех разрядный регистр.
Рисунок 2. Схема проверки работы параллельного
регистра собранного на базе Т-триггеров.
Принцип работы регистра отражен в таблице 1.
Таблица 1
|
C
|
D4
|
D3
|
D2
|
D1
|
Q4
|
Q3
|
Q2
|
Q1
|
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
|
|
0
|
0
|
0
|
1
|
0
|
0
|
0
|
|
|
|
0
|
0
|
1
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
|
|
1
|
0
|
1
|
1
|
0
|
1
|
1
|
|
|
|
1
|
1
|
0
|
0
|
1
|
0
|
0
|
|
|
|
1
|
1
|
0
|
1
|
1
|
0
|
|
|
|
0
|
1
|
1
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
|
Так же мною была представлена временная
диаграмма работы регистра.
Рисунок 3. Временная диаграмма
2. Регистр хранения с
динамическим управлением, основанный на базе микросхемы ИР37
Для хранения информации зачастую использую
микросхемы серии ИР37(74HCT574N).В них запись происходит по переднему
фронту сигнала «С».
Рисунок 4. Схема проверки правильности регистра
ИР37.
Так как в большинстве случаев для изображения
микросхем используют их схематические обозначения я привел на рис. 2 УГО
исследуемого ИР37.
Рисунок 5. УГО микросхемы ИР37
Работа регистра представлена временной
диаграммой на рис.6, на котором видно, что запись в регистр происходит только с
приходом сигнала разрешения. До прихода следующего сигнала разрешения
информация хранится без изменений.
Рисунок 6. Временная диаграмма
3. Регистр хранения кода с
динамическим управлением, основанный на базе микросхемы ИР27.
Регистр отличается от предыдущего лишь тем, что
вместо входа «разрешение записи», у данного регистра есть «разрешение выхода».
Рисунок 7. Схема проверки работы регистра ИР27.
Дабы разъяснить работу регистра, я привел
таблицу истинности данного регистра.
Таблица 2
|
CD4D3D2D1Q4Q3Q2Q1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0
|
0
|
0
|
0
|
1
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
1
|
0
|
0
|
1
|
0
|
0
|
0
|
1
|
0
|
|
0
|
0
|
0
|
1
|
1
|
0
|
0
|
1
|
0
|
|
1
|
0
|
1
|
0
|
0
|
0
|
1
|
0
|
0
|
|
0
|
0
|
1
|
0
|
1
|
0
|
1
|
0
|
|
1
|
0
|
1
|
1
|
0
|
0
|
1
|
1
|
0
|
|
0
|
0
|
1
|
1
|
1
|
0
|
1
|
0
|
0
|
4. Вычислитель экстремальных
значений основанный на микросхемах ИР27, СП1 и одном «исключающее или».
Данное устройство должно из всей
последовательности входных кодов выбирать максимальный (минимальный) и хранить
его на выходе до прихода более высокого (низкого) кода на вход.
Рисунок 8. Схема проверки правильности работы
вычислителя экстремальных значений
Таблица 3
|
Max/Min
|
D4
|
D3
|
D2
|
D1
|
Q4
|
Q3
|
Q2
|
Q1
|
|
0
|
0
|
0
|
0
|
1
|
0
|
0
|
0
|
1
|
|
0
|
0
|
0
|
1
|
0
|
0
|
1
|
1
|
1
|
|
0
|
0
|
0
|
1
|
1
|
0
|
1
|
1
|
1
|
|
0
|
0
|
1
|
0
|
0
|
0
|
1
|
1
|
1
|
|
1
|
1
|
0
|
1
|
0
|
1
|
1
|
0
|
|
1
|
0
|
1
|
1
|
0
|
0
|
0
|
1
|
0
|
|
1
|
0
|
1
|
1
|
1
|
0
|
0
|
1
|
0
|
. Вычислитель разности
последующего и предыдущего кодов с использованием микросхем ТМ8 и ИМ6.
Как видно из названия, устройство на рис. 9
предназначено для вычитания последующего значения входного кода из предыдущего.
Рисунок 9. Схема регистра
Работу данного устройства наиболее оптимально
представить в виде таблицы истинности, так как она нагляднее временной
диаграммы.
Таблица 4
|
D4
|
D3
|
D2
|
D1
|
C
|
Q4
|
Q3
|
Q2
|
Q1
|
|
0
|
0
|
0
|
1
|
0
|
0
|
0
|
0
|
1
|
|
0
|
0
|
1
|
0
|
1
|
0
|
0
|
1
|
0
|
|
0
|
0
|
1
|
1
|
0
|
0
|
0
|
1
|
1
|
|
0
|
1
|
0
|
1
|
0
|
1
|
0
|
0
|
|
0
|
1
|
0
|
1
|
0
|
0
|
1
|
0
|
1
|
|
0
|
1
|
1
|
0
|
1
|
0
|
1
|
1
|
0
|
|
0
|
1
|
1
|
1
|
0
|
0
|
1
|
1
|
1
|
6. Регистр в режиме продления
длительности кода на основе микросхемы ИР22.
Данное устройство предназначено для запоминания
входного кода во время прихода тактового сигнала и хранения кода на выходах
регистра вплоть до прихода следующего тактового импульса.
Рисунок 10. Схема регистра
Временная диаграмма на рис. 11 отражает принцип
работы регистра. Особенностью регистра является то, что при большой
продолжительности тактового сигнала, регистр работает в режиме прямой передачи.
Рисунок 11. Временная диаграмма
Вывод
регистр триггер микросхема
В данной работе я исследовал работу регистров
хранения, основанных на счетных т-триггерах. Научился пользоваться микросхемами
серий ИР22, ИР27 и ТМ8. Спроектировал в Multisim схемы: вычисляющие
максимальное (минимальное) число из всей последовательности, вычитающие
последующий код из предыдущего, регистры в различных режимах работы. В процессе
реализации вычислителя экстремальных значений (п. 5) возникла проблема,
связанная с тем, что в режиме вычисления минимального кода, в программе
возникает ошибка. Режим вычисления максимального кода из всей
последовательности работает верно. Регистры так же работают верно.