Файл: Каган Б.М. Цифровые вычислительные машины и системы учеб. пособие.pdf

функции от переменных, соответствующих состоянию и входным сигналам триггера для одного и того же мо­ мента времени /:

Q (t+ = yJ{t)-K{t)\JJ{t)-K(t)-Q(t), (3-20)

при условии, что R - S — 1.

На рис. 3-36,6 показаны способы получения из уни­ версального двухтактного //(-триггера D-, Т- и /^-триг­ геров путем соответствующих коммутаций входных це-

Рис. 3-37. /./(-триггер.

пей. //(-триггер будет реализовывать таблицу переходов //-триггера, если на его вход / будет подан сигнал D,

а на вход К — сигнал D. При объединении входов / и К реализуется таблица переходов Г-триггера, т. е. получа­ ется триггер со счетным входом. /(5-триггер получается из //(-триггера просто наложением ограничения на соче­ тания входных сигналов. Для этого сигналы / = 1 и К = 1 не должны одновременно появляться на входе триггера (/•/(== 0).

На рис. 3-37 приводятся функциональные схемы ин­ тегральных универсальных //(-триггеров, которые по­ строены на клапанах И—ИЛИ—НЕ (рис. 3-37, а) и кла­ панах И—НЕ (рис. 3-37,6). Описание работы этих схем здесь не приводится, так как, используя таблицу пере­ ходов //(-триггера, читатель сам легко может рассмот­ реть процесс их функционирования.

180

3. Л Г - Т Р И Г Г Е Р

DB-триггер (рис. 3-38, а) работает в соответствии с таблицей переходов (табл. 3-24) и так же как //(-триггер является универсальным. Вход D сохраняет такое же назначение, как как и в D-триггере.

Благодаря наличию в схеме дополнительных по срав­ нению с D-триггером входа В и соответствующего вход­ ного клапана удается использовать такой триггер в ка­

D-входе устанавливает DB-триггер в нулевое состояние. В отличие от //(-триггера комбинация входных сигналов B = D = 1 не переводит DB-триггер в противоположное состояние, а устанавливает его в состояние 1.

Способы использования универсального двухтактно­ го DB-триггера для реализации функций D- и Г-тригге- ров показаны на рис. 3-38, б. Функциональные схемы интегральных двухтактных DB-триггеров на основе кла­ панов И—НЕ и на основе клапанов ИЛИ—НЕ приведе­ ны на рис. 3-39, а и б. Используя таблицу переходов DB-триггера, можно установить аналитическую запись для функции переходов:

Q (t + 1) = D (0 • В (О V Q (t) ■V (t) •D (/)V

V Q 0( -^(0 D (t) = D(/)-B (t)\/Q (t)-V(t). (3-21)

Выражение это справедливо при отсутствии асин­ хронных установочных входов R и S.

Как видно из рис. 3-39, схема DB-триггера несколь-

181

ко проще, чем //(-триггера. Кроме того, /)К-триггер, имея такие же логические возможности, как //(-триггер, управляется одним входным информационным сигналом D, а не двумя. Последнее обстоятельство очень сущест-

а — условное графическое обозначение; б — способы исполь­ зования двухтактного ОѴ -триггера.

Рис. 3-39. Двухтактный DP-триггер.

венно, так как позволяет выполнять схемы цифровых устройств на DK-триггерах с меньшим числом межсхем­ ных соединений, что способствует повышению надежнос­ ти аппаратуры.

3-12. РЕГИСТРЫ

Регистром называется устройство, предназначенное для запоминания слова, а также для выполнения над словом некоторых логических преобразований. Регистр представляет собой совокупность триггеров, число кото­ рых соответствует количеству разрядов в слове, и вспо­

182

могательных схем, обеспечивающих в общем случае вы­ полнение следующих операций:

1)установка регистра в нуль («сброс»);

2)прием слова из другого устройства (регистра, сумматора, ЗУ и т. д .);

3) Передача слова в другой регистр (в сумматор,

вЗУ и т. д .);

4)преобразование кода числа (преобразование пря­ мого кода в обратный и наоборот и др.);

5)сдвиг слова вправо или влево на требуемое число разрядов;

6)преобразование последовательного кода слова в параллельный и наоборот.

В регистрах обычно выполняются также и поразряд­ ные логические операции;

7)логическое сложение;

8)логическое умножение;

9)поразрядное сложение.

Схемы конкретных регистров могут допускать выпол­ нение лишь некоторых из указанных операций.

В соответствии с указанными функциями регистры в большинстве своем выполняются на триггерах с раз­ дельными (установочными) входами. Приемом, выдачей и другими операциями в регистре управляют специаль­ ные сигналы, поступающие по управляющим шинам на входные и выходные клапаны триггеров регистра.

Операцию передачи кода слова в регистр и из регист­ ра можно осуществлять параллельно и последовательно. При последовательной передаче кода слова все разряды слова передаются последовательно во времени один за другим. При параллельной передаче кода слова все его разряды передаются одновременно, каждый по своей цепи.

Ниже рассматриваются схемы регистров различного назначения.

На рис. 3-40, а дана функциональная схема регистра с приемом информации параллельным кодом. Будем считать, что старшинство разрядов кода слова в регист­ ре возрастает справа налево, как это обычно принимает­ ся для чисел. На единичные установочные входы тригге­ ров заводятся цепи передачи разрядных сигналов. На нулевые установочные входы с общей шины Установка 0 подается сигнал гашения (сброса) регистра. После по­ ступления этого сигнала все триггеры будут находиться

183

в нулевом состоянии до того момента, пока на входных информационных цепях не появятся сигналы кода вход­

ного слова х\...хп- Передача информации может происходить в прямом

коде, в обратном коде (с инверсных выходов триггеров) или в парафазном коде (с прямых и инверсных выходов триггеров).

б )

Рис. 3-40. Регистр с приемом информации парал­ лельным кодом.

а — функциональная схема регистра; б — условное графи­ ческое обозначение регистра.

На рис. 3-41 изображена схема передачи информации из регистра. Регистр выдает информацию в прямом коде или в обратном. Показанный регистр имеет клапаны И на прямых и инверсных выходах триггеров и две управ­ ляющие шины: П П — передача прямого кода, П О —пе­ редача обратного кода. Одновременное появление управ­ ляющих сигналов на шинах ПП и ПО запрещено. Управ­ ляющая шина ПП (передача прямого кода) соединяется с клапанами И, па вторые входы которых поступают сигналы прямых выходов триггеров. Сигнал 1 в линии передачи і-го разряда возникает только в том случае, если і-й триггер находится в состоянии 1 и на уп­ равляющей шине присутствует сигнал ПП. На том же рисунке показана схема передачи информации из регист­ ра обратным кодом. Сигнал 1 в линии передачи инверс­ ного значения г-го разряда возникает только в том слу­

184

чае, когда триггер находится в состоянии 0 и на управляющей шине присутствует сигнал ПО (передача обрат­ ного кода).

На рис. 3-42 приведена схема регистра, выдающего информацию сразу и с прямых и с инверсных выходов триггеров. Такой вид передачи информации на­ зывается передачей парафазным кодом. Здесь каждый

дд_U U U U ,

п у з г j

RG

з 1г 11 1п n - b ' • ¥ з г ~ Т

, по ---- -

Рис. 3-41. Передача информации из регистра прямым или обратным кодом.

а — функциональная схема; б — условное графическое обоз­ начение.

разряд регистра имеет на выходе две линии связи и при поступлении на управляющую шину сигнала ПППа (пе­ редача прямого парафазного кода) в одной из них всег­ да будет присутствовать сигнал I. В самом деле, при па­ рафазной передаче информации в зависимости от состоя­ ния г-го триггера сигнал I появляется либо в линии Хі,

либо в линии Хі, т. е. независимо от состояния триггера і-го разряда в одной из линий передачи информации по­ явится сигнал I, когда на управляющую шину поступит сигнал ПППа. Это обстоятельство существенно для ор­ ганизации цепей приема информации в регистр, о чем будет сказано ниже.

185

На рис. 3-43 показана схема приема информации на регистр с предварительной установкой в нуль. Работой регистра управляют две шины: Установка 0 и Прием информации. Так как информационные цепи соединены

Рис. 3-42. Передача информации из регистра прямым парафазным кодом.

с единичными установочными входами триггеров регист­ ра, необходимо перед подачей управляющего сигнала на шину Прием информации подать управляющий сигнал на шину Установка 0, т. е. все триггеры регистра устано­ вить в состояние 0.

Рис. 3-43. Схема приема информации на регистр с предварительным гашением.

На рис. 3-44 показана схема приема информации на регистр без предварительной установки в нуль. Для это­ го используется парафазный код. Здесь управляющая шина Установка 0 отсутствует, так как нет необходимо­ сти перед приемом гасить содержимое регистра. При па­

186