10- ma’ruza. Tadrijiy (ketma-ket) turdagi raqamli sxemalar. Registrlar Reja

10- ma’ruza. Tadrijiy (ketma-ket) turdagi raqamli sxemalar. Registrlar


Reja:

1. 
   Registrlarning turkumlanishi.
   
2. 
   Parallel registr.
   
3. 
   Siljituvchi (ketma-ket) registr.
   

Tayanch iboralar: registr, parallel registr, ketma-ket (siljituvchi) registr, ketma-ket - parallel registr, bir fazali registr, parafaz registr, reversiv siljituvchi registr.

1. Registr deb ko’p xonali ikkili kod ko’rinishida ifodalangan axborotni yozish, saqlash va (yoki) siljitishga mo’ljallangan tadrijiy uzelga aytiladi ("registr" so’zi inglizcha - qaydlash so’zidan olingan). Ta’rifdan ko’rinib turibdiki, registrlarda xotirlovchi elementlar bo’lishi lozim, demak ular triggerlarda quriladi. Undan tashqari registrlarda triggerlar ishlashini boshqaruvchi yordamchi kombinatsion sxemalar mavjud.

Registrlarda quyidagi amallar bajariladi:

• 
  saqlanuvchi axborotni kiritish va chikarish;
  
• 
  axborotni saqlash;
  
• 
  saqlanuvchi axborotni o’ngga va chapga belgilangan xonalar soniga siljitish;
  
• 
  ketma-ket son kodini parallel kodga o’zgartirish va aksincha.
  

Registrlar sonlarni ishlashni tashkil etuvchi, ular ustida turli o’zgartirish bajaruvchi qurilmalarda ham ishlatilishi mumkin.
Registrning asosiy vazifasi - ikkili sanoq tizimida ifodalangan ko’p xonali sonlarni saqlash.
Demak, -xonali ikkili sonni saqlash uchun registrda “ ” ta trigger bo’lishi lozim.
Axborotni qabul qilish usuli bo’yicha quyidagi registrlar farqlanadi:

• 
  parallel registrlar - axborot faqat parallel ko’rinishda yoziladi va o’qiladi;
  
• 
  ketma-ket registrlar (siljituvchi registrlar) axborot faqat ketma-ket ko’rinishda yoziladi va o’qiladi;
  
• 
  ketma-ket - parallel registrlar universal registrlar hisoblanadi va ular parallel kodni ketma-ket kodga o’zgartira oladi va aksincha.
  

Siljituvchi registrlar bir tomonlama va ikki tomonlama (reversiv) siljishni amalga oshirishi mumkin. Bir tomonlama siljituvchi registrlar axborotni faqat bir tomonga (o’ngga yoki chapga) siljitsa ikki tomonlama siljituvchi registrlar axborotni ham o’ngga ham chapga siljita oladi. Bunday registrlar uchun siljish yo’nalishi rejimini belgilovchi maxsus kirish yo’li ko’zda tutiladi.
2. Parallel registrlarda ikkili so’zlarni qabul qilish va o’zgartirish barcha xonalari bo’yicha bir vaqtning o’zida amalga oshiriladi. Shu sababli turli xona triggerlari bir-birlari bilan bog’lanmagan va har bir trigger o’zining mustaqil kirish va chiqish yo’llariga ega (10.1-rasm).


-triggerlarning kirish yo’llariga parafaz signallar berilsa registrga ikkili kod yoziladi (10.1-rasm a ). ( ) da signal kirish yo’liga ta’sir etadi va triggerni 1 holatiga o’tkazadi. ( ) da mantiqiy 1 signali kirish yo’liga beriladi va trigger 0 holatiga o’rnatiladi. Demak, registr holati uning kirish yo’liga beriladigan signallar orqali aniqlanadi. Kirish yo’li kodi registrga kirish yo’liga sinxrosignal berilish vaqtida yoziladi. Ushbu registrga yozishda kirish yo’liniig faqat to’g’ri yoki faqat teskari kodi ishlatilsa axborotni yozish ikkita taktda amalga oshiriladi. Birinchi taktda registr tozalanadi, ya’ni registr triggerlari 0 holatiga o’tkaziladi, ikkinchi taktda esa registrga yangi axborot yoziladi.
10.1-rasm "b"da -triggerlarda qurilgan bir fazali kirish yo’liga ega bo’lgan, bir taktli parallel registr sxemasi keltirilgan. Bunday registrda - sinxron kirish yo’lining birlik mantiq sathida barcha triggerlar -kirish yo’llaridagi signallarga mos holatlarga o’rnatiladi. Axborotni yozish uchun sinxronlashning bitta signali kifoya. Qo’shimcha kirish yo’li barcha triggerlarni bitta signal yordamida 0 holatiga o’rnatishga hizmat qiladi.
10.1-rasm "v"da to’rt xonali parallel registrning shartli belgilanishi keltirilgan. Paralel registrlarda, ularning funktsional imkoniyatlarini kengaytiruvchi qo’shimcha yordamchi kombinatsion sxemalar bo’lishi mumkin.
3. Siljituvchi (ketma-ket) registrlarda triggerlar ketma-ket ulangan, ya’ni oldingi triggerning chiqish yo’li axborotni keyingi triggerning kirish yo’liga uzatadi. -triggerlarda qurilgan eng sodda bir fazali siljituvchi registr sxemasi 10.2-rasm "a" da keltirilgan.
Boshqarish barcha triggerlarga umumiy bo’lgan sinxronlovchi signalning fronti orqali amalga oshiriladi. Faraz kilaylik, registr holati quyidagicha bo’lsin: , , , . Registr kirish yo’liga nollik axborot kelsa, sinxrosignal yo’qligida registrdagi axborot o’zgarishsiz koladi.
Sinxron signalning musbat (oldi) frontida har bir trigger -kirish yo’lidagi signalga mos holatga o’tadi:

• 
  birinchi takt signali ta’sirida: mantiqiy «1» dan ga; mantiqiy dan ga; mantiqiy «1» dan ga o’tadi;
  
• 
  ikkinchi takt signali ta’sirida: mantiqiy "0" dan ga; mantiqiy «1» dan ga; mantiqiy "0" dan ga o’tadi;
  
• 
  uchinchi takt signali ta’sirida: mantiqiy "0" dan ga; mantiqiy "0" dan ga; mantiqiy «1» dan ga o’tadi va h.
  

10.1-rasm. Parafaz parallel registr sxemasi (a), bir fazali parallel registr sxemasi (b), parallel registrning shartli belgilanishi (v).

Siljituvchi registr ishlashini 10.2-rasm "v" va 10.1-jadval yordamida namoyish etish mumkin. Ularda o’ng tarafga ketma-ket siljitish amalga oshirilganidagi registr holati keltirilgan.

Chap tarafga siljitishni amalga oshirish uchun siljituvchi registrga axborot uzatilish yo’nalishini o’zgartiruvchi elementlarni kiritish lozim. Boshqacha aytganda, trigger chiqish yo’lini uning chap tarafidagi xona kirish yo’liga ulash orqali triggerlar o’rtasidagi bog’lanishni o’zgartirish lozim. 10.3-rasmda ikki tomonlama; (reversiv) siljituvchi registr sxemasi keltirilgan.
da sxema yuqorisidagi elementlar ochiladi, axborot o’ng tarafga siljitiladi.
da sxema pastidagi elementlar ochiladi, axborot chap tarafga siljitiladi.


10.2-rasm. Bir fazali siljituvchi registr sxemasi(a), shartli belgilanishi (b), ishlashining vaqt diagrammasi (v).
10.1 jadval

Xona nomeri
1 takt	1 0	0 1	1 0	1 1
2 takt	0 0	1 0	0 1	1 0
3 takt	0 0	0 0	1 0	0 1

10.3-rasm. Reversiv siljituvchi registr sxemasi.

Siljituvchi registrlarda faqat ikki pog’onali triggerlar ishlatiladi. Bu har bir sinxrosignal bo’yicha axborotni qat’iy bir xonaga siljitishni kafolatlaydi. Boshqa triggerlar ishlatilsa siljitish jarayonini boshaqarib bo’lmaydi va bitta sinxrosignal bo’yicha axborot bir necha xonaga siljishi mumkin.

Bitta kirish yo’li va faqat bitta chiqish yo’li ishlatiluvchi siljituvchi registrga ikkili so’z ketma-ket kiritiladi va ketma-ket chiqariladi. Bunda raqamli qurilmalardagi shinalar xonaliligi kamaysada, tezkorlik pasayadi.
Sonni kiritish yoki chiqarish uchun -xonali registrda sinxrosignallar soni triggerlar soniga teng bo’lishi lozim. 10.2-rasmda har bir trigger o’zining chiqish yo’liga ega. -xonali registrga -takt mobaynida ketma-ket yozilgan sonni barcha xona triggerlari chiqish yo’llaridan bir vaqtda parallel shaklda olish mumkin. Shu tariqa ikkili kodni ketma-ket shakldan parallel shaklga o’zgartirish amalga oshiriladi.
Siljituvchi registrning har bir triggeri yordamchi kombinatsion sxema orqali ixtiyoriy berilgan holatga o’rnatuvchi kirish yo’llari bilan ta’minlanishi mumkin. Bu sonlarning parallel shaklda qabul qilinishiga imkon beradi. Qabul qilingan ikkili sonni -ta sinxrosignal yordamida registrning katta xonasining chiqish yo’lidan ketma-ket shaklda olish mumkin. Shu tariqa parallel kodni ketma-ket kodga o’zgartirish amalga oshiriladi.
Registrlar yuqorida qayd etilgan asosiy vazifalaridan tashqari boshqa vazifalarni ham bajara oladi. Ular asosida berilgan takt soniga kechiktiruvchilar, to’plovchi jamlagichlar, davomliligi katta signallarni shakllantirgichlar, psevdotasodifiy ketma-ketlik generatorlari quriladi. Registrlar arifmetik-mantiqiy qurilmalarda turli mantiqiy amallarni bajaruvchi uzellar sifatida ishlatiladi.