Контрольная работа по "Вычислительная техника"

Задача 3.

1. Привести логическую схему четырехразрядного последовательно-параллельного регистра со сдвигом вправо на D-триггерах

  Регистром называется функциональное последовательностное устройство, предназначенное для приема и запоминания двоичного числа, а также для выполнения над этим числом некоторых логических преобразований.

  Основу  регистра составляют запоминающие элементы - триггеры. В каждом из них хранится цифра определенного разряда  числа. Кроме хранения регистр может  осуществлять сдвиг принятого слова, преобразование двоичного кода из прямого в обратный и наоборот, логическое сложение и умножение.

  В зависимости от способа ввода  и вывода разрядов числа различают  регистры последовательные, параллельные и универсальные параллельно - последовательные.

  Последовательно - параллельный  регистр выполняет функцию преобразования  последовательного кода в параллельный и относится к сдвигающим (сдвиговым) регистрам. Сдвигающий регистр может быть однонаправленным (для сдвига числа в сторону младшего разряда - правый сдвиг, или в сторону старшего разряда - левый сдвиг), а также  реверсивным - обеспечивающим сдвиг в обе стороны, в зависимости от сигналов управления.  На рис. 3.1 приведена функциональная схема четырехразрядного сдвигающего регистра на D- триггерах.

  Рис.3.1 Схема четырехразрядного сдвигающего регистра на D-триггерах 

2. Обозначить на схеме буквенными символами все входы и выходы, указать их назначение

  В данной схеме вход каждого следующего триггера подключен к выходу предыдущего.

  Последовательный код, начиная с младшего разряда, поступает на вход D, являющимся общим входом всего регистра. Каждый тактовый импульс, подаваемый на вход С, последовательно сдвигает информацию в регистре на один разряд вправо.  Для записи четырех разрядного числа потребуется четыре импульса. Записанное число можно прочитать в параллельном виде с выходов Q4 - Q1. Если необходимо вывести хранимое число в последовательном виде, то его считывают с выхода Q1, подавая на вход С еще четыре импульса. Такой режим называется последовательным считыванием, хотя в это же время в освобождающиеся разряды может записываться новое число.

3. Выбрать из справочника микросхему К155ИР1. Привести ее условное графическое обозначение.

  Микросхема   К155ИР1 (рис 3.2) - четырехразрядный универсальный сдвигающий регистр. Микросхемы ИР1 могут быть использованы в качестве основного элемента в арифметических устройствах, буферной памяти, элементов задержки на n тактов, преобразователя последовательных кодов в параллельные и наоборот, делителей частоты и т.д..

Рис. 3.2 УГО микросхемы К155ИР1

4. Привести описание этого регистра (выполняемые функции и возможности, разрядность, порядок управления работой), указать назначение выводов.

1 - информационный  вход V1; 
2 - вход первого разряда D1; 
3 - вход второго разряда D2; 
4 - вход третьего разряда D3; 
5 - вход четвертого разряда D4; 
6 - вход выбора режима V2; 
7 - общий; 
8 - вход синхранизации C2; 
9 - вход синхранизации C1; 
10 - выход четвертого разряда; 
11 - выход третьего разряда; 
12 - выход второго разряда; 
13 - выход первого разряда; 
14 - напряжение питания. 

  Вход  разрешения параллельной загрузки V2 выбирает режим работы регистра. При высоком  уровне сигнала на этом входе разрешается  работа тактового входа С2. В момент прихода на   С2 перепада 1/0 в регистр загружаются данные с параллельных входов D1-D4. При этом состояние V1 и C1 может быть любым.

  Если  на вход V2 подан низкий уровень, разрешается  работа тактового входа С1. Задние фронты импульсов на нем, сдвигают данные, поступающие со входа V1, на выход Q1, затем на Q2,Q3,Q4. Сдвигать можно и данные, ранее записанные параллельно с входов D1-D4. При этом на освобождающиеся места будет записываться состояние входа V1.

5. На УГО указать сигналы на информационных входах для кодовой комбинации 1101. На управляющих входах проставить сигналы, обеспечивающие заданный режим работы (сдвиг на четыре разряда вправо).

По заданию  надо сдвинуть комбинацию 1101 на 4 разряда  вправо. На рис.3.3 показаны управляющие сигналы. Сама кодовая комбинация подается на вход V1. На рис. 2 показана временная диаграмма, иллюстрирующая работу устройства.

Рис. 3.3 УГО микросхемы с управляющими сигналами 

6. Привести временную диаграмму, поясняющую заданный режим работы для микросхемы.

Временная диаграмм приведена на рис. 3.4 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рис. 3.4 Временная диаграмма