POLITECHNIKA LUBELSKA

Wydział Elektryczny

Laboratorium elektronicznych układów analogowych i cyfrowych

Temat : Realizacja rejestru szeregowo-równoległego 4 bitowego.

Wykonali:

Winiarski Tomasz

Tarała Andzej

Gr. ED 7.1

11.12.2002

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia było zaprojektowanie rejestru 4 bitowego szeregowo-równoległego.

2. Wiadomości podstawowe.

Rejestrem nazywamy układ zbudowany z przerzutników, służący do przechowywania informacji. Rejestry należą do sekwencyjnych układów cyfrowych. Zbudowane z przerzutników asynchronicznych należą do sekwencyjnych układów asynchronicznych. Przykładem takiego rejestru może być układ przerzutników asynchronicznych wykorzystany do budowy systemu transmisji szeregowo-równoległej przedstawionej na rysunku.

Rejestry zbudowane z przerzutników synchronicznych są sekwencyjnymi układami synchronicznymi.

Liczba bitów informacji, jaka może być przechowywana w rejestrze, jest nazywana długością rejestru i odpowiada zawsze liczbie przerzutników, z których jest zbudowany rejestr.

Informacja może być wprowadzona do rejestru szeregowo, tzn. bit po bicie w takt sygnału synchronizującego(zegarowego), lub równoległe, tzn. całe słowo wejściowe jest zapisywane jednocześnie w chwili wyznaczonej przez sygnał taktujący lub asynchronicznie przez wysterowanie odpowiedniego wejścia przepisującego. Także wyprowadzenie informacji przechowywanej w rejestrze może odbywać się szeregowo lub równolegle. W związku z powyższym rozróżnia się następujące rodzaje rejestrów:

-szeregowo-szeregowo (SISO, ang. Serial Input-Serial Output); zapis i odczyt realizowany szeregowo;

-szeregowo-równoległy (SIPO, ang. Serial Input-Parallel Output); informacja jest wprowadzana szeregowo, a wyprowadzana równolegle;

-równoległo-szeregowy (PISO, ang. Parallel Input-Serial Output); informacja podawana równolegle odczyt szeregowo;

-równoległo- równoległy (PIPO, ang. Parallel Input- Parallel Output); zapis i odczyt jest realizowany równolegle.

W rejestrach jedno kierunkowych informacja może być przesuwana w prawo (w kierunku starszych bitów) lub w lewo (w kierunku młodszych bitów). Rejestry dwukierunkowe (rewersyjne) umożliwiają przesuwanie wprowadzonej informacji zarówno w prawo, jak i w lewo. Rejestry z możliwością przesuwania zapisanej informacji noszą nazwę rejestrów przesuwających. Najprostrzym rejestrem jest synchchroniczny przerzutnik typu D. Jedynka na jego wejsciu D w chwili wyznaczonej przez przebieg zegarowy ustawia przerzutnik w stan 1, co co okreslamy jako wpisanie 1 do rejestru. Analogicznie 0 na wejsciu D ustawia przerzutnikw stan niski, czyli wpisania 0. Przeanalizujmy pracę układu przy pobieraniu sygnału wyjściowego z wyjścia przerzutnika C. Załóżmy, że rejestr jest wyzerowany, a na jego wejściu jest stan wysoki podczas wystąpienia pierwszego impulsu zerowego, a potem już cały stan niski. Pierwszy impuls zegarowy sprawi, że 1 z wejścia rejestru zostanie wpisana do przerzutnika A.

W drugim takcie zegara przerzutnik znów przyjmie stan niski (na jego wejściu zgodnie z założeniem jest już 0) ale 1 z wyjścia przerzutnika A zostanie teraz wpisane do przerzutnika B. Kolejny impuls zegarowy przesunie 1 do przerzutnika C, czyli do wyjścia układu. Oczywiście w rozpatrywanym rejestrze jest przesuwana informacja takiej ilości danych jaka jest ilość przerzutników. Takie działanie nazywamy przesuwaniem informacji w rejestrze, a sam rejestr nazywamy rejestrem przesuwającym. Przebiegi czasowe w rejestrze szeregowo-równoległym przedstawia poniższy schemat.

Rys.1

Przebiegi czasowe w rejestrze pracującym jako rejestr szeregowo równoległy.

Wnioski:

W ćwiczeniu mieliśmy za zadanie zbadanie układu rejestrującego długości 4 bity szeregowo-równoległego. Schemat realizujący założenia ćwiczenia został przedstawiony powyżej. W ćwiczeniu układ został zrealizowany na układach przerzutników D. Przerzutniki D zrealizowane zostały poprzez układy 7474, które zawierają w swojej strukturze po dwa przerzutniki D. Sam przerzutnik sam sobie jest prostym rejestrem przez przeniesienie stanu wejścia na wyjście z małym opóźnieniem.

Badany układ działał poprawnie, które zaobserwowaliśmy na diodach LED.

POLITECHNIKA LUBELSKA	Laboratorium elektronicznych układów analogowych i cyfrowych
W Lublinie	Ćwiczenie nr 8
Nazwisko Tomasz Winiarski, Tarała Andrzej		Semestr 7	Grupa 7,1	Rok akad. 2002/2003
Temat ćwiczenia Rejestr 4 bitowy szeregowo-równoległy			Data wyk. 11,12,2003	Ocena

1. Schemat układu pomiarowego.

---