Registre

Registrele sunt circuite secventiale sincrone care realizeaza memorarea informatiei binare pe durata unui impuls de ceas. Pentru aceasta functionalitatile pot fi privite ca un ansamblu de bistabili D, cate un bistabil pentru fiecare bit, reuniti intr-o capsula unica. In general aceste registre sunt de 4.8 , 16 biti / capsula. De mai multe ori sunt folosite pentru stabilizarea datelor care provin din mai multe surse si care trebuie sa fie furnizate simultan unui anumit dispozitiv.

Bistabilul sau celula fundamantala de memorie binara este un circuit cu 2 stari distincte, care pastreaza o informatie formata dintr-un singur bit. Realizarea electronica a elementului de memorie binara este reprezentata de circuitul basculant, deci CBB au 2 stari stabile. Trecerea dintr-o stare in alta se face numai la aplicarea unei comenzi din exterior. Ele sunt de fapt automate de ordinul 1 ce se obtin din automate de ordin 0 prin introducerea legaturilor inverse.

Un bistabil poete memora un timp nedefinit informatia binara si in acelasi timp sa poata fi citita in orice moment fiindca el are 2 iesiri Q si complementul sau Q. Precizarea stari in care se afla bistabilul la un moment dat 0 sau 1 se face relativ la valoarea iesirii Q in logica pozitiva. Bistabilii pot fi: sincroni - asincroni.

Un bistabil de tip sincron daca are comanda conditionata de un semnal de sincronizare numit toot sau ceansi este de tipul asincron daca semnalele de comanda sunt aplicate pe intrari la momente de timp aleatoare, acesta facand ca starea circuitului sa depinda de ordinea in care se schimba semnalele.

La bistabilul sincron in afara de intrarile de conditionare a starii urmatoare putem intalni intrari de fortare care sunt asincrone pentru pozitionarea pe 0 sau 1 Aceste intrari sunt prioritare fata de intrarile sincrone. La Registrul cu patru ranguri realizat cu patru bistabili de tip JK-MS unde informatia se aplica sub forma unei succesiuni de impulsuri, dupa ce registrul a fost intai sters cu un impuls S negat, pe intrarile Rd ale bistabililor transformati in bistabili JK-MS de tip D. La primul impuls de tact se aplica primul bit de informatie in primul bistabil.

Daca la intrare apare al doilea bit, impulsurile de tact urmator va determina deplasarea primului bit la cel de al doilea bistabil, iar noua informatie intra in primul circuit basculant si asa mai departe. Astfel pentru fiecare impuls de tact informatia inmagazinata in fiecare bistabil se deplaseaza la urmatorul, de aceea aceste registre se numesc registre de deplasare. Pentru citirea informatiei inscrise in registru este necesar sa se aplice in continuare impulsuri de tact, fiecare din ele avand ca rezultat deplasarea spre iesire a bitilor care au fost inmagazinati, dupa principiul F1F0 adica first in si first out. Acest registru este alcatuit astfel incat deplasarea datelor se face direct, de la stanga la dreapta pe masura ce se introduc datele la intrarea seriala.

Pentru deplasarea datelor in sens invers adica de la dreapta la stanga, conexiunile lantului de bistabili se modifica fiindca se introduc reactivi de la iesirea Q la intrarile J i-1 si respectiv de la iesirile Q la intrarile Ki-1 ale bistabililor precedenti [1, 6, 18].

Registrele pot fi alcatuite ca sa permita si deplasarea in ambele sensuri a informatiei: dreapta-stanga si stanga-dreapta. Aceste registre care permit deplasarea informatiei in ambele sensuri se numesc registre de deplasare reversibile.

CAPITOLUL I

REGISTRE DE DEPLASARE

1.1. Notiuni generale

Registrele de deplasare sunt registre care pe langa functia de stocare a informatiei pe durata unui impuls de ceas si poate realiza si deplasarea si circularea sau rotirea acesteia, de asemenea sincron cu tactul.

Q3->Q2->Q1->Q0. Deplasarea spre dreapta va avea semnificatia unei impartiri la 2 a numarului in binar.

Fig1. Registru serie cu 4 ranguri realizat cu 4 bistabili

Tip JK-MS

Daca intrarile sunt furnizate prin intermediul unui multiplexor ale carui intrari provine de la ambele elemente vecine de stocare a informatiei si se obtine registru de deplasare universal.

Modurile de lucru ale registrului de deplasare in functie de S.

Tabelul 1 Registru de deplasare MSI 495

Mod Starea urmatoare Functia

S = 0 yi Hold

S = 1 xi Incarcare (load)

S = 2 yi-1 Deplasare stanga

S = 3 yi+1 Deplasare dreapta

Circuitul 1 constituie un registru de deplasare universal MSI. Daca MOD=1 se incarca in paralel cu valurile de la intrarile D,C,B,A sincron cu ceasul C2 iar pentru MOD=0 are loc o deplasare sincrona cu ceasul C1, I ->QA->QB->QC->QD.

Capacitatea acestui registru se poate extinde prin conectare in cascada.

1.2. Registre de deplasare

Registrele de deplasare sunt circuite care la fiecare impuls de tact aplicat isi deplaseaza continutul cu celula de tip D, Master-Slave.

Dupa cun se observa la fiecare impulsde tact continutul registrului se muta cu cate o pozite spre dreapta. In consecinta semnalul de iesire va fi identic cu cel de intrare dat intarziat cu un numar de perioade de tact egal cu numarul de celule din care a fost format registrul. Legatura la aceste ciruite s-a facut :

Qi = Si+1 (Ji+1) si Qi = Ri+1 ( Ki+1)

Daca facem legatura astfel Qi = Si-

1. Analiza si sinteza dispozitivelor numerice, A. Netin, O. Cret, Indrumator de laborator, UT Press. Cluj-Napoca, 1998

2. Circuite integrate digitale, Gh. Stefan, I. Draghici, T. Muresan, E. Barbu, EDP, 1983;

3. Dascalu D., "Dispozitive si circuite electronice" Ed. Did. Si Ped.( 1982);

4. Floyd T., "Circuite electronice" Ed. Teora 2003;

5. Ibrahim K.F., "Introducere in electronica" Ed.Teora, 2001;

6. S.D.Anghel "Instrumentatie cu circuite digitale" Uz intern UBB (2001)

7. Sisteme numerice cu circuite integrate, Culegere de probleme, Sanda Maican, ET, 1980;

8. Wilkinson B. "Electronica digitala" Ed.Teora 2002.