4 Реверсивные сдвигающие регистры
Если сдвиг в регистре, согласно управляющему сигналу, может быть и влево и вправо, то такие регистры называются реверсивными.
На рис. 5 изображена функциональная схема трехразрядного реверсивного регистра.
Рис. 5 Функциональная схема трехразрядного реверсивного регистра
Схема имеет два последовательных информационных входа для сдвига информации вправо DR, влево DL и тактовый вход C.
Логические элементы D4, D5, D6 являются мультиплексорами, которые, в зависимости от управляющего сигнала S, соединяют триггеры в последовательности D1 –D2 – D3, если S =0 или D3 – D2 – D1, при S =1.
В первом случае последовательный код поступает на вход DR, выход регистра – Q2. Информация записывается в каждый триггер от левого по схеме соседнего триггера (происходит сдвиг вправо).
Во втором случае, вход регистра для последовательного ввода информации DL, информация в каждый триггер, записывается от правого по схеме соседнего триггера (происходит сдвиг влево), выход регистра – Q0.
Реверсивный регистр может использоваться для умножения или деления двоичных чисел на 2n, где n-число сдвигов, т.к. сдвиг числа на один разряд вправо равносилен умножению на 2, а влево – делению пополам.
Например, после сдвига по направлению к старшим разрядам, в вправо, на 2 позиции числа 1 (из Q0 в Q2), получается число 4.
Пример регистра: микросхема К155ИР13, которая может работать как реверсивный и как параллельный регистр. Аналогичными характеристиками обладает микросхема FLJ 311-74198, это 8-битовый сдвигающий реверсивный регистр.
5. Кольцевой сдвигающий регистр
Кольцевым сдвигающим регистром называется сдвигающий регистр, выход которого замкнут на вход.
В кольцевом сдвигающем регистре данные перемещаются в замкнутом цикле по кругу. Функциональная схема кольцевого сдвигающего регистра представлена на рис.6.
Рис. 6 Функциональная схема трехразрядного кольцевого сдвигающего регистра
Данные в кольцевой сдвигающий регистр могут вводиться последовательно или параллельно, считываться также последовательно или параллельно аналогично ранее рассмотренным схемам.
Например, в регистр можно записать только одну единицу, которая через n тактов будет появляться на выходе определенного триггера, где n – число разрядов регистра. Для схемы рис. 6: 001, 010, 100, 001 и т.д.
Кольцевые сдвигающие регистры можно использовать в качестве делителей частоты, счетчиков импульсов, для последовательного опроса ряда информационных каналов, управления частями цифровых систем, например, компьютеров.
При работе этих регистров необходимо проводить проверку записанной в них информации на предмет ошибочных данных.
Если инверсное значение сигнала с последнего выхода схемы подать на вход первого триггера, то получится счетчик Джонсона (рис. 7).
Рис. 7 Функциональная схема трехразрядного счетчика Джонсона
Данная схема позволяет получить повторяющуюся последовательность, все члены которой отличаются только одним битом: 000, 100, 110, 111, 011, 001, 000 и т.д.
Счетчик Джонсона применяется в дешифраторах и других устройствах.