1)Регистр. Классификация.
Регистром называется устройство, предназначенное для записи и хранения дискретного «слова» - двоичного числа или другой кодовой комбинации, а также для преобразований кодов чисел, поразрядное логическое сложение и умножение двух чисел и т.д.
Основные элементы регистра – двоичные ячейки, в качестве которых применяются триггеры. Количество двоичных ячеек определяется количеством двоичных разрядов слов (длинной слова), на которую рассчитан регистра. Обычно регистры выполняют на основе RS, D, JK триггеров.
Регистр – один из основных элементов ЭВМ и многих других устройств ввычислительной автоматики и вычислительной техники. Конкретные регистры обычно являются специализированными и реализуют лишь некоторые операции.
Классификация регистров.
По возможности смещения информации различают сдвигающие регистры и регистры памяти (регистры без сдвига).
По количеству тактов управления, необходимых для записи информации, различают однотактные регистры (с приемом информации в парафазном коде), двухтактные (со сбросом перед записью информации) и многотактные (сдвигающие) регистры.
По способу записи информации различают три типа регистров. В параллельных регистрах (регистрах памяти) запись информации осуществляется одновременно во все разряды (каждому разряду соответствует отдельная линия). В последовательных регистрах запись сдвигается тактовыми импульсами от разряда к разряду (используется одна линия для последовательной во времени передачи комбинации нулей и единиц), для записи и хранения информации в последовательных кодах применяют сдвиговые регистры. В параллельно-последовательных регистрах имеются входы как для параллельной, так и для последовательной записи.
Регистры могут быть однофазными с одним каналом входа (прямым или инверсным) для каждого разряда, парафазными– в них информация поступает на каждый разряд по двум каналам (прямому и инверсному).
2)Применение оу. Компаратор.
C
omparator
Сравнивает два напряжения и выдает на выходе одно из двух состояний в зависимости от того, какое из входных напряжений больше.
VS + — положительное напряжение питания;
VS
− —
отрицательное напряжение питания.
<-Проходная характеристика неинвертирующего компаратора
Компаратор (аналоговых сигналов) (англ. comparator - сравнивающее устройство[1]) — электронная схема, принимающая на свои входы два аналоговых сигнала и выдающая логическую «1», если сигнал на прямом входе («+») больше чем на инверсном входе («-»), и логический «0», если сигнал на прямом входе меньше чем на инверсном входе.
П
ростейший
компаратор представляет собой
дифференциальный
усилитель. Компаратор отличается
от линейного операционного
усилителя (ОУ) устройством и
входного, и выходного каскадов:
Входной каскад компаратора должен выдерживать широкий диапазон входных напряжений между инвертирующим и неинвертирующим входами, вплоть до размаха питающих напряжений, и быстро восстанавливаться при изменении знака этого напряжения. В ОУ, охваченном обратной связью, это требование некритично, так как дифференциальное входное напряжение измеряется милливольтами и микровольтами.
Выходной каскад компаратора выполняется совместимым по уровням и токам с конкретным типом логических схем (ТТЛ, ЭСЛ и т. п.). Возможны выходные каскады на одиночном транзисторе с открытым коллектором (совместимость с ТТЛ и КМОП логикой).
При подаче эталонного напряжения на инвертирующий вход, входной сигнал подаётся на неинвертирующий вход и компаратор является неинвертирующим (повторителем, буфером). При подаче эталонного напряжения на неинвертирующий вход, входной сигнал подаётся на инвертирующий вход и компаратор является инвертирующим (инвертором).
Компараторы, построенные на двух дифференциальных усилителях, можно условно разделить на двухвходовые и трёхвходовые. Двухвходовые компараторы применяются в тех случаях, когда сигнал изменяется достаточно быстро (не вызывает дребезга), и на выходе генерируют один из потенциалов, которыми запитаны операционные усилители (как правило — +5В или 0). Трёхвходовые компараторы имеют более широкую область применения и обладают двумя опорными потенциалами, за счёт чего их вольт-амперная характеристика может представлять собой прямоугольную петлю гистерезиса.
Пример широко известных компараторов: LM311 (отечественный аналог - КР554СА3[2]), LM339 (отечественный аналог - К1401СА1[3]). Эта микросхема часто встречается, в частности, на системных платах ЭВМ.
3) Чтобы найти необходимое количество разрядов для получения требуемой разрешающей способности, при заданном напряжении полной шкалы, необходимо произвести следующие действия: напряжение полной шкалы делится на 2 до тех пор, пока не будет получена нужная разрешающая способность. При этом следует подсчитать количество делений на 2, что и будет являться НЕОБХОДИМЫМ количеством разрядов (N).
Способ №1:
N=20/2=10/2=5/2=2,5/2=1,25/2=0,625/2=0,3В
Способ №2:
20/2N=0,3 решим уравнение и найдём N.
20/0,3=2N //прологорифмируем Л. и П. части
ln(66,7)=N*ln2
N=6.
Билет №10
1
)4-х
разрядный параллельный однофазный
регистр на основе D-триггеров.
Здесь D1, D2, D3, D4 – входы для записи данных, С – разрешение на запись данных (как правило, запись производится не побитно или потетрадно – по 4 бита, поэтому все входы соединины между собой), Q1, Q2, Q3, Q4 – выходы для чтения данных.
В отличии от записи данных, где запись производится только при
3
наличии 1 на входе «разрешение на запись» считывание возможно в любой момент времени. Также возможно считывание по 1 биту и предусмотрены выходы для считывания инвертированного сигнала (выходы над Q1, Q2, Q3, Q4).
Ниже представлены таблица истинности и временные диаграммы параллельного регистра.
Однофазный регистр сдвига на основе D-триггеров
