REGISTRE DE DEPLASARE
1.SCOPUL LUCRARII
Se studiaza notiuni de baza despre registre precum si stuctura interna a catorva dintre cele mai reprezentative circuite de acest tip de tehnologie TTL si CMOS in scopul insusirii modului de realizare si verificare a schemelor electronice care cuprind registre de deplasare.
2.CONSIDERATII TEORETICE
Registrele sunt circuite electronice care primesc ,stocheaza si transfera informatii sub forma binara. Un registru este alcatuit din circuite basculante bistabile legate in serie .
Registrele se pot clasifica dupa:
functia indeplinita
registre de stocare
registre de deeplasare ,la care informatia binara,memorata bistabil ,se deplaseaza cu un pas la fiecare tact aplicat.
Regisrele pot fi:
cu intrare in serie si iesire paralel-secventa de date se introduce serial 414f51e pe o singura intrare,fiind accesibila la iesire in format paralel (in functie de numarul de bistabili existenti ,obtinandu-se un cuvant de biti);
cu intrare in paralel si iesire serie - daca bistabilii sunt prevazuti cu linii de set si reset ,incarcarea se face paralel. Continutul bistabilelor se obtine la iesire serial,in ritmul impulsurilor de tact. Daca se conecteaza iesirea ultimului bistabil la intrarea primului se obtine o circulare a informatiei in bucla. De exemplu , incarcand "1" logic , acestea va pe rand celulele registrului ,rezultand un numarator in inel.
Cu intrare serie si iesire serie - nu au facilitati de acces paralel; cu o anumita logica de recirculare ;au aplicatii la comunicatii seriale intre echipamente numerice.
Pt. A intelege functionarea practica a registrelor , vor fi prezentate doua tipuri de capsule integrate:CDB495(TTL), MMC401004(CMOS).
CIRCUITUL CDB495(TTL)
Este un registru de deplasare serie-paralel ,de 4 biti , alcatuit din bistabile RS.
Cand intrarea CM se afla in starea logica "0", iesirea fiecarui bistabil este conectata la intrarea urmatorului ,iar operatia de deplasare este realizata la comanda tactului 1. Informatia serie este inclusa prin intrarea serie(pinul 1).Transferul informatiei are loc pe sensul negativ al impulsului de tact.
Cand intrarea CM se afla in starea logica "1" si se fac urmatoarele conexiuni externe: iesirea QD (prin 10) se leaga la intrarea C (pri 4), iesirea QC (prin11) la intrarea B (prin 3), iesirea QB(prin 12) la iesirea A(prin 2)iar iesirea QA(prin 13) la intrarea serie (prin 1) atunci fac operatia de deplasare stanga la comanda tactului 2 a informatiei aduse in serie pe la intrarea D(prin 5).
In cazul in care ambele sensuri ale deplasarii pot fi comandare de sursa , impulsul de tact se poate aplica simultan pe intrarile de si 2.
Acest registru poate fi utilizat si ca registru de memorie cu acces ,memorie tampon la afisaje, etc..
Pt. Aceasta intrarea CM sa se afle in starea logica "1" si la comanda tactului 2 are loc intrarea paralel a registrului cu informatia aflata pe intrarile A,B,C,
Alimentarea circuitului se face de la o sursa stabilizata de tensiune Vcc("+" la pinul 14 si masa la pinul 7).
3.desfasurerea lucrarii
Pt desfasurarea lucrarii se folosesc urmatoarele aparate:
platforma tip ;
sursa de tensiune continua stabilizata , reglabila.
Se alimanteaza montajul cu o tensiune de 5 Vcc.Cu ajutorul celor 4 comulatoare A,B,C si D se fixeaza codul numeric la intrarea circuitelor CDB442si CDB447.
Circuite logice secventiale
->sunt circuitele la care marimile de iesire la un anumit moment de timp sunt determinate atat de marimile de intrare cat si de starea interna a circuitului din momentul anterior .Starea interna a circuitului se caracterizeaza printr-un numar de variabile de stare care descriu istoria circuitului in sensul ca la momentul k ele se desprind de valorile lor anterioare adica de la momentul k-1.
->Un circuit secvential este format din doua parti :
1.CLC(circuit logic combinational )care asigura finctiile de tranzitie si de iesire
2.M(memorie) care definesc starile istemului
->circuitul secvential caracterizat prin doua tipuri de ecuatii :
a)ecuatii de iesire
b)ecuatii de stare
a)ecuatiile de iesire leaga marimile de iesire ale circuitului secvential de marimile de stare si marimile de intrere :
b)ecuatiile de stare care leaga marimile de stare de la m,omentul k de marimile de stare de la momentul k-1 precum si de marimile de intrare :
(trece circuitul dintr-o stare in alta si se mai numesc ecuatii de tranzitie a starilor)
->circuitele secventiale au un numar finit de stari si se numesc automate finite
Circuitele basculante bistabile (cbb)
Sunt circuite care prezinta doua stari stabile in care poate sta un timp oricat de indelungat (stari care corespund cifrelor 0 si 1 )
->suportul fizic care corespunde cifrei 1 este valoarea +5 V iar cifra 0 inseamna 0 V
->trecerea unui CBB dintr-o stare in alta se face dupa o comanda exterioara
->CBB se clasifica dupa :
-ecuatiile de stare :tipurile rs,t,d,jk
-dupa modul de actiune al inpulsului de tact
-asiclone (nu comanda cu inpuls la tact)
-sincrone (se comanda cu impuls la tact)care sunt
-comandate prin nivelul logic(palier )al impulsului de tact ;preia informatia de la intrare pe intregul interval al impulsului de tact(in acest timp orice modificare a starii modifica iesirea)
-master-slave (comutarea circuitului in patru etape)
-comadate prin fronturile impulsurilor de tact ;se bazeaza pe intarzierea proprie a portilor logice iar fronurile impulsurilor de tact sa fie abrupte
->circuite asincroane nu pot functiona legate de alte circuite (in tandem) pentru ca nu au intrare de sincronizare
CBB sincroane (functioneaza sincrn cu alte circuite pentru ca au intrare de tact care le sincronizeaza)
->au duoa tipuri de intrari :
-intrarea de date(data input)care nu modifica starea CBB decat in prezenta impulsului de tact
-impulsul de tact comanda un numar de CBB modificandu-se starea
->sincronizarea unui CBB se face :
-pe front (asigura comutarea din 0 in 1 si invers din 1 in 0)
-in curent alternativ ( am - si +)
-master slave
CBB - rs-sincron circuit ce poate fi realizat in varianta TTL si cu porti
NAND si NOR
S-set (pune datele)
R-reset (sterge datele)
T-intrare de tact
Intrari asincrone :
-preset (prestabileste ... sincrone a si Q)
-clear (sterge , ........)
-r*s*t=1 nu e admisa
q indice n poate fi 0 sau 1
bistabil de tip T
->este in doua variante
->fara intrare de date (isi modifica iesirea la fiecare impuls de tact)deci frecventa semnalului de iesire egal cu ½ frecventa semnalului la intrare
->cu intrare de date :
-daca intrarea de date (T)este pe 0 iesirea bistabilului nu se modifica cu tatcul
-daca intrarea de date e pe 1 iesirea bistabilului se va modifica cu tactul
->CBB de tip JK-MS (master slave)este format din doi CBB -RS-sincron conectate in cascada din care prinul are functia de master in sensul ca il subordoneaza pe cel de-al doilea (cam asculta de primul)
->in timpul scrierii informatiei la intrarile J si K in bistabilul M legatura dintre acesta si S trebuie intrerupta
->In timpul transferului din M in S legaturr dintre semnalele de la intrarile de date in bistabilul M trebuie intrerupta lucru ce se face cu portile p1 si p2
->daca intrile J si K se leaga impreuna la potentialul 1 iar pe intrarea de clock se aplica impulsuri atunci bistabilul JK-MS va functiona ca un bistabil de tip T
NUMARATOARELE sunt circuite logice secventiale capabile sa realizeze doua operatii:sa numere o succesiune de impulsuri aplicate la intrare ;sa divezeze frecventa impul;surilor aplicate la intrarede un anumit numar de ori pentru aceasta se folosesc elemente de numarare care sunt puse in corespondenta cu rangurile binare ale unui numar iar trecerea unui numarator dintr-o stare in alta se face prin aplicarea unui impuls de intrare ,in lipsa impulsului numaratorul isi pastreaza starea pe timp nelimitat.
->parametrii care caracterizeaza un numarator sunt :
-capacitatea de memorare (numarul maxim al impulsurilor de numarare aplicate la intrare capabile sa genereze stari distincte ale numaratorului iar primul impuls care depaseste capacitatea de numarare determina revenirea numaratorului in starea initiala C=D-1,D este factor de avizare ,iar C este capacitatea de memorare )
-viteza de numarare
-ex CBB are D=2 ,2 CBB au D*D=4(factor de divizare)
n CBB au 2n factorul de divizare
-clasificare a numaratoarelor dupa sincronism :
1.sincrone la care schimbarea starii bistabililor se face sincron cu impulsurile de numarare (tackt)
2.asincronic in care schimbarea starii unui numarator este determinata de schimbarea starii bistabilului anterior cu exceptia primului bistabil a carui stare se schimba in functie de impulsul de numarare .-
dupa sensul in care se face numararea avem :
a) numaratoare in sens direct la care valoarea numarului continut de numarator creste cu fiecare impuls aplicat la intrare
b) numaratoare in sens invers la care numarul continut de numarator scade la aplicarea fiecarui impuls de numarare (tact)
c) reversibile (numara direct si invers)
OBS daca unele isi iau de la celalalte legate obtin numarator in sens invers Rangurile binare de corespondenta
->daca iesirile sunt de la Q atunci numra in sens direct
*NUMARATOARE SINCRONE (reduc tipul de lucru al unui numaator I asigura posiibilitati de crestere a frecventei impulsurilor aplicate la intrare ;toti bistabilii sunt comandati de acelasi impuls de tact iar timpul de comutare intr-o stare stabila depinde numai de timpul de intarziere al portilor logice
->clasificare a numaratoarelor sincroane :
directe ,inverse,reversibile (proiectate cu bistabili JK amplificate cu diagrame KV)
numarator sincron cu transport paralel(transport anticipat).exemplu pe 4 biti:
OBS
bistabilul A comuta la fiecare impuls de numarare (J=K=1)
bistabilul B comuta atuncea cand iesirea bistabilului A trece din 1in 0
bistabilul c comuta cand QA*QB=1 iar D cand QA*QB*QC=1
cresterea capacitatii de numarare presupune adaugarea a inca unei celule de numarare si unei porti logice (si -nu )si a unor negatoare fapt care are efect asupra propagarii semnalelor de comanda (datorita intarzierilor introduse de portile logice ) -creste intarzierea in propagarea semnalului
3. numarator sincron cu transport succesiv (creste intarzierea in propagarea semnalului dar dispar inconvenientele de la primul)
OBS
primul bistabil A (avand intrate J si K legate la 1) comuta la fiecare impuls de numarare
ecuatiile comenzilor la ceilalti bistabili sunt : Jm=Km=Q1.Qm deci celelalte celule de numarare sunt determinate de cele anterioare (cu alti bistabili JK)
|
