LABORATORIUM PODSTAWY ELEKTRONIKI REJESTRY

Transkrypt

1 LABORATORIUM PODSTAWY ELEKTRONIKI REJESTRY

2 Cel ćwiczenia Zapoznanie się z budową i zasadą działania rejestrów cyfrowych wykonanych w ramach TTL. Zestawienie przyrządów i połączenie rejestru by otrzymać zerowanie, blokadę pracy rejestru, przesuwanie w prawo, przesuwanie w lewo, jak równieŝ wyprowadzenie informacji z wejść równoległych synchronizowane zegarem. Przebieg ćwiczenia. Zapoznanie się z budową i zasadą działania rejestrów scalonych 94, występujących na danym stanowisku laboratoryjnym, korzystając z instrukcji 2. Ustalić odpowiedni poziom napięcia wejściowego oraz jego częstotliwość do prawidłowej obserwacji stanów logicznych na wyjściu 3. Odpowiednio na wejścia rejestru podać takie sygnały by przeanalizować funkcję rejestru dla wprowadzenia równoległego 4. Odpowiednio na wejścia rejestru podać takie sygnały by przeanalizować funkcję rejestru dla przesuwania w lewo 5. Odpowiednio na wejścia rejestru podać takie sygnały by przeanalizować funkcję rejestru dla przesuwania w prawo 6. Wyniki ćwiczenia umieścić w sprawozdaniu 2

3 Rejestry równoległe Rejestry asynchroniczne są zbudowane z przerzutników asynchronicznych niepołączonych ze sobą bezpośrednio, jednak wpisywanie informacji do tych przerzutników odbywa się w tym samym interwale czasu. Na rys. a pokazano rejestr równoległy zbudowany z przerzutników RS. Zerowanie wyjść Q odbywa się przewodem Z, natomiast wpisywanie wartości zmiennych X jest bramkowane sygnałem A. Rozwiązanie o identycznym działaniu wykorzystujące zmienne s r przerzutników scalonych JK przedstawiono na rys. b. Zasady działania rejestrów ilustrują przebiegi przedstawione na rys. c. Wpisywanie informacji X i na wyjście Q i odbywa się (jednym) przewodem a i po uprzednim wyzerowaniu rejestru. Rys.. Rejestr równoległy asynchroniczny z wpisywaniem jednoprzewodowym: a), b) 3

4 przykłady rozwiązań Rys..c) przebiegi czasowe. Rys..2. Rejestr równoległy asynchroniczny z wpisywaniem dwuprzewodowym: a) schemat ideowy, b) przebiegi czasowe. Dla odróŝnienia układy przedstawione na rys. a i b zwane są rejestrami o "wpisywaniu jednoprzewodowym. Zasady pracy rejestru ilustruje rys. 2b. Dla A= wartość a i jest określona przez wartość zmiennej X i. Gdy a i = oraz A=, następuje wyzerowanie Q i, gdy a i =, następuje ustawienie Q i =. Poprawne wpisywanie informacji do rejestru w czasie trwania sygnału wpisującego A= ma miejsce wtedy, gdy informacji X i w czasie trwania wpisywania nie ulega zmianie. 4

5 Warunek ten zaznaczono na przebiegach czasowych pokazanych na rys. 3. Wartość tą zaznaczona na wykresie oznacza minimalny czas trwania wartości A=, potrzebnej do przepisania wartości X i na wyjście Q i (t s - czas ustalania). Rys. 3. Przebiegi czasowe ilustrujące pracę rejestrów z rys. i rys. 2; t s - czas ustalania Rys. 4. Rejestr równoległy z wpisywaniem synchronicznym: a) schemat ideowy, b) przebiegi czasowe. Rejestry szeregowe Rejestry szeregowe, zwane równieŝ przesuwającymi, przyjmują lub przekazują informację szeregowo. Przykłady rejestrów, do których informacja jest wprowadzana szeregowo, natomiast jej wyprowadzanie odbywa się szeregowo lub równolegle, przedstawiono na rys 5. 5

6 Rys. 5. Rejestry przesuwające synchroniczne: a) wyzwalane przednim zboczem impulsu T, b) wyzwalane dwustopniowo.. Kierunek -----> przesuwu informacji Takty: I II III - a) odczyt równoległy 6

7 IV V VI - b) odczyt szeregowy Rys. 6. Przykład transmisji informacji przez trzybitowy rejestr o wprowadzeniu szeregowym informacji i odczycie: a) równoległym, b) szeregowym. Monolityczny układa UCY7494 jest czterobitowym, dwukierunkowym rejestrem przesuwającym, spełniającym wszystkie wymagania przez projektanta urządzeń lub systemów. Rejestr ma równoległe wejścia i wyjścia, szeregowe wejścia dla przesuwania w prawo i w lewo, wejścia rodzaju pracy oraz asynchroniczne i niezaleŝne od innych wejść, wejście zerowania. Podstawowe funkcje rejestru: - wyprowadzenia równoległe - przesuwanie w prawo - przesuwanie w lewo - - blokada zegara Rys 7. Schemat wewnętrzny układu UCY7494 7

8 Tabela. Stany pracy rejestru. Wejścia Wyjścia Rodzaje Szeregowe Równoległe R pracy S S T S L S A B C D R Q A Q B Q C Q D Funkcja L X X X X X X X X X L L L L Zerowanie H X X L X X X X X X Q A Q BO Q CO Q DO H H H X X a b c d a b c d Wyprowadzenie H L H X H X X X X H H L H X L X X X X L H H L H X X X X X H H L L X X X X X H L L X X X X X X X Q A Q BO Q CO Q A Q BO Q CO Q BO Q CO Q H DO Q BO Q CO Q L DO równoległe Przesuw w prawo Przesuw w lewo Q A Q BO Q CO Q Blokada DO H- stan wysoki, L-niski, X-stan dowolny, - zmiana stanu z niskiego na wysoki Rys. 8. Schemat blokowy układu UCY7494 8