Таблица
| Входы | Выход | |||||||
| 1 | X | X
|
X | X | X | X | X | 0 |
| X | 1 | X | X | X | X | X | X | 0 |
| X | X | 1 | X | X | X | X | X | 0 |
| X | X | X | 1 | X | X | X | X | 0 |
| X | X | X | X | 1 | X | X | X | 0 |
| X | X | X | X | X | 1 | X | X | 0 |
| X | X | X | X | X | X | 1 | X | 0 |
| X | X | X | X | X | X | X | 1 | 0 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
От сигналов, подававшихся на входы элементов в более ранние моменты времени, выходные сигналы не зависят. Поэтому эти элементы относятся к классу комбинационных схем, или к классу схем, не обладающих памятью.
С помощью комбинационных элементов в ЦГО микро-ЭВМ реализуются все основные логические операции над 8-разрядными словами данных и 16-разрядными словами адресов. К ним относятся операции поразрядного логического умножения (поразрядное И), сложения (поразрядное ИЛИ), инвертирования (поразрядное НЕ), сравнения. С их помощью реализуются арифметические операции (см. § 3.3). Однако многие из этих операций были бы практически невыполнимы, если бы схема обработки двоичных сигналов не содержала специальных устройств для временного хранения данных.
К таким устройствам принадлежат регистры. Они состоят из элементов, число которых (или длина регистра) равно числу двоичных разрядов поступающих на них данных. Каждый элемент способен сохранить на своем выходе значение поступившего и затем пропавшего входного сигнала до тех пор, пока не возникнет необходимость сохранения вновь поступившей информации. Эти элементы, называемые триггерами, относятся не к комбинационным схемам, а к схемам с памятью. Триггер — это схема с двумя устойчивыми состояниями: ВКЛЮЧЕНО, обозначаемое 1, и ВЫКЛЮЧЕНО, обозначаемое 0. Распространенным типом триггера является триггер с двумя входами, обозначаемыми R и S. Такой тип триггера носит название RS-триггера. Вход R (Reset — очистка) предназначен для перевода триггера в состояние 0, или, как говорят, для очистки триггера. При появлении сигнала на этом входе триггер переводится в состояние 0, если до этого он находился в состоянии 1, или остается в состоянии 0, если до этого он находился в состоянии 0. Вход S (Set — установка) предназначен для перевода триггера в состояние 1, или, как говорят, для установки триггера.
При появлении сигнала на этом входе триггер переводится в состояние 1, если до этого он находился в состоянии 0, или остается в состоянии 1, если до этого он находился в состоянии 1.
Сигнал, переводящий триггер в то или иное состояние, может быть как единичным (в этом случае вход называется прямым) или нулевым (вход называется инверсным). Так, например, в схеме К155ТМ2 (см. гл. 5) сигналы сброса и установки имеют нулевые значения. В этой схеме триггер остается в состоянии 0 и в том случае, если значение сигнала изменится с 0 на 1. Перевести его в состояние 1 можно только подачей сигнала 0 на вход S (Set — установка). Состояние 1 триггер будет также сохранять при изменении значения сигнала на входе S на единичное.
Триггер типа RS является далеко не единственным и даже не наиболее применяемым в схемотехнике дискретных устройств. Более распространенным, например, является D-триг-гер. Он имеет два входа: D и С. Вход D является информационным, а С — управляющим. Сигнал со входа D переписывается в триггер только при наличии определенного сигнала на управляющем входе С. Некоторые триггеры, реализованные в виде микросхем, имеют входы, соответствующие как RS-триггеру, так и D-триггеру, и могут быть использованы как триггеры любого из указанных двух типов.
Состояние триггера однозначно соответствует сигналу на выходе, который называется прямым выходом. Кроме прямого выхода у триггера имеется так называемый инверсный выход, значение сигнала которого всегда противоположно значению сигнала прямого выхода. Это позволяет, например, иметь на выходах регистра, состоящего из восьми триггеров, одновременно прямой и обратный коды вводимого 8-разрядного двоичного числа.
Поскольку все процессы преобразования сигналов в ЭВМ синхронизированы, в схемах регистров используются синхронизируемые триггеры. В таких триггерах кроме информационных входов имеется специальный вход, на который подаются сигналы синхрогенератора. Изменение состояния триггера происходит только во время появления тактового импульса на его синхронизирующем входе. Изменение значений информационных сигналов в период пауз тактовых импульсов на состояние триггера влияния не оказывает.
Используемые для одновременного хранения нескольких двоичных разрядов регистры состоят из последовательно соединенных триггеров и управляющих связей между ними, позволяющих организовать последовательную или параллельную подачу запоминаемой информации. С помощью управляющих связей можно сдвигать хранящуюся в регистрах информацию на произвольное число разрядов вправо и влево, а также считывать информацию в последовательной и параллельной формах. Такие регистры называются сдвиговыми регистрами. Они широко используются для реализации арифметических функций, в частности умножения и деления.
Итак, в самом общем случае регистры позволяют осуществить следующее:
1) хранить поступившую на них двоичную информацию в течение необходимого времени;
2) осуществлять преобразование последовательных двоичных кодов в параллельные и обратно;
3) сдвигать при необходимости хранимые данные вправо
и влево;
4) пользоваться обратным кодом хранимой информации, имеющимся на инверсных выходах триггеров.
