Мета роботи: вивчення схемних різновидів регістрів, методів їх аналізу та синтезу.
Варіант №29


Логічні елементи




Пункт завдання




а)
б)
в)

0
1
1
І,АБО,НЕ
2АБО-НЕ
2І-НЕ




Мікрооперації




Пункт завдання




а)
б)
в)

1
0
1
y2, y3, y5
y3, y8
y3, y7


Примітка: під умовними позначеннями мікрооперацій слід розуміти наступне:
y2 - зсув вправо на один розряд;
y3 - запис слова паралельним кодом;
y5 - кон’юнкція;
y7 - рівнозначність;
y8 - інвертування значень розрядів регістра.
а) синхронний регістр на синхронних D-, T-, JK-тригерах.
На Мал.1 подана структурна схема, по якій будемо будувати функціональну схему регістра.
Таблиця кодування мікрооперацій

Мікро-
операція
Код мікро-
операції
Рівняння
мікрооперації


s1
s2





0
0
1
0
1
0





Мал. 1
Складаємо таблицю функціонування (таблицю переходів) i-го розряду регістра.
Таблиця 4












0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
1
0
1
0
0
1
1
0
1
1
0
0
0
1
1
0
*
1
*
*
1
*
0

0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
1
0
1
0
0
1
1
0
1
1
0
0
0
1
1
0
*
1
*
*
1
*
0

0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
1
1
0
1
0
1
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
0
0
0
*
0
*
*
1
*
1

0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
1
0
1
0
1
1
1
1
1
1
0
1
0
1
1
1
1
1
*
1
*
*
0
*
0

1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
1
0
1
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
0
0
0
*
0
*
*
1
*
1

1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
0
0
0
0
1
0
1
0
*
0
*
*
0
*
0

1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
1
1
0
1
0
1
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*

1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
1
0
1
0
1
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*


Мінімізуємо функції збудження всіх типів тригерів, які враховані в Таблиці 4. Для цього скористаємося методом карт Карно.
T



Qi+1


Qi+1



















1
1


1

1










1

1

Di

s2

*
*
*
*
1


1





*
*
*
*

1
1




















Qi


Qi







s1








D’



Qi+1


Qi+1
























1
1






1
1



1
1

Di

s2

*
*
*
*
1
1
1
1





*
*
*
*























Qi


Qi







s1










J



Qi+1


Qi+1



















*
*


*
*
1






*
*


*
*
1

Di

s2

*
*
*
*
1
*
*
1





*
*
*
*

*
*




















Qi


Qi







s1








K



Qi+1


Qi+1


















*
1
1
*
*
1

*





*


*
*
1

*

Di

s2

*
*
*
*
*


*





*
*
*
*
*
1
1
*



















Qi


Qi







s1










Як бачимо, схема на D-тригерах є найпростішою, тому її і реалізуємо
Схема регістра

б) синхронний регістр на асинхронних RS- або JK-тригерах.
Таблиця 5

Мікро-
операція
Код мікро-
операції
Рівняння
мікрооперації


s




0
1



На Мал.3 подана структурна схема, по якій будемо будувати функціональну схему регістра.

Мал. 3
Складаємо таблицю функціонування (таблицю переходів) i-го розряду регістра.
Таблиця 6











0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
*
0
*
0
0
*
0
*
0
*
0
*
*
0
*
0

0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
*
0
*
0
0
*
0
*
0
*
0
*
*
0
*
0

1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
1
1
0
1
0
1
0
0
1
1
*
1
0
0
0
0
1
*
0
*
1
*
*
1
*
0

1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
1
0
1
0
1
1
0
1
0
0
1
0
1
1
0
1
0
1
*
1
*
*
1
*
1


Мінімізуємо функції збудження всіх типів тригерів, які враховані в Таблиці 4. Для цього скористаємося методом карт Карно.
RS



T














*
*

*







1
1

Qi

Di



1






*
*

















s




Ss



T
















1






*
*



Qi

Di

*
*

*







1
1















s






Js



T
















1






*
*
*
*

Qi

Di

*
*
*
*







1
1















s




Ks



T














*
*
*
*







1
1

Qi

Di



1






*
*
*
*















s






Як бачимо, найпростішою буде схема на JK-тригерах. Для побудови схеми на елементах 2АБО-НЕ переводимо рівняння для J- і K- входів тригера в базис АБО-НЕ/АБО-НЕ:


Схема регістра

в) асинхронний регістр на асинхронних Т- або JK-тригерах.
На Мал.5 подана структурна схема, по якій будемо будувати функціональну схему регістра.

Мал. 5
Таблиця 5

Мікро-
операція
Код мікро-
операції
Рівняння
мікрооперації


y3
y7




1
0
0
1




Ts



y3















1
*







1
*
1

Qi

Di



*








*
1















y7




Складаємо таблицю функціонування (таблицю переходів) i-го розряду регістра. (Таблиця 6)
Таблиця 6










0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
0
0
0
0
*
0
*
*
0
*
0

0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
1
0
1
1
0
0
1
1
1
0
0
1
*
0
*
*
1
*
0

1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
1
1
0
1
0
1
0
0
1
1
0
1
1
0
0
*
1
*
*
1
*
0

1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
1
0
1
0
1
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*


Ks



y3














*
*
*
*






1
*
1

Qi

Di



*






*
*
*
*















y7





Js



y3















1
*






*
*
*
*

Qi

Di

*
*
*
*







*
1















y7





Мінімізуємо функції збудження всіх типів тригерів, які враховані в Таблиці 6. Для цього скористаємося методом карт Карно. Після мінімізації отримаємо:
;
;

З одержаних рівнянь очевидно, що простішою буде схема регістра, побудована на JK тригерах. Отже, саме рівняння для функцій збудження J, K перетворюємо в базис 2І-НЕ:


Схема регістра

Часові діаграми роботи регістра


Висновки: на цій лабораторній роботі я набув навиків аналізу та синтезу різних видів регістрів.