Universidad Nacional del Callao FACULTAD FA CULTAD DE INGENIERI IN GENIERIA A ELECTRICA Y ELECTRONICA
E.A.P.. de Ingeniería Electrónica E.A.P
Curso:
SISTEMAS DIGITALES
Tema:
PREINFORME PREINFOR ME LABORATORIO 3 SISTEMAS DIGITALES·REGI DIGITALES·REGISTROS STROS
Profesor:
Dario Utrilla
Acevedo Alumno:
Alumno:
VIZARRES VALENTIN ERICK
Abril del 2015
INFORME PREVIO DE REGISTRO
REGISTROS
LAB. SISTEMAS DIGITALES
PREINFORME LABORATORIO 3 SISTEMAS DIGITALES·REGISTROS 1. Describir el concepto e re!istro" #n#lice s$ %$ncion#&iento ' &encione los tipos c#r#cter(sticos e los re!istros ' #n#li)#r c## $no e ellos *Los circ$itos ' s$s c#r#cter(stic#s" t#bl#s e est#os ' i#!r#s e tie&po+.
Un registro es un grupo de celdas de almacenamiento binario adecuadas para mantener inormaci!n binaria. Un grupo de lip lop constitu"e un registro# "a $ue cada lip lop es una celda binaria capa% de almacenar un bit de inormaci!n. Un registro de n&bit tiene un grupo de n lip lop " es capa% de almacenar cual$uier inormaci!n binaria $ue contenga n bits. Adem's de los lip lop# un registro puede tener compuertas combinacionales $ue realicen ciertas tareas de procesamiento de datos. En su deinici!n m's amplia# un registro consta de un grupo de lip lop " compuertas $ue eect(an una transici!n. Los lip lop mantiene la inormaci!n binaria " las compuertas controlan cuando " como se transiere inormaci!n nue)a al registro. Est'n disponibles )arios registros en la orma de circuito integrado *c+ip,. El registro m's sencillo consta de lip lop solos sin ninguna compuerta e-terna.
igura /
Tipos de registros de despla%amiento Dependiendo del tipo de entradas " salidas# los registros de despla%amiento se clasiican como0 Serie&Serie0 solo la entrada del primer lip lop " la salida del (ltimo son accesibles e-ternamente. Se emplean como l1neas de retardo digitales " en tareas de sincroni%aci!n. En cada pulso de relo2# se transiere un bit de i%$uierda a derec+a. Si asumimos un dato $ue sea por e2emplo /33/# el bit menos signiicati)o del dato debe ser despla%ado a tra)4s del registro desde FF 0
+asta
FF 3
.
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igura 5
6aralelo&Serie0 son accesibles las entradas de todos los lip lops# pero solo la salida del (ltimo. 7ormalmente tambi4n e-iste una entrada serie $ue solo altera el contenido del primer lip lop# pudiendo uncionar como los del grupo anterior. D3 ,
D2 ,
D1 y D0
son las entradas en paralelo# donde D3 es el bit
m's signiicati)o " D el menos signiicati)o. 6ara escribir los datos# 0 la l1nea de control 8RITE9S:IT se coloca en ba2o *3 )oltios, " la DATA se introduce con un pulso de relo2. La DATA se despla%a cuando la l1nea de control se coloca en alto *; )oltios,. El registro reali%a un despla%amiento +acia la derec+a cuando se aplica el pulso de relo2.
igura <
Serie&6aralelo0 son accesibles las salidas de todos los lip lops# pero la entrada del primero. Este tipo " el anterior se emplean para con)ertir datos serie en paralelo " )ice)ersa. En la igura = se puede )er $ue el n(mero /33/ es despla%ado +acia las salidas >?@ del registro.
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igura =
6aralelo&6aralelo0 tanto las entradas como las salidas son accesibles. Se usan para c'lculos aritm4ticos. Las entradas paralelas se indican como >D@ * D3 D , D y D , " las 2 1 0 ,
salidas paralelas como >?@ * Q3 # Q # Q " Q ,. Una )e% $ue se aplica 2 1 0 el pulso de relo2# toda la data aplicada en las entradas >D@# aparece simult'neamente en la correspondiente salida >?@.
Registro de despla%amiento0 es un circuito digital secuencial consistente en una serie de biestables# generalmente de tipo >D@# conectados en cascada $ue bascula de orma sincr!nica con la misma seal del relo2. Seg(n las cone-iones entre los biestables# se tiene un despla%amiento a la i%$uierda de un con2unto de bits# multiplicado por 5# mientras $ue uno a la derec+a di)ide entre 5. E-isten registros de despla%amiento bidireccionales# $ue pueden uncionar en ambos sentidos. Los registros uni)ersales# adem's de bidireccionales permiten la carga en paralelo.
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Aplicaciones Adem's de la con)ersi!n serie¶lelo " paralelo&serie# los registros de despla%amiento tienen otras aplicaciones t1picas0 Generador pseudoaleatorio0 se constru"e con un registro de • despla%amiento# realimentando a la entrada una combinaci!n de )arias salidas# normalmente un OR e-clusi)o entre ellas. Multiplicador serie0 se reali%a la multiplicaci!n mediante • sumas " despla%amientos. Un e2emplo es el =LS
Registro uni)ersal0 se trata de un circuito integrado $ue dispone de un registro de despla%amiento# $ue permite carga serie# carga paralela# despla%amiento a i%$uierda " a derec+a# mediante el uso de unas seales de control. 6ara seleccionar el modo de uncionamiento# dispone de dos l1neas de control $ue )an conectadas a un multiple-or# estas l1neas de control seleccionan la orma de conectar los biestables " as1 uncionar de una orma u otra. La siguiente igura muestra el blo$ue uncional de un registro uni)ersal de < bits.
igura
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Aplicaciones Se utili%an donde se necesiten un almacenamiento temporal de inormaci!n# por e2emplo# conectados a las salidas de circuitos combinacionales aritm4ticos para recoger el resultado de una operaci!n# para almacenar operaciones intermedias o proporcionar inormaci!n estable a un sistema de representaci!n por displa". Los distintos registros comparten l1neas comunes llamadas buses tanto para recoger la inormaci!n del bus como para )olcar la inormaci!n al bus# pero no todos los registros a la )e%# sino uno " despu4s otro. Mientras un registro )uelca su inormaci!n al bus# otros registros conectados al mismo bus permanecen en estado de alta impedancia. Tambi4n se suele utili%ar para almacenar datos " direcciones en las operaciones de escritura " lectura de las memorias por parte de los microprocesadores.
Registros de corrimiento bidireccionales0 este tipo de registro tiene la opci!n de elegir la direcci!n en $ue se transmiten los datos. Estos registros tienen una seal de control $ue permite seleccionar e sentido de despla%amiento de los datos. En la igura se obser)a el circuito l!gico de un registro bidireccional de = bits.
igura
6ara prop!sitos de entender el uncionamiento de este registro se +a dispuesto de orma )ertical# para mostrar c!mo se despla%an los daos. uando la entrada ABA / ARR ' se encuentra en / l!gico# los datos se despla%an +acia aba2o " cuando esta es 3 l!gico los datos se despla%an +acia arriba.
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uando la seal de control ABA / ARR ' es /# las compuertas marcadas con A se acti)an# permitiendo $ue el dato de cual$uier lip lop pase al lip lop inerior inmediatamente despu4s de $ue ocurra una transici!n positi)a en la seal de relo2# de esta orma la inormaci!n se despla%a por las l1nea marcadas en a%ul $ue se obser)an en la igura. uando la seal de control ABA / ARR ' es 3# las compuertas marcadas con B se acti)an " el dato de cual$uier lip lop se pasa al lip lop superior inmediatamente. Las l1neas marcadas en ro2o en la igura indican el canal de transmisi!n de los datos de un lip lop a otro para esta condici!n. 7ote $ue la compuertas marcadas como A y B se acti)an de orma complementaria# es decir# mientras se
acti)an a$uellas marcadas como se encuentran inacti)as " )ice)ersa.
A # las marcadas como B
3. De los n$#les t/cnicos obtener los I0 TTL ' 0MOS $e c$&plen con l#s %$nciones e re!istros- e espl#)#&iento" #lcen#&iento" $niers#l" ireccion#ble" #n#lice bree&ente s$ t#bl# e er#" i#!r# e tie&po ' %$ncion#&iento.
Registros de almacenamiento con biestables por latc+ *=; " =,
igura C
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Registro entrada serie9salida paralelo *=/= MOS,0 es un registro de despla%amiento de C bits entrada serie salida paralelo. Este I )iene encapsulado en orma de DI6 de /= patillas# opera con una uente de alimentaci!n de +5V DC " opera disparado con lanco " solo permite la entrada de datos serie.
La dierencia entre un registro de almacenamiento " despla%amiento radica en la cone-i!n de las entradas " salidas " de los lip lops $ue los componen. En el registro de almacenamiento las entradas " salidas as1ncronas son independientes para cada lip lop mientras $ue en el de despla%amiento est'n conectadas entre s1 en serie o cascada.
ig./< Registro de despla%amiento
ig./= Registro de almacenamiento
La dierencia entre un registro uni)ersal " un registro direccional es $ue el primero se puede modiicar para $ue se uncione como cual$uier tipo de
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registro de despla%amiento# como carga paralela o como memoria " el segundo solo sir)e para modiicar el despla%amiento de los datos. 8. An#lice el %$ncion#&iento e los I09s- :2LS:8" :2;1" :21<2" :2LS1<8" :21;2" :2,:3" :23:3" :23:2" :23::5 inesti!#r s$s c#r#cter(stic#s" especi%ic#ciones t/cnic#s. An#lice circ$itos pr4cticos con re!istros.
=LS;0 es un circuito integrado compuesto por = latc+ tipo D# su uncionamiento es el de un registro de = bits del tipo as1ncrono pues se acti)a con un enable " muestra los datos de entrada " salida. E-iste otro circuito integrado MOS =3=5 $ue tiene igualmente cuatro cerro2os tipo D.
ig./; I =LS;
=F/0 es un circuito integrado $ue unciona como registro de despla%amiento de C bits. uenta con /= pines# siendo del tipo SISO. Se +alla en la gama de los TTL " se compone por C lip lops del tipo SR.
ig./ I =F/
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=/=0 es un circuito integrado cu"o uncionamiento radica en su uso como registro $ue procesa C bits con entrada en paralelo " salida en serie se encuentra compuesto por lip lop tipo H.
ig./ I =/=
=LS/;0 es un circuito integrado $ue unciona como un registro de despla%amiento de C bits. Las entradas son del tipo paralelo " salida serie tambi4n admite una entrada opcional serie. Est' compuesto por lip lops de tipo H.
ig./C I =/;
=/F=0 es un circuito integrado $ue posee = bits entradas de manera paralela " salida de despla%amiento bidireccional. umple la unci!n de registro# conocido como registro uni)ersal pues cuenta con una entrada de despla%amiento i%$uierdo " a su )e% derec+o como lo mencionamos anteriormente *bidireccional,.
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ig./F I =/F=
=5<0 es un circuito integrado compuesto por C lip lop tipo D. unciona como un registro paralelo de C bits con una entrada de relo2 " una entrada de master reset# esta coniguraci!n +ace $ue sea ideal para aplicaciones en las computadoras# $ue opera con o bits $ue corresponden a un b"te. La recuencia m'-ima de operaci!n de los circuitos integrados de este tipo de numero normal es de 30 Mhz con un consumo de 62 mA cada uno.
ig.53 I =5<
=<<0 es un circuito integrado importante "a $ue es compatible con circuito de puertas paralelos de los ordenadores " por lo tanto pueden ser e-citados directamente por los ni)eles de la l!gica en un 6. unciona como registro $ue contiene C latc+ con salida tri& estado *transparente,. Se puede utili%ar para traba2ar con un b"te de longitud# sin problemas. La recuencia m'-ima de operaci!n de este circuito es de 50 Mhz con un consumo de 24
mA
.
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ig.5/ I =<<
=<=0 es un integrado TTL ormado por C lip lops tipo D# contando con 53 pines. La recuencia m'-ima de uncionamiento de este c+ip es de 50 Mhz con un consumo de energ1a de 27 mA . unciona de la siguiente manera0 este I cuenta con < estados para la acti)aci!n de los lip lops $ue lo conorman# con ello orma un registro de almacenamiento con C bits# su acti)aci!n se da con una seal de relo2.
ig.55 I =<=
=<0 es un circuito integrado compuesto por C lip lops tipo D con +abilitador *enable,. Son similares a los =5<# poseen un amplio rango de )olta2e operati)o de 2V a 6V .