تحقیق در مورد ثباتهای انتقالی

word قابل ویرایش
41 صفحه
3000 تومان
رایگان – خرید و دانلود

مقدمه
مدار ترتیبی با پاس ساعت از مدار ترکیبی و تعدادی فلیپ فلاپ ترکیب شده است. مداری که فقط با فلیپ فلاپ ساخته می شود نیز یک مدار ترتیبی میباشد. چون دارای حافظه و پاس ساعت است. عده ای از مدارهای ترتیبی MSI فلیپ فلاپ هستند به شمارنده و ثبات معروف هستند.

ثبات شامل گروهی از سلولهای دو دویی است که اطلاعات را در فلیپ فلاپها نگه داری می کند یک ثبات n بیتی دارای n فلیپ فلاپ است و می تواند n بیت اطلاعات را ذخیره نمایند. یک ثبات ممکن است علاوه بر فلیپ فلاپ دارای تعدادی گیت نیز باشد که وظیفه خاصی را انجام دهد.
شمارنده اصولاً یک ثبات است که با پاس ساعت به حالتهای از پیش تعیین شده می رود.
ثباتها برای طراحی مدارها ترتیبی نیز استفاده می شوند.

در این تحقیق ابتدا به مواردی در مورد ثباتها پرداخته شده است و سپس به یک نوع از آنها که ثبات انتقالی می باشد به طور گسترده تری پرداخته شده است.
در انتها نیز دو آزمایش در مورد ثباتها آورده شده است.

در اینجا لازم است از زحمات استاد گرامی جناب آقای مهندس اژدری کمال تشکر را دارم.
امید است که این تحقیق ناچیز مورد استفاده قرار گیرد.

با تشکر
حامد بوب

ثباتها
انواع مختلفی از ثباتهای تجاری وجود دارد. ساده ترین ثبات فقط از فلیپ فلاپ تشکیل شده است و هیچ گیتی ندارد. این ثبات را با چهار فلیپ فلاپ D نشان می دهند، که دارای یک پالس ساعت ورودی مشترک است برای بدست آوردن اطلاعات ذخیره شده در ثبات می توان از چهار خروجی فلیپ فلاپ ها استفاده نمود.

ورودی پالس سرعت مشترک، در لبه بالا رونده خود همه فلیپ فلاپها را فعال می سازد و داده دو دویی موجود در چهار ورودی به داخل ثبات چهار بیتی منتقل می شود. چهار خروجی را می توان در هر زمانی نمونه برداری کرد و اطلاعات ذخیره شده در ثبات را بدست آورد.
انتقال اطلاعات جدید به داخل ثبات، بار کردن ثبات نامیده می شود.

اگر تمام بیت های ثبات به طور همزمان با یک انتقال پالس ساعت بار شوند گوییم، بار شدن به صورت موازی صورت گرفته است.
ثباتهای کامپیوتر با حروف بزرگ انگلیس دو گاهی عددهایی به دنبال آنها برای نشان دادن کار ثبات مشخص می شوند.
ثباتهای دیگری نیز وجود دارند. از جمله ثباتی که آدرس را برای یک واحد حافظه نگه می دارد. ثبات آدرس حافظه نام داشته و با MAR مشخص می شوند. ثباتی برای شمارندگی برنامه (PC) ، ثبات دستورالعمل (IR) ، ثبات پردازنده (R1) و ثباتهای انتقالی که بحث مورد نظر میباشد.
متداولترین راه نمایش یک ثبات استفاده از کادر مستطیل شکل همراه با نام ثبات در داخل آن است.

همانند شکل زیر:

ثبات R

ثباتهای انتقال
ثبات انتقالی: بحث خود را با مثالی آغاز می کنیم. یک نمونه پر کاربرد از ثبات انتقالی را در هنگام کار با ماشین حسابها می بیند. با وارد کردن یک رقم روی صفحه کلید، عددها به سمت چپ صفحه نمایشگر انتقال می یابند. به عبارت دیگر، برای وارد کردن عدد ۲۶۸ باید اعمال زیر را انجام دهید. ابتدا عدد ۲ را روی صفحه کلید فشار داده رها می کنید. سپس عدد ۶ را روی صفحه کلید فشار داده رها می کنید. که این کار سبب می شود که رقم ۲ یک مکان به سمت چپ

انتقال یابد و عدد ۶ می تواند در منتهی الیه سمت راست قرار گیرد با عدد ۲۶ روی نمایشگر ظاهر می شود. بالاخره شما عدد ۸ را بر روی صفحه کلید فشار داده رها می کنید و عدد ۲۶۸ روی نمایشگر ظاهر می شود. این مثال دو ویژگی مهم یک ثبات انتقالی را نشان می دهد: (۱) ثبات انتقال یک حافظ موقت است و بنابراین اعداد را بر روی صفحه نمایشگر نگه می دارد (حتی اگر دکمه مربوط به عدد را روی صفحه کلید رها کنید.) (۲) با هر بار فشردن یک رقم جدید روی صفحه کلید، ثبات انتقالی، اعداد را به سمت چپ انتقال می دهد. این ویژگیهای انتقالی و حافظه ای سبب می شود که ثبات انتقالی در بیشتر سیستم های

الکترونیکی رقمی بسیار مورد استفاده قرار گیرد. ثباتهای انتقال معمولاً برای ذخیره سازی اطلاعات به صورت موقت استفاده می شوند. شکل (۱) نمونه ای از کاربرد ثباتهای انتقال در یک سیستم رقمی را نشان می‌دهد. این سیستم می تواند سیستم مربوط به یک ماشین حساب باشد. یک ثبات انتقال نیز برای ذخیره موقت داده ها بین واحد پردازش و رمزگشا مورد استفاده قرار می گیرد. ثباتها انتقال در جاهای دیگر از یک سیستم رقمی نیز استفاده می شوند.

یک روش تشریح ویژگیهای ثبات انتقالی چگونگی بارگذاری داده به ثبات و خواندن داده از واحدهای ذخیره هاست. چهار دسته از ثباتهای انتقال را در شکل (۲) می بینید. هر ابزار ذخیره سازی در شکل ۲ یک ثبات هشت بیتی است.

ثباتها به شکل زیر دسته بندی می شوند:
۱- ورودی متوالی – خروجی متوالی (شکل ۲- الف)
۲- ورودی متوالی – خروجی موازی (شکل ۲- ب)
۳- ورودی موازی – خروجی متوالی (شکل ۲-ج)
۴- ورودی موازی – خروجی موازی (شکل ۲-د)

نمودارهای شکل (۲) ایده اصلی هر نوع ثبات را نشان می دهد.
تولید کننده ها غالباً از این تقسیم بندیها استفاده می کنند.

ثباتهای انتقال با بار متوالی
مدار نشان داده شده در شکل (۳) یک ثبات انتقال با بارگذاری متوالی نامیده می شود. عبارت«بارگذاری متوالی» از این واقعیت سرچشمه می گیرد که فقط یک بیت داده در یک زمان می تواند به ثبات وارد شود.
تنها با اضافه کردن یک فلیپ فلاپ D ثبات انتقال شکل (۳) می تواند به یک ثبات انتقال ۵ بیتی تبدیل شود. ثباتهای انتقال معمولاً در اندازه‌ای ۴ ، ۵ و هشت بیتی موجودند و می توانند از ترکیب انواع دیگر فلیپ فلاپها نیز ساخته شوند. فلیپ فلاپهای J-K و R-S ساعت دار نیز
می توانند برای تشکیل ثباتهای انتقال مورد استفاده قرار گیرند.

ثباتهای انتقال با بارگذاری موازی
ثبات انتقال با بارگذاری متوالی که در بخش قبل بررسی کردیم دو مزیت عمده دارد: این ثبات در یک زمان فقط به یک بیت از اطلاعات اجازه ورود می دهد و با انتقال به سمت راست همه داده های خود را از سمت راست از دست می دهد. شکل ۴-الف سیستمی را نشان

می دهد که امکان بارگذاری موازی چهار بیت را به شکل همزمان ایجاد می کند. این ورودیها، ورودیهای داده A ، B ، C و D در شکل ۴ هستند. این سیستم می تواند شامل ویژگی چرخشی باشد که داده خروجی را مجدداً به ورودیها اعمال می کند به طوری که داده های خروجی از بین نمی روند. یک نمودار اتصال برای ثبت انتقال چرخشی چهار بیتی با بارگذاری موازی در شکل ۴-ب ترسیم شده است. این ثبات انتقال از چهار فلیپ فلاپ J-K استفاده می کند. به خطوط چرخشی که از خروجیهای Q و از D FF بیرون می آیند و به ورودیهای K و J از A FF اعمال می شوند، توجه کنید. این خطوط پسخورد باعث می شوند که داده ای که در حالت عادی با خروج از D FF از بین می رفت در درون ثبات انتقال بچرخد. وقتی ورودی CLR با یک ۰ منطقی فعال شود خروجیها را به ۰۰۰۰ پاک می کند. ورودیهای داده بار موازی A ، B ، C و D به ورودیهای پیش نشانی (PS) فلیپ فلاپ ها وصل شده اند تا در هر خروجی (D و C و B و A) عدد ۱ قرار گیرد. اگر

کلیدهای متصل به ورودیهای داده بار موازی حتی به شکل موقت به وضعیت ۰ بروند، آن خروجی به ۱ منطقی پیش نشانی خواهد شد. ساعتی که به ورودیهای CLK فلیپ فلاپ های J-K اعمال پالس می کند باعث می شود که داده به سمت راست انتقال یابد. داده خروجی از D FF مجدداً به A FF بر می گردد.

یک ثبات انتقال عمومی
هنگام مرور در دفترچه های راهنما خواهید دید که تولید کنندگان، ثباتهای انتقال بسیاری به شکل IC تولید می کنند. در این بخش یک IC ثبات انتقال از این نوع بررسی می شود: ثبات انتقال عمومی دوطرفه چهار بیتی ۷۴۱۹۴٫
IC شماره ۷۴۱۹۲ یک ثبات انتقال قابل تطبیق است و بسیاری از ویژگیهایی را که تا کنون در یک بسته IC دیده ایم، دارا می باشد. یک ثبات IC شماره ۷۹۱۹۴ امکان انتقال به راست یا چپ را دارا می باشد. این ثبات می تواند به شکل متوالی یا موازی بارگذاری شود. چند ثبات چهار بیتی از نوع IC شماره ۷۹۱۹۴ می توانند برای تشکیل یک ثبات انتقال هشت بیتی یا بیشتر به هم وصل شوند. این ثبات می تواند برای دوران داده ها مورد استفاده قرار گیرد.
برگه های داده Texas Instruments شامل توضیحات، نمودارها و جدولهای نشان داده شده در شکل ۵ است. توضیحات مربوط به ثبات انتقال را در شکل ۵-الف برای داشتن یک دیدگاه مطلوب از چگونگی عملکرد این ثبات انتقال مطالعه کنید.
نمودار منطقی ثبات ۷۹۱۹۴ در شکل ۵-ب رسم شده است. چون این ثبات، چهار بیتی است مدار شامل چهار فلیپ فلاپ است. مدارهای دریچه ای زیادی برای تشکیل مشخصه های این ثبات انتقال عمومی لازم است. طرح پایه ها در شکل ۵-ج به شما کمک خواهد کرد که نام هر ورودی و خروجی را تشخیص دهید. البته نمودار پایه ها نیز برای استفاده کاربردی از IC شماره ۷۴۱۹۴ لازم است.
جدول صحت و نمودارهای شکل موج در شکل ۵-د و ۵-هـ در تشخیص دقیق عملکرد ثبات IC شماره ۷۴۱۹۴ بسیار مفید واقع میشوند. زیرا مُدهای عملکرد پاک شدن، بارگذاری، انتقال به راست، انتقال به چپ و غیر فعال در این نمودارها به خوبی مشهود می باشد.

استفاده از ثبات انتقال
IC شماره ۷۴۱۹۴
در این بخش از ثبات انتقال عمومی ۷۴۱۹۴ به چند روش استفاده می کنیم. شکلهای ۶- الف و ب نشان می دهند که از IC شماره ۷۴۱۹۴ به عنوان ثباتهای بارگذاری متوالی استفاده شده است. یک ثبات انتقال با بارگذاری متوالی در شکل ۶- الف نشان داده شده است. یک ثبات انتقال با بارگذاری متوالی در شکل ۶- الف نشان داده شده است. این ثبات دقیقاً مانند: ثبات انتقال متوالی شکل ۳ عمل می کند. توجه کنید که ورودیهای کنترل مُد باید در موقعیتهای نشان داده شده باشند تا IC شماره ۷۴۱۹۴ در مُد انتقال به راست عمل کند. انتقال به راست توسط تولیدکنندگان انتقال از به تعریف می شود. ثبات شکل ۶ – الف داده ها را به سمت راست انتقال می دهد و داده ها هنگامی که به می رسند از بین می روند.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 3000 تومان در 41 صفحه
رایگان – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد