Последовательностные устройства. 
Электротехника и электроника. 
Том 3. Основы электроники и электрические измерения

Последовательностными называют цифровые электронные устройства, которые в отсутствие информационных сигналов на входах находятся в режиме хранения предыдущего состояния. Таким образом, в состав последовательностных устройств помимо обычных логических элементов обязательно входят элементы памяти.

К последовательностным устройствам относятся счетчики, регистры и запоминающие устройства (последние в данном курсе не рассматриваются).

Счетчик — устройство, обеспечивающее хранение двоичного кода числа и выполнение над ним микрооперации счета, которая заключается в изменении значения числа в счетчике на единицу.

Если при подаче активного уровня сигнала на информационный вход счетчика его содержимое увеличивается на единицу, то счетчик называют.

суммирующим, а если уменьшается на единицу — то вычитающим. Если счетчик выполняет обе операции, его называют реверсивным.

Простейший двоичный счетчик может быть реализован на базе счетных триггеров (D-триггеров). Его схема и временные диаграммы приведены на рис. 5.7.1. Данный счетчик является суммирующим. Инверсия по входу синхронизации показывает, что срабатывать данный счетчик будет по срезу тактового импульса.

Рис. 5.7.1. Четырехразрядный двоичный счетчик на базе D-триггеров со счетным входом (EWB).

Данный счетчик возвращается в свое исходное состояние после 16-го импульса.

Более сложные схемы счетчиков позволяют получать результат в двоично-десятичном коде.

Регистр — это последовательностное устройство, служащее для записи и хранения многоразрядных чисел, выполнения над ними поразрядных логических операций и вывода хранимой информации.

Простейший регистр, способный хранить 1 байт информации, состоит из восьми параллельно соединенных триггеров (рис. 5.7.2). При подаче активного уровня импульса синхронизации на выход каждого триггера передается та информация, которая поступила на вход.

При помощи регистров выполняются такие поразрядные логические операции, как инверсия, сдвиг кода числа на заданное количество разрядов.

Рис. 5.7.2. Регистр хранения, построенный на базе D-триггеров с динамической синхронизацией.

Рис. 5.73. Четырехразрядный регистр сдвига.

и др. Пример регистра, в котором при поступлении нового входного сигнала информация сдвигается на один разряд, показан на рис. 5.7.3.

Упражнение 5.7.1.

Какое максимальное число можно записать в регистр хранения, представленный на рис. 5.7.2? Записать это число в двоичном и в десятичном коде.

Упражнение 5.7.2.

Какое устройство можно построить на базе счетчика, изображенного на рис. 5.7.1, если каждый триггер будет срабатывать по фронту импульса синхронизации?