Un registre est un ensemble de mémoires élémentaires. Un registre de n bits comporte n bascules. Il existe des registres parallèles pour lesquels l'écriture (ou la lecture) des n bits a lieu lors d'un seul top d'horloge et des registres à décalage dans lesquels un seul bit est modifié à chaque top d'horloge.On trouve des registres à écriture et lecture parallèle (PIPO), des registres à écriture parallèle et lecture série (PISO), des registres à écriture série et lecture parallèle (SIPO) et enfin des registres à écriture et lecture série (SISO).
Registre mémoire parallèle.
On examine un registre parallèle 4 bits constitué avec des bascules D de type 7474.
Ces bascules possèdent des entrées de forçage au niveau 1 (S = set) et au niveau 0 (R = reset). Ces entrées sont actives au niveau logique 0 et elles ont priorité sur les autres entrées.
A chaque front montant de l'horloge (transition du niveau 0 au niveau 1), la valeur du bit présent sur l'entrée
D de la bascule est recopié sur sa sortie Q.
Registre à décalage à droite
Dans ce cas, l'entrée de la bascule de poids n est reliée à la sortie de la bascule de poids n − 1.
A chaque front montant d'horloge la donnée présente à l'entrée n est recopiée sur la sortie n et à l'entrée n + 1.
En décalant tous les bits d'un nombre binaire vers la droite ou vers la gauche, on divise ou on multiplie le nombre par 2. Un registre à décalage peut donc être utilisé pour effectuer des multiplication ou division par une puissance de 2. Il suffit d'opérer le nombre adéquat de décalages vers la gauche ou la droite entre le moment où l'on introduit les bits dans le registre et le moment où on les récupère.
Dans l'exemple
on applique un 1 sur l'entrée puis des 0. A chaque front montant de l'horloge, le 1 se décale vers la droite.
En mode automatique le programme trace le chronogramme pour l'horloge et les sorties Q1 et Q2.
Registre à décalage réversible
Dans l'exemple présenté (registre à décalage 3 bits), un système de portes logiques permet d'obtenir un décalage à droite (entrée Set au niveau 1) ou à gauche (entrée set au niveau 0). A chaque étape, la valeur du bit à l'entrée est choisie aléatoirement.
Observer la propagation des bits dans le registre dans les deux cas.
Exemple de registre PISO. (Parallel Input, Serial Output)
Le signal de commande Set permet soit l'écriture parallèle (S = 1) soit l'écriture série du registre (S = 0).
Écriture parallèle
Le système de portes logique applique un niveau 0 sur l'entrée de forçage Set de la bascule n si le bit de donnée n est un 1 et un niveau 0
sur l'entrée de forçage Reset de la bascule n si le bit de donnée n est un 0 : l'état de la sortie Qn est identique à l'état du bit n de donnée. Les entrées de forçage étant prioritaires, le signal d'horloge n'a aucune action sur l'état des bascules.
Écriture série
Si le signal de commande Set est au niveau 0, les entrées de forçage sont au niveau 1 : elle sont inactives et on retrouve un registre à écriture série.
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Table de vérité des circuits de type 7474. (Double bascule D) Les entrées S (PR) et R (CLR) sont au niveau logique 1 quand elles sont en l'air c'est-à-dire non reliées. |