Регістром (Р) називається функціональний послідовнісний пристрій, що призначений для приймання, запам’ятовування, перетворення і передачі двійкової інформації (слів).
У загальному випадку Р –це блок тригерів і ЛЕ одного типу, що певним чином з’єднані між собою.
Є чотири типи Р:
§ З послідовним записом і зчитуванням (SISO);
§ З послідовним записом і паралельним виходом (SIPO);
§ З паралельним записом і послідовним виходом (PISO);
§ З паралельним записом і зчитуванням (PIPO).
SISO –регістр зсуву;
SIPO–запис послідовно біт за бітом; видача одночасно з усіх розрядів за один такт;
PISO–введення інформації за один такт а видача послідовно;
PIPO–найбільш швидкодіючий – регістр пам’яті.
Розрядність визначається числом тригерів (1біт на тригер).
За способом тактування існують одно- , дво- , або багатотактові Р.
Крім зберігання інформації, її зсуву та зчитування, які необхідні для виконання різних арифметичних та логічних операцій над двійковими числами (словами), за допомогою Р можна також перетворювати інформацію з одного виду в інший, наприклад,з послідовного коду у паралельний, або навпаки.
Регістр пам’яті (PIPO)
Основне призначення –зберігання двійкової інформації невеликого об’єму
(2 байт max) (рис 1 і 2).
Інформація в регістр записується паралельно імпульсом запису, а в потрібний момент часу через схеми 2І видається імпульсом зчитування на вихід.
Регістри зсуву (SISO)
В регістрі зсуву вправо перший розряд числа X1подається на вхід крайнього зліва розряду регістра і вводиться в нього при подачі першого імпульса синхронізації С. Наступний імпульс С переміщує перший розряд у другий тригер, а другий розряд вводить у перший тригер і т.д.
Після подачі nрозрядів весь Р заповниться.
Для паралельного виводу (SIРO) використовуються виходи 
i 
.
Регістр зсуву вліво
В обчислювальній техніці регістри зсуву двійкових чисел застосовують для виконання операцій множення на 2 (зсув вліво на один розряд, або ділення на 2 (зсув вправо на один розряд).
Р можна застосовувати для затримки інформації на n - байтів, для передачі з регістра на регістр.
Двонапрямні (реверсивні) регістри зсуву здатні зсувати інформацію і вліво, і вправо. Напрям зсуву визначається рівнем керуючого сигналу (1 або 0).
6.5. Лічильники імпульсів
Лічильник –це функціональний пристрій, що призначений для підрахунку числа імпульсів, які надійшли на його вхід і фіксації цього числа на його розрядах у вигляді коду.
Основний параметр лічильника –модуль лічби Мл, що визначає число внутрішніх станів (в т.ч. і нульовий), тобто це максимальне число імпульсів, яке може підрахувати лічильник. Лічильник,який має n - розрядів може знаходитись в станах: 0, 1, 2 ,…,2n-1. При подачі на вхід 2n -ої одиниці лічильник переходить з стану 2n-1 в стан «0», при цьому Мл 
, де m–число розрядів лічильника.
На рис.7 і рис.8 показано приклад лічильника на J-К тригерах і часові діаграми його роботи.
Схема лічильника Часові діаграми роботи лічильника
J-К тригери працюють в режимі Т –тригера. Перший тригер міняє свій стан за кожним вхідним імпульсом, другий і третій тригер міняють стан за кожним вихідним імпульсом попереднього тригера. Таким чином, на розрядах лічильника формується у двійковому коді число імпульсів, які надійшли у даний момент часу на його вхід.
Для заданого модуля лічби Млкількість тригерів m, що необхідна для побудови лічильника, визначається з умови найближчого більшого числа:
На виході останнього розряду лічильника частота імпульсів у Млразів менша за частоту вхідних імпульсів. Тому лічильники використовуються і як подільники частоти з коефіцієнтом ділення Мл .
Класифікація лічильників
За функціональним призначенням лічильники бувають:
§ підсумовувальні;
§ віднімальні;
§ реверсивні.
За способом організації схеми переносу:
§ з послідовним;
§ з паралельним;
§ з паралельно- послідовним переносом.
В залежності від наявності синхронізації:
§ синхронні;
§ асинхронні.
Лічильники з послідовним переносом
Це асинхронні лічильники, що мають один вхід і nвиходів, Qвідповідно до числа з’єднаних тригерів. Найпростіші лічильники з Мл=2mреалізуються на базі кількох тригерів, кожний з яких працює як лічильник за модулем 2. Лічильник показаний на рис.9, є послідовним і одночасно підсумовувальним, тому що вміст його розрядів з кожним наступним вхідним імпульсом збільшується на одиницю.
Умовне позначення лічильника на схемах показано на рис. 9
Розглянутий підсумовувальний лічильник легко перетворити на віднімальний за модулем 8, якщо на вхід кожного наступного тригера подати сигнал не з прямого Qi а з інверсного 
виходу попереднього тригера. У віднімальному лічильнику прихід кожного імпульса на вхід не збільшує, а зменшує вміст лічильника на «1». Тому необхідно такий лічильник попередньо встановити в стан 111. Тобто в n- розрядному віднімальному лічильнику реалізується лічба чисел з 2n-1до 0.
Недоліком лічильників з послідовним переносом є мала швидкодія, бо час реєстрації імпульсів tp=m*tз.п, де tз.п– час затримки переносу в одному розряді .
Лічильник з паралельним переносом
Це синхронні лічильники,у яких вхідні сигнали (імпульси) надходять у синхровходи С тригерів в усіх розрядах одночасно (паралельно). Будуються, як правило,на базі двоступеневих Т- , ІК – або D – тригерів.
Схема лічильника на 16 на Т - тригерах показано на рис. 10.
Особливістю роботи розрядів є те, що кожний наступний тригер перемикається з подачею вхідних імпульсів лише в момент наявності «1» на всіх попередніх тригерах, часові діаграми цього лічильника аналогічні рис. 8.
Перевага – більша швидкодія, бо час реєстрації числа імпульсів дорівнює часу перемикання одного тригера.
Реверсивні лічильники
Лічильники цього типу можуть використовувати операції як для додавання, так і віднімання імпульсів. Для їх побудови використовуються принципи роботи та схемні рішення простих лічильників.
На рис. 11 приведена схема реверсивного лічильника з модулем лічби 8. В режимі підсумовування імпульсів синхровходи другого і третього тригерів з’єднані з виходами попереднього тригера через верхню частину схеми 2І-2І-АБО за рахунок дозволу «1» на шині «Дод». Попереднє встановлення тригерів здійснюється шляхом подачі імпульса «0» на входи R. У режимі віднімання імпульсів входи С тригерів з’єднані з інверсними виходами попередніх тригерів, а попереднє встановлення їх в «1» здійснюється шляхом подачі імпульса «0» на Sвходи. При цьому дозвіл роботи реалізується за рахунок подачі «1» на шину «Відн».
Реверсивний лічильник імпульсів.
Лічильники з довільним модулем лічби
У розглянутих двійкових лічильниках модуль лічби 
. Тому вони можуть підрахувати лише 2, 4,8, … ,2m імпульсів. На практиці часто необхідно мати лічильники з довільним модулем лічби 
. Число розрядів лічильника за модулем лічби 
визначається з умови:
,
причому m–мінімальне ціле число.
Дуже часто постає потреба у переліченні на 10, тоді двійковий лічильник перетворюють на десятковий. При цьому для зображення десяткової цифри у двійково-десятковому коді потрібна група двійкових розрядів (декада) не менше чотирьох.
Оскільки всі декади однакові, розглянемо спосіб побудови однієї з них. По суті, це є подільник на 10. Якщо не вдаватися до скорочення кількості станів, у разі зняття сигналу з виходу старшого розряду Q4чотирирозрядного лічильника, він працюватиме як дільник з коефіцієнтом ділення Кділ=16. Тому слід вилучити шість надлишкових станів. Звичайно, можна вилучити будь-які стани, але найчастіше залишають перші десять – від 0 до 9, які являють собою десяткові цифри в нормальному коді 8-4-2-1. Тоді для їх дешифрування з метою виведення, наприклад, на індикатор, який синтезує знаки, можна застосувати типовий дешифратор.
Якщо потрібно переривати нормальну роботу лічильника, використовують схему, яка розпізнає стан 1010 (десять) та формує сигнал скидання всіх тригерів у початковий нульовий стан. Для лічильника з послідовним перенесенням може бути застосовано схему, зображену разом із часовими діаграмами на рис.
| Рис. 5.42. Десятковий лічильник із послідовним перенесенням: а-функціональна схема; б – часові діаграми
|
Стан 1010, за якого Q1=0, Q2=1, Q3=0, Q4=1, знаходитьсяелементомІ. На його виході з’являється сигнал лог.1. На інверсному виході 
з’являється негативний перепад, який за інверсними входами R установлює всі основні тригери в нульовий стан, після чого на виході елемента І буде також лог.0. Наступний вхідний лічильний імпульс С0 розпочинає новий цикл відліку й одночасно встановлює тригер Т5 за входом R у початкове положення.
Додатковий RS-тригер потрібен для підвищення функціональної надійності лічильника. Якби скидання лічильника в нульовий стан виконувалося безпосередньо сигналом з виходу елемента І або І-НЕ, то робота була б небезперервною. Коли під час переходу лічильника від стану 1001 (9) до стану 1010 (10) тригер ТТ2 починає перевертатись у стан лог. 1, то майже одночасно з’являється сигнал з виходу елемента І (І-НЕ), що намагатиметься утримувати цей тригер у стані лог.0, і за умови малої часової затримки ЛЕ перевертання може і не відбутися.
Наявність у колі зворотного зв’язку RS-тригера зумовлює те, що процес скидання лічильника в стан лог.0 стає незворотним: нульовий рівень на виході Q5 утримується до надходження наступного ТІ.
Зазначимо, що такі схеми можуть бути побудовані для будь-якої розрядності та будь-якого коефіцієнта ділення.
