Регистры в цифровой и микропроцессорной технике - это устройства хранения информации. Любая информация в микропроцессорной технике кодируется и хранится в виде двоичного числа. Двоичное число состоит из некоторого количества двоичных разрядов. Регистр должен обеспечить возможность записи и хранения на протяжении всего времени работы микропроцессорной системы, всех разрядов двоичного числа. А так же возможность считывания значений всех разрядов в любое время. Регистры бывают параллельные и последовательные. На рисунке изображена схема простейшего четырех разрядного параллельного регистра и его условное обозначение на схеме.

Схема регистра

Обозначение

Как мы видим, регистр построен на основе четырех D-триггеров входы синхронизации, которых соединены вместе. На входы данных (D0 - D3) поступает двоичное число, которое необходимо записать в регистр. На вход С схемы подается тактовый сигнал. По заднему фронту сигнала двоичное число запишется в регистр. Каждый разряд запишется в свой D-триггер и тут же появится на выходах регистра (Q0 - Q3). Вход R служит для начального сброса всех триггеров регистра (то есть перевода в нулевое состояние).

Приведу пример применения параллельного регистра. Допустим, вы разрабатываете микропроцессорное устройство, и оно должно в процессе работы управлять четырьмя светодиодами. Подключим к каждому выходу нашего регистра по светодиоду через транзисторные ключи. Теперь, предположим, что нужно зажечь светодиод, подключенный к выходу Q0, при чем остальные гореть не должны. Для этого микропроцессор должен подать на входы регистра двоичное число, в разряде D0, которого, должна быть единица, а в остальных разрядах ноль (то есть число 0001D). Затем на вход С микропроцессор должен подать импульс записи. Под действием этого импульса наше число запишется в регистр. При этом верхний триггер регистра установится в единичное состояние, остальные в нулевое. Светодиод, подключенный к верхнему триггеру, зажжется. Остальные гореть не будут. Теперь процессор может заняться выполнением других задач. Регистр будет находиться в таком положении до тех пор, пока процессор не перепишет его содержимое, либо пока не будет отключено питание. Все это время состояние светодиодов так же не изменится.

Сигналы с выхода регистра могут управлять не только светодиодами. На выход регистра вместо светодиодов, через соответствующие согласующие устройства (усилители, ключи) можно подключить электромагнитные реле, электродвигатели, шаговые двигатели и т.д. Кроме того, регистр можно применять просто для хранения числа и его последующего считывания посредством его выходов Q0 - Q3 при помощи того же процессора.