Co to jest rejestr zmian SIPO: obwód, praca, tabela prawdy i jej zastosowania

Ogólnie rzecz biorąc, rejestr można zdefiniować jako urządzenie służące do przechowywania danych binarnych, ale jeśli chcesz przechowywać wiele bitów danych, używany jest zestaw przerzutników, które są połączone szeregowo. Dane, które są przechowywane w rejestrach, mogą być przesuwane za pomocą rejestrów przesuwnych po prawej lub lewej stronie, dostarczając impulsy CLK. Rejestr zmian to grupa klapki służy do przechowywania wielu bitów danych. Podobnie rejestr przesuwny z n-bitami można utworzyć, po prostu łącząc n przerzutników, gdzie każdy przerzutnik po prostu przechowuje pojedynczy bit danych. Gdy rejestr przesuwa bity na prawą stronę, jest to prawy rejestr przesuwny, podczas gdy jeśli przesuwa się na lewą stronę, jest znany jako lewy rejestr przesuwny. W tym artykule omówiono przegląd jednego z typów rejestru przesuwnego, a mianowicie szeregowego w równoległym rejestrze przesuwnym lub Rejestr przesuwny SIPO .

Co to jest rejestr zmian SIPO?

Rejestr przesuwny, który umożliwia równoległe wyjście wejścia szeregowego, jest znany jako rejestr przesuwny SIPO. W rejestrze SIPO termin SIPO oznacza wyjście równoległe wejścia szeregowego. W tego typu rejestrze przesuwnym dane wejściowe są podawane bit po bicie szeregowo. Dla każdego impulsu zegarowego dane wejściowe we wszystkich FF mogą być przesunięte o jedną pozycję. O/P na każdym flip-flopie można odbierać równolegle.

Schemat obwodu

The Schemat obwodu rejestru przesuwnego SISO pokazano poniżej. Układ ten może być zbudowany z przerzutników 4 D, które są połączone jak pokazano na schemacie, gdzie sygnał CLR podawany jest dodatkowo do sygnału CLK do wszystkich FF o RESET ich. W powyższym obwodzie pierwsze wyjście FF jest podawane na drugie wejście FFs. Wszystkie te cztery przerzutniki D są ze sobą połączone szeregowo, ponieważ do każdego przerzutnika podawany jest ten sam sygnał CLK.

Praca rejestru zmianowego SIPO

Działanie rejestru przesuwnego SIPO jest; że pobiera szeregowe dane wejściowe z pierwszego przerzutnika po lewej stronie i generuje równoległe dane wyjściowe. Poniżej pokazano 4-bitowy obwód rejestru przesuwnego SIPO. Działanie tego rejestru przesuwnego polega na tym, że najpierw wszystkie przerzutniki z obwodu od FF1 do FF4 muszą zostać zresetowane, aby wszystkie wyjścia FF, takie jak QA do QD, miały logiczny poziom zerowy, więc nie ma równoległego wyjścia danych.

Powyżej pokazano budowę rejestru przesuwnego SIPO. Na schemacie pierwsze wyjście przerzutnika „QA” jest połączone z drugim wejściem przerzutnika „DB”. Drugie wyjście przerzutników „QB” jest połączone z wejściem DC trzeciego przerzutnika, a wyjście trzeciego przerzutnika „QC” jest połączone z wejściem czwartego przerzutnika „DD”. Tutaj QA, QB, QC i QD to dane wyjściowe.

Początkowo wszystkie wyjścia staną się zerowe, więc bez impulsu CLK; wszystkie dane staną się zerowe. Weźmy 4-bitowy przykład wprowadzania danych, taki jak 1101. Jeśli zastosujemy pierwszy impuls zegarowy „1” do pierwszego przerzutnika, dane, które mają zostać wprowadzone do FF i QA, stają się „1”, a pozostałe wyjścia, takie jak QB , QC i QD wyniosą zero. Więc pierwsze dane wyjściowe to „1000”

Jeśli zastosujemy drugi impuls zegarowy jako „0” do pierwszego przerzutnika, wówczas QA stanie się „0”, QB stanie się „0”, QC stanie się „0”, a QD stanie się „0”. Tak więc drugie wyjście danych stanie się „0100” z powodu procesu przesunięcia w prawo.

Jeśli zastosujemy trzeci impuls zegarowy jako „1” do pierwszego przerzutnika, wówczas QA stanie się „1”, QB stanie się „0”, QC stanie się „1”, a QD stanie się „0”. Tak więc trzecie wyjście danych stanie się „1011” z powodu procesu przesunięcia w prawo.
Jeśli zastosujemy czwarty impuls zegarowy jako „1” do pierwszego przerzutnika, wtedy QA stanie się „1”, QB stanie się „1”, QC stanie się „0”, a QD stanie się „1”. Tak więc trzecie wyjście danych stanie się „1101” z powodu procesu przesunięcia w prawo.

Tabela prawdy rejestru przesuwnego SIPO

Tabela prawdy rejestru przesuwnego SIPO jest pokazana poniżej.

Schemat czasowy

The schemat czasowy rejestru przesuwnego SIPO pokazano poniżej.

Tutaj używamy dodatniego zbocza sygnału CLK i/p. W pierwszym impulsie zegarowym dane wejściowe stają się QA = „1”, a wszystkie inne wartości, takie jak QB, QC i QD, stają się „0”. Wynik będzie więc wynosić „1000”. W drugim impulsie zegarowym wyjście zmieni się na „0101”. W trzecim impulsie zegarowym wyjście będzie „1010”, a w czwartym impulsie zegarowym wyjście będzie „1101”.

Kod Verilog rejestru zmian SIPO

Kod Verilog dla rejestru przesuwnego SIPO pokazano poniżej.

moduł sipomod(clk,clear, si, po);
wejście clk, si,wyczyść;
wyjście [3:0] poz;
reg [3:0] tmp;
reg [3:0] po;
zawsze @(posege clk)
zaczynać
Jeśli czysty)
tmp <= 4’b0000;
w przeciwnym razie
tmp <= tmp << 1;
tmp[0] <= tak;
po = tmp;
koniec
moduł końcowy

74HC595 IC SIPO Obwód rejestru przesuwnego i jego działanie

74HC595 IC to 8-bitowy szeregowy w równoległym rejestrze przesuwnym, więc wykorzystuje szeregowo wejścia i zapewnia równoległe wyjścia. Ten układ scalony zawiera 16 pinów i jest dostępny w różnych pakietach, takich jak SOIC, DIP, TSSOP i SSOP.

Konfiguracja pinów 74HC595 jest pokazana poniżej, gdzie każdy pin jest omówiony poniżej.

Piny 1 do 7 i 15 (QB do QH i QA): Są to piny o/p, które służą do podłączania urządzeń wyjściowych, takich jak wyświetlacze 7-segmentowe i diody LED.

Pin8 (GND): Ten pin GND jest po prostu podłączony do pinu GND zasilacza mikrokontrolera.

Pin9 (QH): Ten pin służy do połączenia z pinem SER innego układu scalonego i daje ten sam sygnał CLK do obu układów scalonych, aby działały jak pojedynczy układ scalony, w tym 16 wyjść.

Pin16 (Vcc): Ten pin służy do podłączenia do mikrokontrolera inaczej Zasilanie, ponieważ jest to układ scalony o poziomie logicznym 5V.

Pin14 (być): Jest to seryjny pin i/p, do którego dane są wprowadzane szeregowo przez ten pin.

Pin11 (SRCLK): Jest to pin CLK rejestru przesuwnego, który działa jak CLK dla rejestru przesuwnego, ponieważ sygnał CLK jest podawany przez ten pin.

Pin12 (RCLK): Jest to pin Register CLK, który służy do obserwowania o/ps na urządzeniach podłączonych do tych układów scalonych.

Pin10 (SRCLR): Jest to pin CLR rejestru przesuwnego. Ten pin jest używany głównie, gdy potrzebujemy wyczyścić pamięć rejestru.

Pin13 (OE): To jest o/p Włącz Pin. Gdy ten pin jest ustawiony na WYSOKI, rejestr przesuwny jest ustawiony na stan wysokiej impedancji i o/ps nie są przesyłane. Jeśli ustawimy ten pin na niski, możemy uzyskać o/ps.

74HC595 IC  Praca

Schemat obwodu 74HC595 IC do sterowania diodami LED pokazano poniżej. 3 piny rejestru przesuwnego muszą być podłączone do Arduino, tak jak piny 11, 12 i 14. Wszystkie osiem diod LED zostanie po prostu podłączonych do tego rejestru przesuwnego IC.

Wymagane komponenty do zaprojektowania tego obwodu obejmują głównie układ scalony rejestru przesuwnego 74HC595, Arduino UNO, zasilacz 5 V, płytkę stykową, 8 diod LED, rezystory 1KΩ – 8 i przewody połączeniowe.

Najpierw szeregowy pin i/p rejestru przesuwnego musi łączyć się z pinem 4 Arduino Uno. Następnie podłącz styki CLK i zatrzasku, takie jak styki 11 i 12 układu scalonego, odpowiednio do styków 5 i 6 Arduino Uno. Diody LED są podłączone za pomocą rezystorów ograniczających prąd 1KΩ do pinów 8-o/p układu scalonego. Oddzielny zasilacz 5 V jest używany do układu 74HC595 IC ze wspólnym GND do Arduino przed dostarczeniem 5 V z Arduino.

Kod

Poniżej przedstawiono prosty kod do aktywacji 8 diod LED w serii.

wewn zatrzaskPin = 5;
int clkPin = 6;
int danychPin = 4;
bajt LED = 0;
pusta konfiguracja()
{
Serial.początek(9600);
pinMode(latchPin, OUTPUT);
pinMode(dataPin, WYJŚCIE);
pinMode(clkPin, WYJŚCIE);
}
pusta pętla()
{
int i=0;
LED = 0;
ShiftLED();
opóźnienie (500);
dla (i = 0; i < 8; i++)
{
zestaw bitów(LED, ja);
Serial.println(LED);
ShiftLED();
opóźnienie (500);
}
}
nieważne przesunięcieLED()
{
digitalWrite(latchPin, LOW);
shiftOut(dataPin, clkPin, MSBFIRST, LED);
digitalWrite(latchPin, HIGH);
}

Działanie tego obwodu rejestru przesuwnego polega na tym, że najpierw wszystkie 8 diod LED zostaną wyłączone, ponieważ dioda LED zmiennej bajtowej jest ustawiona na zero. Teraz każdy bit jest ustawiany na 1 za pomocą funkcji „bitSet” i jest przesuwany za pomocą funkcji „shiftOut”. Podobnie, każda dioda LED zostanie włączona w tej samej serii. Jeśli chcesz wyłączyć diodę LED, możesz skorzystać z funkcji „bitClear”.

Układ scalony rejestru przesuwnego 74HC595 jest używany w różnych aplikacjach, takich jak serwery, sterowanie LED, sterowanie przemysłowe, urządzenia elektroniczne, przełączniki sieciowe itp.

Aplikacje

The Zastosowania rejestru przesuwnego wyjścia szeregowego z wyjściem równoległym pokazano poniżej.

• Ogólnie rzecz biorąc, rejestr przesuwny służy do przechowywania danych tymczasowych, używany jako pierścień & Johnson Licznik dzwonków .
• Są one używane do przesyłania danych i manipulacji.
• Te przerzutniki są używane głównie w liniach komunikacyjnych wszędzie tam, gdzie konieczna jest demultipleksacja linii danych na wiele równoległych linii, ponieważ ten rejestr przesuwny jest używany do zmiany danych z szeregowych na równoległe.
• Są one używane do szyfrowania i deszyfrowania danych.
• Ten rejestr przesuwny jest wykorzystywany w CDMA do generowania kodu PN lub numeru sekwencji pseudoszumów.
• Możemy je wykorzystać do śledzenia naszych danych!
• Rejestr przesuwny SIPO jest używany w różnych aplikacjach cyfrowych do konwersji danych.
• Czasami ten typ rejestru przesuwnego jest po prostu podłączony do mikroprocesora, gdy potrzeba więcej pinów GPIO.
• Praktycznym zastosowaniem tego rejestru przesuwnego SIPO jest przekazanie danych wyjściowych mikroprocesora do zdalnego wskaźnika panelu.

Oto przegląd SIPO rejestr przesuwny – schemat obwodu, pracy, tabeli prawdy i taktowania z aplikacjami. Najczęściej używane komponenty rejestru przesuwnego SIPO to 74HC595, 74LS164, 74HC164/74164, SN74ALS164A, SN74AHC594, SN74AHC595 i CD4094. Rejestry te są bardzo szybkie w użyciu, dane mogą być bardzo łatwo konwertowane z szeregowego na równoległe, a ich konstrukcja jest prosta. Oto pytanie do Ciebie, co to jest rejestr przesuwny PISO.