Co to jest uniwersalny rejestr zmianowy i jego działanie

Wypróbuj Nasz Instrument Do Eliminowania Problemów





W elektronice cyfrowej rejestry przesuwne to sekwencyjne układy logiczne, które mogą tymczasowo przechowywać dane i zapewniają transfer danych do urządzenia wyjściowego dla każdego impulsu zegarowego. Umożliwiają one przesyłanie / przesuwanie danych w prawo lub w lewo w trybie szeregowym i równoległym. W oparciu o tryb operacji wejścia / wyjścia, rejestry przesuwne mogą być używane jako rejestr przesuwny szeregowy-równoległy-wyjściowy, szeregowy-wejściowy-szeregowy rejestr przesuwny , rejestr przesuwny równolegle-równolegle-na zewnątrz, rejestr przesuwny równolegle-równolegle-wyjściowy. W oparciu o przesunięcie danych istnieją uniwersalne rejestry przesuwne i dwukierunkowe rejestry przesuwne. Oto pełny opis uniwersalnego rejestru przesuwnego.

Co to jest Universal Shift Register?

Definicja: Rejestr, który może przechowywać dane i / przesuwać je w prawo iw lewo, wraz z możliwością równoległego ładowania, jest znany jako uniwersalny rejestr przesuwny. Może być używany do wykonywania operacji wejścia / wyjścia zarówno w trybie szeregowym, jak i równoległym. Przesunięcie jednokierunkowe rejestry i dwukierunkowe rejestry przesuwne są połączone razem, aby uzyskać projekt uniwersalnego rejestru przesuwnego. Jest również znany jako rejestr przesuwny równolegle-równolegle-na zewnątrz lub rejestr przesuwny z równoległym obciążeniem.




Uniwersalne rejestry przesuwne mogą wykonywać 3 operacje wymienione poniżej.

  • Praca z obciążeniem równoległym - przechowuje dane równolegle, jak również dane równolegle
  • Przesunięcie w lewo - przechowuje dane i przesyła je przesuwając w lewo w ścieżce szeregowej
  • Zmiana biegów w prawo - przechowuje dane i przesyła je przez przesunięcie w prawo na ścieżce szeregowej.

Dlatego uniwersalne rejestry przesuwne mogą wykonywać operacje wejścia / wyjścia zarówno z obciążeniami szeregowymi, jak i równoległymi.



Diagram uniwersalnego rejestru zmianowego

Schemat 4-bitowego uniwersalnego rejestru przesuwnego pokazano poniżej.

Diagram uniwersalnego rejestru zmianowego

Diagram uniwersalnego rejestru zmianowego

  • Szeregowe wejście do sterowania shift-prawo umożliwia przesyłanie danych w prawo, a wszystkie szeregowe linie wejściowe i wyjściowe są podłączone do trybu shift-right. Wejście jest podawane do bramki AND-1 przerzutnika -1, jak pokazano na rysunku, poprzez pin wejścia szeregowego.
  • Szeregowe wejście dla przesunięcia w lewo umożliwia przesyłanie danych w lewo, a wszystkie szeregowe linie wejściowe i wyjściowe są podłączone do trybu przesunięcia w lewo.
  • Przy równoległym przesyłaniu danych wszystkie równoległe linie wejściowe i wyjściowe są powiązane z równoległym obciążeniem.
  • Clear pin czyści rejestr i ustawia na 0.
  • Pin CLK dostarcza impulsy zegarowe do synchronizacji wszystkich operacji.
  • W stanie sterowania, informacje lub dane w rejestrze nie zmieniłyby się, mimo że zastosowano impuls zegarowy.
  • Jeśli rejestr działa z równoległym obciążeniem i przesuwa dane w prawo iw lewo, to działa jako uniwersalny rejestr przesuwny.

Projekt uniwersalnego rejestru zmiany

Projekt 4-bitowego uniwersalnego rejestru przesuwnego z wykorzystaniem multipleksery i japonki pokazano poniżej.


Uniwersalny projekt rejestru zmiany

Uniwersalny projekt rejestru zmiany

  • S0 i S1 to wybrane piny, które służą do wyboru trybu pracy tego rejestru. Może to być praca z przesunięciem w lewo lub przesunięcie w prawo lub w trybie równoległym.
  • Pin-0 pierwszego 4 × 1 Mux jest podawany na styk wyjściowy pierwszego przerzutnika. Zwróć uwagę na połączenia, jak pokazano na rysunku.
  • Pin 1 pierwszego MUX 4X1 jest podłączony do wejścia szeregowego w celu przesunięcia w prawo. W tym trybie rejestr przesuwa dane w prawo.
  • Podobnie pin-2 4X1 MUX jest podłączony do wejścia szeregowego dla przesunięcia w lewo. W tym trybie uniwersalny rejestr przesuwny przesuwa dane w lewo.
  • M1 to równoległe dane wejściowe podane na styk 3 pierwszego MUX 4 × 1 w celu zapewnienia pracy w trybie równoległym i zapisania danych w rejestrze.
  • Podobnie pozostałe pojedyncze równoległe bity danych wejściowych są podawane na styk 3 powiązanego 4X1MUX, aby zapewnić równoległe ładowanie.
  • F1, F2, F3 i F4 to równoległe wyjścia przerzutników, które są powiązane z MUX 4 × 1.

Universal Shift Register Working

  • Z powyższego rysunku wybrano kołki tryb pracy uniwersalnego rejestru przesuwnego. Wejście szeregowe przesuwa dane w prawo i w lewo i przechowuje dane w rejestrze.
  • Przezroczysty pin i pin CLK są podłączone do przerzutnika.
  • M0, M1, M2, M3 to wejścia równoległe, podczas gdy F0, F1, F2, F3 to równoległe wyjścia przerzutników
  • Gdy pin wejściowy jest aktywny HIGH, wówczas uniwersalny rejestr przesuwny ładuje / pobiera dane równolegle. W tym przypadku pin wejściowy jest bezpośrednio podłączony do 4 × 1 MUX
  • Gdy pin wejściowy (tryb) jest aktywny w stanie LOW, to uniwersalny rejestr przesuwny przesuwa dane. W tym przypadku pin wejściowy jest podłączony do 4 × 1 MUX przez bramkę NOT.
  • Gdy pin wejściowy (tryb) jest podłączony do GND (masy), wówczas uniwersalny rejestr przesuwny działa jako dwukierunkowy rejestr przesuwny.
  • Aby wykonać operację zmiany biegów w prawo, pin wejściowy jest podawany do pierwszej bramki AND pierwszego przerzutnika przez wejście szeregowe dla gówna w prawo.
  • Aby wykonać operację przesunięcia w lewo, pin wejściowy jest podawany do 8 bramki AND ostatniego przerzutnika przez wejście M.
  • Jeśli wybrane piny S0 = 0 i S1 = 0, to ten rejestr nie działa w żadnym trybie. Oznacza to, że będzie w stanie zablokowanym lub bez zmian, nawet jeśli zastosowane są impulsy zegara.
  • Jeśli wybrane piny S0 = 0 i S1 = 1, to ten rejestr przesyła lub przesuwa dane w lewo i przechowuje dane.
  • Jeśli wybrane piny S0 = 1 i S1 = 0, to ten rejestr przesuwa dane w prawo, a tym samym wykonuje operację przesunięcia w prawo.
  • Jeśli wybrane piny S0 = 1 i S1 = 1, to rejestr ten ładuje dane równolegle. Dlatego wykonuje równoległą operację ładowania i przechowuje dane.

S0

S1

Tryb działania

0

0Stan zablokowany (bez zmian)

0

1Shift-Left
10

Shift-Right

11

Ładowanie równoległe

Z powyższej tabeli możemy zauważyć, że rejestr ten działa we wszystkich trybach z wejściami szeregowymi / równoległymi z wykorzystaniem multiplekserów 4 × 1 i przerzutników.

Zalety

Plik zalety uniwersalnego rejestru przesuwnego obejmują następujące elementy.

  • Ten rejestr może wykonywać 3 operacje, takie jak przesunięcie w lewo, przesunięcie w prawo i ładowanie równoległe.
  • Przechowuje dane tymczasowo w rejestrze.
  • Może wykonywać operacje szeregowe na równoległe, równoległe do szeregowych, równoległe do równoległych i szeregowe na szeregowe.
  • Może wykonywać operacje wejścia-wyjścia zarówno w trybie szeregowym, jak i równoległym.
  • Połączenie jednokierunkowego rejestru przesuwnego i dwukierunkowego rejestru przesuwnego daje uniwersalny rejestr przesuwny.
  • Rejestr ten działa jako interfejs między jednym urządzeniem a innym w celu przesyłania danych.

Aplikacje

Plik zastosowania uniwersalnego rejestru przesuwnego obejmują następujące elementy.

  • Wykorzystane w mikrokontrolery do rozbudowy we / wy
  • Używany jako konwerter portu szeregowego na szeregowy
  • Używany jako konwerter danych równolegle do równoległych
  • Używany jako konwerter danych szeregowo-równoległy.
  • Używany w szeregowym przesyłaniu danych
  • Używany przy równoległym przesyłaniu danych.
  • Używany jako element pamięci w elektronice cyfrowej, takiej jak komputery.
  • Używany w aplikacjach z opóźnieniem czasowym
  • Używane jako liczniki częstotliwości, liczniki binarne i zegary cyfrowe
  • Używany w aplikacjach do manipulacji danymi.

A zatem chodzi o to, co uniwersalne rejestr przesuwny - definicja , diagram, projekt, działanie, zalety i wady. Dostępne są różne rodzaje 4-bitowych rejestrów w postaci IC 74291, IC 74395 i wielu innych. Oto pytanie do Ciebie: „Jak działa dwukierunkowy uniwersalny rejestr przesuwny?”