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
- 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
- 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 | 0 | Stan zablokowany (bez zmian) |
0 | 1 | Shift-Left |
1 | 0 | Shift-Right |
1 | 1 | 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?”