Čo je posuvný register SIPO: obvod, práca, tabuľka pravdy a jej aplikácie

Vyskúšajte Náš Nástroj Na Odstránenie Problémov





Vo všeobecnosti možno register definovať ako zariadenie používané na ukladanie binárnych dát, ale ak chcete uložiť viac dátových bitov, použije sa sada klopných obvodov, ktoré sú zapojené do série. Dáta, ktoré sú uložené v registroch, je možné posúvať pomocou posuvných registrov na pravej alebo ľavej strane poskytovaním impulzov CLK. Posunový register je skupina žabky slúži na uloženie viacerých bitov dát. Podobne je možné vytvoriť posuvný register s n bitmi jednoduchým pripojením n klopných obvodov všade tam, kde každý klopný obvod jednoducho ukladá jeden dátový bit. Akonáhle register posunie bity na pravú stranu, je to pravý posuvný register, zatiaľ čo ak sa posunie na ľavú stranu, potom je známy ako ľavý posuvný register. Tento článok pojednáva o prehľade jedného z typov posuvného registra, konkrétne sériového posuvného registra s paralelným výstupom alebo Posuvný register SIPO .


Čo je to zmenový register SIPO?

Posuvný register, ktorý umožňuje paralelný výstup sériového vstupu, je známy ako posuvný register SIPO. V registri SIPO pojem SIPO znamená sériový vstup paralelný výstup. V tomto type posuvného registra sú vstupné dáta dané bit po bite sériovo. Pre každý hodinový impulz môžu byť vstupné dáta na všetkých FF posunuté o jednu pozíciu. O/p na každom klopnom obvode možno prijímať paralelne.



Schéma obvodu

The Schéma zapojenia posuvného registra SISO je znázornené nižšie. Tento obvod môže byť zostavený so 4 D klopnými obvodmi, ktoré sú zapojené tak, ako je znázornené na schéme, kde signál CLR je dodávaný dodatočne k signálu CLK všetkým FF na ich RESET. Vo vyššie uvedenom obvode je prvý výstup FF priradený k druhému vstupu FFs. Všetky tieto štyri klopné obvody D sú navzájom zapojené sériovo, pretože do každého klopného obvodu je daný rovnaký signál CLK.

  Schéma posuvného registra SIPO
Schéma posuvného registra SIPO

Fungovanie zmenového registra SIPO

Fungovanie posuvného registra SIPO je; že berie sériový dátový vstup z prvého klopného obvodu na ľavej strane a generuje paralelný dátový výstup. 4-bitový obvod posuvného registra SIPO je zobrazený nižšie. Činnosť tohto posuvného registra je taká, že najskôr sa musia RESETOVAŤ všetky klopné obvody z obvodu od FF1 do FF4, takže všetky výstupy FF ako QA až QD budú na úrovni logickej nuly, takže neexistuje žiadny paralelný výstup dát.



Konštrukcia posuvného registra SIPO je znázornená vyššie. V diagrame je prvý výstup klopného obvodu „QA“ pripojený k druhému vstupu klopného obvodu „DB“. Druhý výstup klopných obvodov „QB“ je pripojený k tretiemu vstupu klopných obvodov DC a tretí výstup klopných obvodov „QC“ je pripojený k štvrtému vstupu klopných obvodov „DD. Tu sú QA, QB, QC a QD dátové výstupy.

Na začiatku bude celý výstup nulový, takže bez impulzu CLK; všetky údaje budú nulové. Zoberme si príklad 4-bitového vstupu dát, ako je 1101. Ak použijeme prvý hodinový impulz „1“ na prvý klopný obvod, údaje, ktoré sa majú vložiť do FF a QA, sa stanú „1“ a všetky výstupy zostanú ako QB , QC a QD budú nulové. Takže prvý výstup údajov je „1000“

Ak použijeme druhý hodinový impulz ako „0“ na prvý klopný obvod, potom sa QA zmení na „0“, QB na „0“, QC na „0“ a QD na „0“. Takže druhý výstup údajov bude „0100“ v dôsledku procesu posunu doprava.

Ak použijeme tretí hodinový impulz ako „1“ na prvý klopný obvod, potom sa QA zmení na „1“, QB na „0“, QC na „1“ a QD na „0“. Takže tretí výstup údajov bude „1011“ v dôsledku procesu posunu doprava.
Ak použijeme štvrtý hodinový impulz ako „1“ na prvý klopný obvod, potom sa QA zmení na „1“, QB sa zmení na „1“, QC sa zmení na „0“ a QD sa zmení na „1“. Takže tretí výstup údajov bude „1101“ v dôsledku procesu posunu doprava.

Tabuľka pravdivosti registra posunu SIPO

Pravdivostná tabuľka posuvného registra SIPO je uvedená nižšie.

  Tabuľka pravdivosti registra posunu SIPO
Tabuľka pravdivosti registra posunu SIPO

Časový diagram

The časový diagram posuvného registra SIPO je znázornené nižšie.

  Časový diagram
Časový diagram

Tu používame signál CLK i/p s kladnou hranou. V prvom hodinovom impulze sa vstupné dáta stanú QA = „1“ a všetky ostatné hodnoty ako QB, QC a QD sa stanú „0“. Takže výstup bude „1000“. V druhom hodinovom impulze sa výstup zmení na „0101“. Pri treťom hodinovom impulze sa výstup zmení na „1010“ a pri štvrtom hodinovom impulze sa výstup zmení na „1101“.

Verilog kód SIPO Shift Register

Kód Verilog pre posuvný register SIPO je uvedený nižšie.

modul sipomod(clk,clear, si, po);
vstup clk, si,clear;
výstup [3:0] po;
reg [3:0] tmp;
reg [3:0] po;
vždy @(posedge clk)
začať
ak (jasné)
tmp <= 4'b0000;
inak
tmp <= tmp << 1;
tmp[0] <= áno;
po = tmp;
koniec
koncový modul

74HC595 IC SIPO Obvod posuvného registra a jeho fungovanie

74HC595 IC je 8-bitový sériový posuvný register s paralelným výstupom, takže využíva vstupy sériovo a poskytuje paralelné výstupy. Tento IC obsahuje 16 kolíkov a je dostupný v rôznych balíkoch ako SOIC, DIP, TSSOP a SSOP.

Konfigurácia kolíkov 74HC595 je uvedená nižšie, pričom každý kolík je popísaný nižšie.

Piny 1 až 7 a 15 (QB až QH & QA): Toto sú o/p kolíky, ktoré sa používajú na pripojenie výstupných zariadení, ako sú 7-segmentové displeje a LED diódy.

Pin8 (GND): Tento GND kolík je jednoducho pripojený k GND kolíku napájacieho zdroja mikrokontroléra.

Pin9 (QH): Tento kolík sa používa na pripojenie ku kolíku SER iného integrovaného obvodu a poskytuje rovnaký signál CLK obom integrovaným obvodom, takže fungujú ako jeden integrovaný obvod vrátane 16 výstupov.

Pin 16 (Vcc): Tento kolík sa používa na pripojenie k mikrokontroléru inak napájanie, pretože ide o 5V logickú úroveň IC.

Pin 14 (BE): Je to sériový i/p Pin, kde sa údaje sériovo zadávajú cez tento pin.

Pin11 (SRCLK): Je to kolík CLK posuvného registra, ktorý funguje ako CLK pre posuvný register, pretože signál CLK je daný cez tento kolík.

Pin12 (RCLK): Je to pin Register CLK, ktorý sa používa na sledovanie o / ps na zariadeniach, ktoré sú pripojené k týmto integrovaným obvodom.

Pin10 (SRCLR): Je to kolík posuvného registra CLR. Tento kolík sa používa hlavne vtedy, keď potrebujeme vyčistiť úložisko registra.

Pin13 (OE): Je to O/p Enable Pin. Akonáhle je tento kolík nastavený na HIGH, potom sa posuvný register nastaví na podmienku vysokej impedancie a o/ps sa neprenášajú. Ak nastavíme tento kolík na nízku hodnotu, môžeme získať o/ps.

74HC595 IC  Funguje

Schéma zapojenia 74HC595 IC na ovládanie LED je uvedená nižšie. 3 kolíky posuvného registra je potrebné pripojiť k Arduinu ako kolíky 11, 12 a 14. Všetkých osem LED sa jednoducho pripojí k tomuto integrovanému obvodu posuvného registra.

Požadované komponenty na návrh tohto obvodu zahŕňajú hlavne 74HC595 Shift Register IC, Arduino UNO, 5V napájací zdroj, Breadboard, 8 LED, 1KΩ rezistory – 8 a prepojovacie vodiče.

  Schéma obvodu IC posuvného registra 74HC595
Schéma obvodu IC posuvného registra 74HC595

Po prvé, sériový i/p kolík posuvného registra sa musí pripojiť k kolíku 4 Arduino Uno. Potom pripojte kolíky CLK a západky, ako sú kolíky 11 a 12 IC, ku kolíkom 5 a 6 Arduino Uno. LED diódy sú pripojené pomocou odporov obmedzujúcich prúd 1KΩ k 8-o/p kolíkom integrovaného obvodu. Samostatný 5V napájací zdroj sa používa pre 74HC595 IC so spoločným GND pre Arduino pred napájaním 5V z Arduina.

kód

Jednoduchý kód na aktiváciu 8 LED diód ON v sérii je zobrazený nižšie.

int latchPin = 5;
int clkPin = 6;
int dataPin = 4;
byte LED = 0;
void setup()
{
Serial.begin(9600);
pinMode(latchPin, OUTPUT);
pinMode(dataPin, OUTPUT);
pinMode(clkPin, OUTPUT);
}
void loop()
{
int i=0;
LED = 0;
shiftLED();
oneskorenie(500);
pre (i = 0; i < 8; i++)
{
bitSet(LED, i);
Serial.println(LED);
shiftLED();
oneskorenie(500);
}
}
void shiftLED()
{
digitalWrite(latchPin, LOW);
shiftOut(dataPin, clkPin, MSBFIRST, LED);
digitalWrite(latchPin, HIGH);
}

Fungovanie tohto obvodu posuvného registra je, že najskôr bude vypnutých všetkých 8 LED, pretože LED premenná bajtu je nastavená na nulu. Teraz je každý bit nastavený na 1 pomocou funkcie „bitSet“ a posunutý pomocou funkcie „shiftOut“. Podobne sa rozsvieti každá LED v rovnakej sérii. Ak chcete vypnúť LED, môžete použiť funkciu „bitClear“.

74HC595 Shift Register IC sa používa v rôznych aplikáciách, ako sú servery, LED ovládanie, priemyselné riadenie, elektronické zariadenia, sieťové prepínače atď.

Aplikácie

The aplikácie posuvného registra sériového vstupu a paralelného výstupu je znázornené nižšie.

  • Vo všeobecnosti sa posuvný register používa na ukladanie dočasných údajov, ktoré sa používajú ako ring & Johnson Počítadlo prsteňov .
  • Používajú sa na prenos údajov a manipuláciu.
  • Tieto klopné obvody sa používajú hlavne v komunikačných linkách všade tam, kde je potrebné demultiplexovanie dátovej linky na početné paralelné linky, pretože tento posuvný register sa používa na zmenu dát zo sériového na paralelné.
  • Používajú sa na šifrovanie a dešifrovanie údajov.
  • Tento posuvný register sa používa v rámci CDMA na generovanie kódu PN alebo poradového čísla pseudošumu.
  • Môžeme ich použiť na sledovanie našich údajov!
  • Posuvný register SIPO sa používa v rôznych digitálnych aplikáciách na konverziu dát.
  • Niekedy je tento typ posuvného registra jednoducho pripojený k mikroprocesoru, keď sú potrebné ďalšie kolíky GPIO.
  • Praktickou aplikáciou tohto posuvného registra SIPO je odovzdanie výstupných údajov mikroprocesora do indikátora vzdialeného panela.

Toto je prehľad SIPO posuvný register – obvod, pracovný, pravdivostná tabuľka a časový diagram s aplikáciami. Najčastejšie používané komponenty posuvného registra SIPO sú 74HC595, 74LS164, 74HC164/74164, SN74ALS164A, SN74AHC594, SN74AHC595 a CD4094. Tieto registre sa používajú veľmi rýchlo, dáta sa dajú veľmi jednoducho konvertovať zo sériového na paralelné a jeho konštrukcia je jednoduchá. Tu je otázka na vás, čo je to posuvný register PISO.