Co je posuvný registr SIPO: obvod, pracovní, pravdivostní tabulka a její aplikace

Vyzkoušejte Náš Nástroj Pro Odstranění Problémů





Obecně lze registr definovat jako zařízení používané k ukládání binárních dat, ale pokud chcete uložit více datových bitů, použije se sada klopných obvodů, které jsou zapojeny do série. Data, která jsou uložena v registrech, lze posouvat pomocí posuvných registrů na pravé nebo levé straně poskytováním pulzů CLK. Posunový rejstřík je skupina žabky slouží k uložení více bitů dat. Podobně lze vytvořit posuvný registr s n bity jednoduchým připojením n klopných obvodů všude tam, kde každý klopný obvod jednoduše ukládá jeden datový bit. Jakmile registr posune bity na pravou stranu, jedná se o pravý posuvný registr, zatímco pokud se posune na levou stranu, pak se nazývá levý posuvný registr. Tento článek pojednává o přehledu jednoho z typů posuvného registru, a to sériově paralelně výstupního posuvného registru nebo Posuvný registr SIPO .


Co je posuvný registr SIPO?

Posuvný registr, který umožňuje paralelní výstup sériového vstupu, je známý jako posuvný registr SIPO. V registru SIPO termín SIPO znamená sériový vstup paralelní výstup. V tomto typu posuvného registru jsou vstupní data dávána bit po bitu sériově. Pro každý hodinový impuls lze vstupní data na všech FF posunout o jednu pozici. O/p na každém klopném obvodu lze přijímat paralelně.



Kruhový diagram

The Schéma zapojení posuvného registru SISO je zobrazen níže. Tento obvod může být sestaven se 4D klopnými obvody, které jsou zapojeny tak, jak je znázorněno na schématu, kde je signál CLR dán dodatečně k signálu CLK všem FF nebo je RESETOVAT. Ve výše uvedeném obvodu je první výstup FF přiveden na druhý vstup FFs. Všechny tyto čtyři klopné obvody D jsou vzájemně propojeny sériově, protože do každého klopného obvodu je dán stejný signál CLK.

  Schéma posuvného registru SIPO
Schéma posuvného registru SIPO

Práce směnového registru SIPO

Funkce posuvného registru SIPO je; že přebírá sériový datový vstup z prvního klopného obvodu na levé straně a generuje paralelní datový výstup. 4bitový obvod posuvného registru SIPO je zobrazen níže. Činnost tohoto posuvného registru je taková, že se nejprve musí RESETOVAT všechny klopné obvody z obvodu od FF1 do FF4, aby všechny výstupy FF jako QA až QD byly na úrovni logické nuly, takže nedochází k paralelnímu výstupu dat.



Konstrukce posuvného registru SIPO je znázorněna výše. V diagramu je první výstup klopného obvodu „QA“ připojen ke vstupu druhého klopného obvodu „DB“. Druhý výstup klopných obvodů „QB“ je připojen ke třetímu vstupu klopných obvodů DC a třetí výstup klopných obvodů „QC“ je připojen ke čtvrtému vstupu klopných obvodů „DD. Zde jsou QA, QB, QC a QD datové výstupy.

Zpočátku bude celý výstup nulový, takže bez pulzu CLK; všechna data budou nulová. Vezměme si příklad 4bitového vstupu dat, jako je 1101. Pokud použijeme první hodinový impuls „1“ na první klopný obvod, data, která mají být vložena do FF a QA, se stanou „1“ a všechny výstupy zůstanou jako QB , QC a QD budou nulové. Takže první datový výstup je „1000“

Pokud použijeme druhý hodinový impuls jako „0“ na první klopný obvod, pak se QA změní na „0“, QB na „0“, QC na „0“ a QD na „0“. Takže druhý výstup dat bude „0100“ kvůli procesu řazení doprava.

Pokud použijeme třetí hodinový impuls jako „1“ na první klopný obvod, pak se QA změní na „1“, QB na „0“, QC na „1“ a QD na „0“. Takže třetí datový výstup bude „1011“ kvůli procesu posunu doprava.
Pokud použijeme čtvrtý hodinový impuls jako „1“ na první klopný obvod, pak se QA změní na „1“, QB na „1“, QC na „0“ a QD na „1“. Takže třetí datový výstup bude „1101“ kvůli procesu posunu doprava.

Pravdivostní tabulka posunového registru SIPO

Pravdivostní tabulka posuvného registru SIPO je uvedena níže.

  Pravdivostní tabulka posunového registru SIPO
Pravdivostní tabulka posunového registru SIPO

Časový diagram

The časový diagram posuvného registru SIPO je zobrazen níže.

  Časový diagram
Časový diagram

Zde používáme i/p signál CLK s kladnou hranou. V prvním hodinovém impulsu se vstupní data stanou QA = „1“ a všechny ostatní hodnoty jako QB, QC a QD se stanou „0“. Takže výstup bude „1000“. Při druhém hodinovém impulsu se výstup změní na „0101“. Při třetím hodinovém pulzu bude výstup „1010“ a při čtvrtém hodinovém pulzu bude výstup „1101“.

Verilog kód posuvného registru SIPO

Kód Verilog pro posuvný registr SIPO je zobrazen níže.

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)
začít
pokud (jasný)
tmp <= 4'b0000;
jiný
tmp <= tmp << 1;
tmp[0] <= ano;
po = tmp;
konec
koncový modul

74HC595 IC SIPO Obvod posuvného registru a jeho funkce

74HC595 IC je 8bitový sériový posuvný registr s paralelním výstupem, takže používá vstupy sériově a poskytuje paralelní výstupy. Tento IC obsahuje 16 pinů a je k dispozici v různých balíčcích jako SOIC, DIP, TSSOP a SSOP.

Konfigurace kolíků 74HC595 je uvedena níže, kde jsou jednotlivé kolíky popsány níže.

Piny 1 až 7 a 15 (QB až QH & QA): Jedná se o o/p piny, které se používají k připojení výstupních zařízení, jako jsou 7segmentové displeje a LED.

Pin8 (GND): Tento kolík GND se jednoduše připojí ke kolíku GND napájecího zdroje mikrokontroléru.

Pin9 (QH): Tento kolík se používá k připojení k kolíku SER jiného IC a dává stejný signál CLK oběma IC, takže fungují jako jeden IC včetně 16 výstupů.

Pin16 (Vcc): Tento pin se používá pro připojení k mikrokontroléru jinak napájení, protože se jedná o 5V logickou úroveň IC.

Pin14 (BE): Je to sériový i/p Pin, kde jsou data sériově zadávána skrz tento pin.

Pin11 (SRCLK): Je to pin posuvného registru CLK, který funguje jako CLK pro posuvný registr, protože signál CLK je dán skrz tento pin.

Pin12 (RCLK): Je to pin Register CLK, který se používá k pozorování o/ps na zařízeních, která jsou k těmto integrovaným obvodům připojena.

Pin10 (SRCLR): Je to kolík posuvného registru CLR. Tento pin se používá hlavně, když potřebujeme vyčistit úložiště registru.

Pin13 (OE): Je to O/p Enable Pin. Jakmile je tento kolík nastaven na HIGH, pak je posuvný registr nastaven na podmínku vysoké impedance a o/ps nejsou přenášeny. Pokud nastavíme tento pin na nízkou hodnotu, můžeme získat o/ps.

74HC595 IC  Fungující

Schéma zapojení 74HC595 IC pro ovládání LED je uvedeno níže. 3 piny posuvného registru je potřeba připojit k Arduinu jako piny 11, 12 a 14. Všech osm LED bude jednoduše připojeno k tomuto IC posuvného registru.

Mezi požadované komponenty pro návrh tohoto obvodu patří především IC 74HC595 Shift Register, Arduino UNO, 5V napájecí zdroj, Breadboard, 8 LED, 1KΩ rezistory – 8 a propojovací vodiče.

  Schéma obvodu posuvného registru IC 74HC595
Schéma obvodu posuvného registru IC 74HC595

Nejprve se musí sériový i/p pin posuvného registru připojit k pinu-4 Arduino Uno. Poté připojte oba piny CLK a západky, jako jsou piny 11 a 12 IC, ke kolíkům 5 a 6 Arduino Uno. LED diody jsou připojeny pomocí odporů omezujících proud 1KΩ k 8-o/p kolíkům integrovaného obvodu. Samostatný 5V zdroj se používá pro 74HC595 IC se společnou GND pro Arduino před napájením 5V z Arduina.

Kód

Jednoduchý kód pro aktivaci 8 LED diod ON v sérii je uveden níže.

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();
zpoždění(500);
pro (i = 0; i < 8; i++)
{
bitSet(LED, i);
Serial.println(LED);
shiftLED();
zpoždění(500);
}
}
void shiftLED()
{
digitalWrite(latchPin, LOW);
shiftOut(dataPin, clkPin, MSBFIRST, LED);
digitalWrite(latchPin, HIGH);
}

Funkce tohoto obvodu posuvného registru je taková, že nejprve všech 8 LED zhasne, protože bajtová proměnná LED je nastavena na nulu. Nyní je každý bit nastaven na 1 pomocí funkce „bitSet“ a je posunut pomocí funkce „shiftOut“. Podobně se rozsvítí každá LED ve stejné sérii. Pokud chcete LED vypnout, můžete využít funkci „bitClear“.

74HC595 Shift Register IC se používá v různých aplikacích, jako jsou servery, řízení LED, průmyslové řízení, elektronická zařízení, síťové přepínače atd.

Aplikace

The aplikace posuvného registru sériového vstupu paralelního výstupu je zobrazen níže.

  • Obecně se posuvný registr používá pro ukládání dočasných dat, používá se jako ring & Johnson Počítadlo prstenů .
  • Používají se pro přenos dat a manipulaci.
  • Tyto klopné obvody se používají hlavně v komunikačních linkách všude tam, kde je nutné demultiplexování datové linky do mnoha paralelních linek, protože tento posuvný registr se používá ke změně dat ze sériového na paralelní.
  • Používají se pro šifrování a dešifrování dat.
  • Tento posuvný registr se používá v rámci CDMA pro generování PN kódu nebo pseudonoise sekvenčního čísla.
  • Můžeme je použít ke sledování našich dat!
  • Posuvný registr SIPO se používá v různých digitálních aplikacích pro konverzi dat.
  • Někdy je tento typ posuvného registru jednoduše připojen k mikroprocesoru, jakmile je zapotřebí více pinů GPIO.
  • Praktickou aplikací tohoto posuvného registru SIPO je předávání výstupních dat mikroprocesoru indikátoru vzdáleného panelu.

Toto je tedy přehled SIPO posuvný registr – obvod, pracovní, pravdivostní tabulka a časový diagram s aplikacemi. Nejčastěji používané komponenty posuvného registru SIPO jsou 74HC595, 74LS164, 74HC164/74164, SN74ALS164A, SN74AHC594, SN74AHC595 a CD4094. Tyto registry se velmi rychle používají, data lze velmi snadno převádět ze sériového na paralelní a jeho konstrukce je jednoduchá. Zde je pro vás otázka, co je posuvný registr PISO.