Co je Universal Shift Register a jeho fungování

V digitální elektronice jsou posuvné registry sekvenční logické obvody, které mohou dočasně ukládat data a poskytují přenos dat do svého výstupního zařízení pro každý hodinový puls. Jsou schopny přenášet / přesouvat data směrem doprava nebo doleva v sériovém a paralelním režimu. Na základě režimu operací vstupu / výstupu lze posuvné registry použít jako posuvný registr sériově paralelně, sériově sériově posuvný registr , posuvný registr paralelně-paralelně-ven, posuvný registr paralelně-paralelně-ven. Na základě posunu dat existují univerzální posuvné registry a obousměrné posuvné registry. Zde je kompletní popis univerzálního posuvného registru.

Co je univerzální posuvný registr?

Definice: Registr, který může ukládat data a / posouvá data směrem doprava a doleva spolu se schopností paralelního načítání, se označuje jako univerzální posuvný registr. Lze jej použít k provádění operací vstupu / výstupu v sériovém i paralelním režimu. Jednosměrný posun registry a obousměrné posuvné registry jsou kombinovány dohromady, aby se získal design univerzálního posuvného registru. Je také známý jako posuvný registr paralelně-paralelně-ven nebo posuvný registr s paralelním zatížením.

Univerzální posuvné registry jsou schopné provádět 3 operace, jak je uvedeno níže.

• Provoz paralelního zatížení - ukládá data paralelně i data paralelně
• Ovládání vlevo - ukládá data a přenáší data v sériové cestě posunující se doleva
• Ovládání doprava - ukládá data a přenáší data posunem směrem doprava v sériové cestě.

Univerzální posuvné registry tedy mohou provádět operace vstupu / výstupu jak se sériovým, tak s paralelním zatížením.

Univerzální posuvný registr

Níže je zobrazen 4bitový diagram univerzálního posuvného registru.

Univerzální posuvný registr

• Sériový vstup pro ovládání posunu doprava umožňuje přenos dat doprava a všechny sériové vstupní a výstupní linky jsou připojeny k režimu posunu doprava. Vstup je dán bráně AND 1 klopného obvodu -1, jak je znázorněno na obrázku, přes sériový vstupní kolík.
• Sériový vstup pro shift-left umožňuje přenos dat směrem doleva a všechny sériové vstupní a výstupní linky jsou připojeny k režimu shift-left.
• Při paralelním přenosu dat jsou všechny paralelní vstupy a výstupy spojeny s paralelním zatížením.
• Vymazat kolík vymaže registr a nastaví se na 0.
• Pin CLK poskytuje hodinové impulsy pro synchronizaci všech operací.
• V řídicím stavu by se informace nebo data v registru nezměnily, i když je aplikován hodinový puls.
• Pokud registr pracuje s paralelním zatížením a posouvá data doprava a doleva, funguje jako univerzální posuvný registr.

Návrh univerzálního posuvného registru

Návrh 4bitového univerzálního posuvného registru pomocí multiplexery a žabky je zobrazen níže.

Design univerzálního posuvného registru

• S0 a S1 jsou vybrané piny, které se používají k výběru provozního režimu tohoto registru. Může to být režim řazení vlevo nebo řazení vpravo nebo paralelní režim.
• Pin-0 prvního 4 × 1 Mux je přiváděn na výstupní pin prvního klopného obvodu. Sledujte připojení, jak je znázorněno na obrázku.
• Pin-1 prvního 4X1 MUX je připojen k sériovému vstupu pro posun doprava. V tomto režimu registr posune data doprava.
• Podobně je pin-2 4X1 MUX připojen k sériovému vstupu pro shift-left. V tomto režimu posune univerzální posuvný registr data doleva.
• M1 jsou data paralelního vstupu daná kolíku 3 prvního 4 × 1 MUX pro zajištění provozu v paralelním režimu a ukládání dat do registru.
• Podobně jsou zbývající jednotlivé paralelní vstupní datové bity dány kolíku 3 souvisejícího 4X1MUX pro zajištění paralelního načítání.
• F1, F2, F3 a F4 jsou paralelní výstupy klopných obvodů, které jsou spojeny s MUX 4 × 1.

Univerzální posuvný registr funguje

• Na výše uvedeném obrázku je vybrán režim provozu univerzálního posuvného registru. Sériový vstup posune data směrem doprava a doleva a uloží data do registru.
• Clear flip a CLK pin jsou připojeny k klopnému obvodu.
• M0, M1, M2, M3 jsou paralelní vstupy, zatímco F0, F1, F2, F3 jsou paralelní výstupy klopných obvodů
• Když je vstupní pin aktivní HIGH, pak univerzální posuvný registr načítá / načítá data paralelně. V tomto případě je vstupní pin přímo připojen k 4 × 1 MUX
• Když je vstupní kolík (režim) aktivní NÍZKÝ, posune univerzální posuvný registr data. V tomto případě je vstupní pin připojen k 4 × 1 MUX přes bránu NOT.
• Když je vstupní kolík (režim) připojen k GND (zem), pak univerzální posuvný registr funguje jako obousměrný posuvný registr.
• Chcete-li provést operaci posunu doprava, je vstupní pin přiváděn k 1. bráně AND 1. klopného obvodu pomocí sériového vstupu pro hovno vpravo.
• Chcete-li provést operaci posunu doleva, je vstupní pin přiváděn do 8. brány posledního klopného obvodu přes vstup M.
• Pokud vybrané piny S0 = 0 a S1 = 0, pak tento registr nefunguje v žádném režimu. To znamená, že bude v uzamčeném stavu nebo bez změny stavu, přestože jsou aplikovány hodinové impulsy.
• Pokud vybrané piny S0 = 0 a S1 = 1, pak tento registr přenáší nebo přesouvá data doleva a ukládá data.
• Pokud vybrané piny S0 = 1 a S1 = 0, pak tento registr posune data doprava, a proto provede operaci posunu doprava.
• Pokud vybrané piny S0 = 1 a S1 = 1, pak tento registr načte data paralelně. Proto provádí operaci paralelního načítání a ukládá data.

Z výše uvedené tabulky můžeme pozorovat, že tento registr pracuje ve všech režimech se sériovými / paralelními vstupy pomocí multiplexorů a klopných obvodů 4 × 1.

Výhody

The výhody univerzálního posuvného registru zahrnout následující.

• Tento registr může provádět 3 operace, jako je posun vlevo, vpravo posun a paralelní načítání.
• Ukládá data dočasně do registru.
• Může provádět sériové paralelní, paralelní sériové, paralelní paralelní a sériové sériové operace.
• Může provádět operace vstupu a výstupu v obou režimech, sériových i paralelních.
• Kombinace jednosměrného posuvného registru a obousměrného posuvného registru dává univerzální posuvný registr.
• Tento registr slouží jako rozhraní mezi jedním zařízením k jinému zařízení k přenosu dat.

Aplikace

The aplikace univerzálního posuvného registru zahrnout následující.

• Použito v mikrořadiče pro rozšíření I / O
• Používá se jako převodník mezi sériovými čísly
• Používá se jako převodník dat paralelně-paralelně
• Používá se jako převodník dat ze sériového na paralelní.
• Používá se při sériovém přenosu dat
• Používá se při paralelním přenosu dat.
• Používá se jako paměťový prvek v digitální elektronice, jako jsou počítače.
• Používá se v aplikacích s časovým zpožděním
• Používá se jako čítače frekvence, binární čítače a digitální hodiny
• Používá se v aplikacích pro manipulaci s daty.

Jedná se tedy o univerzální posuvný registr - definice , schéma, design, fungování, výhody a nevýhody. K dispozici jsou různé druhy 4bitových registrů v podobě IC 74291, IC 74395 a mnoha dalších. Zde je otázka pro vás: „Jak funguje obousměrný univerzální posuvný registr?“