Általában egy regiszter definiálható a bináris adatok tárolására használt eszközként, de ha több adatbitet szeretne tárolni, akkor a Flip-flopok sorozatát használják, amelyek sorba vannak kapcsolva. A regiszterekben tárolt adatok a jobb vagy a bal oldali shift regiszterek használatával CLK impulzusok biztosításával eltolhatók. Shift Register csoportja papucs több bit adat tárolására szolgál. Hasonlóképpen n-bites eltolási regisztert lehet létrehozni n flip-flop egyszerű csatlakoztatásával, ahol minden flip-flop egyszerűen egyetlen adatbitet tárol. Ha a regiszter a biteket a jobb oldalra tolja, akkor ez a jobb oldali eltolási regiszter, míg ha balra tolódik, akkor bal oldali eltolási regiszternek nevezik. Ez a cikk az eltolási regiszterek egyik típusának áttekintését tárgyalja, nevezetesen a soros párhuzamos eltolási regisztert vagy SIPO műszakregiszter .
Mi az a SIPO műszaknyilvántartás?
A soros bemeneti párhuzamos kimenetet lehetővé tevő shift regiszter SIPO shift regiszter néven ismert. A SIPO regiszterben a SIPO kifejezés soros bemeneti párhuzamos kimenetet jelent. Az ilyen típusú eltolási regiszterben a bemeneti adatokat bitenként, sorosan adják meg. Minden órajel impulzus esetén az összes FF bemeneti adata egyetlen pozícióval eltolható. Az o/p minden flip-flopnál párhuzamosan fogható.
Kördiagramm
Az SISO műszakregiszter kapcsolási rajza alább látható. Ez az áramkör megépíthető 4 D flip-floppal, amelyek az ábrán látható módon vannak bekötve, ahol a CLR jel a CLK jel mellett az összes FF-hez kerül, vagy RESET. A fenti áramkörben az első FF kimenetet a második FFs bemenet kapja. Mind ez a négy D flip-flop sorosan kapcsolódik egymáshoz, mert ugyanazt a CLK jelet kapja minden flip-flop.
A SIPO műszaknyilvántartás működése
A SIPO műszakregiszter működése: hogy a soros adatbevitelt a bal oldal első flip-flopjából veszi és párhuzamos adatkimenetet generál. Az alábbiakban látható a 4 bites SIPO eltolási regiszter áramkör. Ennek az eltolási regiszternek a működése az, hogy először az FF1-től FF4-ig tartó áramkör összes flip-flopját RESET-be kell állítani, hogy az FF-ek, például a QA-tól a QD-ig minden kimenete logikai nulla szinten legyen, így nincs párhuzamos adatkimenet.
A SIPO műszakregiszter felépítése fent látható. Az ábrán az első „QA” flip-flop kimenet a „DB” második flip-flop bemenethez csatlakozik. A második „QB” flip-flop kimenet a harmadik flip-flip-kimenet DC bemenetéhez, a harmadik „QC” flip-flip-kimenet pedig a negyedik „DD” flip-flop-bemenethez csatlakozik. Itt a QA, QB, QC és QD adatkimenetek.
Kezdetben az összes kimenet nullává válik, így CLK impulzus nélkül; minden adat nulla lesz. Vegyünk egy 4 bites adatbeviteli példát, például az 1101-et. Ha az első „1” órajel impulzust alkalmazzuk az első flip-flopra, akkor az FF-be és a QA-ba beírandó adat „1” lesz, és megmarad az összes kimenet, mint például a QB. , a QC és a QD nullává válik. Tehát az első adatkimenet „1000”
Ha a második órajel impulzust „0”-ként alkalmazzuk az első flip-flopra, akkor a QA „0”, a QB „0”, a QC „0” és a QD „0” lesz. Így a második adatkimenet „0100” lesz a jobbra váltás folyamata miatt.
Ha a harmadik órajel impulzust „1”-ként alkalmazzuk az első flip-flopra, akkor a QA „1”, a QB „0”, a QC „1” és a QD „0” lesz. Így a harmadik adatkimenet „1011” lesz a jobbra váltás folyamata miatt.
Ha a negyedik órajel impulzust „1”-ként alkalmazzuk az első flip-flopra, akkor a QA „1”, a QB „1”, a QC „0” és a QD „1” lesz. A harmadik adatkimenet tehát „1101” lesz a jobbra váltás folyamata miatt.
SIPO Shift Register Igazságtáblázat
Az alábbiakban látható a SIPO eltolási regiszter igazságtáblázata.
Időzítési diagram
Az a SIPO műszakregiszter idődiagramja alább látható.
Itt pozitív élű CLK i/p jelet használunk. Az első órajel impulzusában a bemeneti adatok QA = „1”, és minden más érték, mint például a QB, QC és QD „0” lesz. Tehát a kimenet „1000” lesz. A második órajel impulzusában a kimenet „0101” lesz. A harmadik órajel impulzusban a kimenet „1010”, a negyedik órajel impulzusa pedig „1101” lesz.
SIPO Shift Register Verilog Code
Az alábbiakban látható a SIPO műszakregiszter Verilog kódja.
modul sipomod(clk,clear, si, po);
input clk, si,clear;
kimenet [3:0] po;
reg [3:0] tmp;
reg [3:0] po;
mindig @(posedge clk)
kezdődik
ha (tiszta)
tmp <= 4’b0000;
más
tmp <= tmp << 1;
tmp[0] <= igen;
po = tmp;
vége
végmodul
74HC595 IC SIPO váltóregiszter áramkör és működése
A 74HC595 IC egy 8 bites soros párhuzamos kimeneti regiszter, tehát sorosan használja a bemeneteket és párhuzamos kimeneteket biztosít. Ez az IC 16 érintkezőt tartalmaz, és különféle csomagokban kapható, például SOIC, DIP, TSSOP és SSOP.
A 74HC595 tűkonfigurációja alább látható, ahol az egyes érintkezőket az alábbiakban tárgyaljuk.
1-től 7-ig és 15-ig (QB – QH & QA): Ezek az o/p érintkezők, amelyek kimeneti eszközök, például 7 szegmenses kijelzők és LED-ek csatlakoztatására szolgálnak.
Pin8 (GND): Ez a GND érintkező egyszerűen csatlakoztatható a tápegység vagy a mikrokontroller GND érintkezőjéhez.
Pin9 (QH): Ez a tű egy másik IC SER érintkezőjéhez való csatlakozásra szolgál, és ugyanazt a CLK jelet adja mindkét IC-nek, így azok úgy működnek, mint egy 16 kimenettel rendelkező egyetlen IC.
Pin16 (Vcc): Ez a tű a mikrokontrollerhez való csatlakozásra szolgál, egyébként tápegység, mivel ez egy 5 V-os logikai szintű IC.
Pin14 (BE): Ez a soros i/p PIN, ahol az adatok sorosan kerülnek bevitelre ezen a tűn keresztül.
11. tű (SRCLK): A Shift Register CLK tűje úgy működik, mint a CLK a Shift regiszternél, mivel a CLK jel az egész érintkezőn keresztül történik.
12. tű (RCLK): Ez a Register CLK tű, amely az o/ps megfigyelésére szolgál azokon az eszközökön, amelyek ezekhez az IC-khez csatlakoznak.
Pin10 (SRCLR): Ez a Shift Register CLR Pin. Ezt a tűt főleg akkor használjuk, ha törölnünk kell a regiszter tárhelyét.
Pin13 (OE): Ez az o/p engedélyezési PIN-kód. Ha ez a láb HIGH-ra van állítva, akkor az eltolási regiszter magas impedanciájú állapotba kerül, és az o/ps nem kerül átvitelre. Ha ezt a tűt alacsonyra állítjuk, megkapjuk az o/ps-t.
74HC595 IC működik
A LED-ek vezérlésére szolgáló 74HC595 IC kapcsolási rajza az alábbiakban látható. A váltóregiszter 3 érintkezőjét az Arduino-hoz kell csatlakoztatni, mint a 11-es, 12-es és 14-es érintkezőket. Mind a nyolc LED egyszerűen csatlakoztatható ehhez a váltóregiszter IC-hez.
Az áramkör megtervezéséhez szükséges alkatrészek főként egy 74HC595 Shift Register IC-t, Arduino UNO-t, 5V-os tápegységet, kenyértáblát, 8 LED-et, 1KΩ-os ellenállásokat – 8 és csatlakozó vezetékeket tartalmaznak.
Először is, a Shift Register Serial i/p Pin-jének csatlakoznia kell az Arduino Uno Pin-4-éhez. Ezután csatlakoztassa mind a CLK-t, mind a reteszelőtüskéket, például az IC 11-es és 12-es érintkezőjét, az Arduino Uno 5-ös és 6-os érintkezőjéhez. A LED-ek 1KΩ-os áramkorlátozó ellenállásokkal csatlakoznak az IC 8-o/p érintkezőihez. Külön 5 V-os tápegységet használnak a 74HC595 IC-hez, közös GND-vel az Arduino számára, mielőtt 5 V-ot adnak az Arduino-ból.
Kód
Az alábbiakban látható az egyszerű kód a 8 LED sorozatban történő bekapcsolásához.
int reteszelőtű = 5;
int clkPin = 6;
int dataPin = 4;
bájt LED = 0;
void setup()
{
Serial.begin(9600);
pinMode(latchPin, OUTPUT);
pinMode(adatPin, OUTPUT);
pinMode(clkPin, OUTPUT);
}
void loop()
{
int i=0;
LED = 0;
shiftLED();
késleltetés(500);
for (i = 0; i < 8; i++)
{
bitSet(LED, i);
Serial.println(LED);
shiftLED();
késleltetés(500);
}
}
void shiftLED()
{
digitalWrite(latchPin, LOW);
shiftOut(adatPin, clkPin, MSBFIRST, LED);
digitalWrite(latchPin, HIGH);
}
Ennek az eltolási regiszter áramkörnek a működése az, hogy először mind a 8 LED kialszik, mert a bájt változó LED nullára van állítva. Most minden bit 1-re van állítva a „bitSet” funkcióval, és eltolódik a „shiftOut” funkcióval. Hasonlóképpen, minden LED ugyanabban a sorozatban világít. Ha ki szeretné kapcsolni a LED-et, akkor használhatja a „bitClear” funkciót.
A 74HC595 Shift Register IC különböző alkalmazásokban használható, mint például szerverek, LED vezérlés, ipari vezérlés, elektronikai készülékek, hálózati kapcsolók stb.
Alkalmazások
Az soros bemenet párhuzamos kimeneti eltolási regiszter alkalmazásai alább látható.
- Általában a műszakregisztert ideiglenes adatok tárolására használják, ring & Johnsonként használják Gyűrűszámláló .
- Ezeket adatátvitelre és manipulációra használják.
- Ezeket a flip-flopokat főként kommunikációs vonalakon használják, ahol szükség van egy adatvonal-demultiplexelésre számos párhuzamos vonalra, mivel ezt az eltolási regisztert használják az adatok sorosról párhuzamosra történő megváltoztatására.
- Ezeket az adatok titkosítására és visszafejtésére használják.
- Ezt az eltolási regisztert a CDMA-n belül használják PN-kód vagy pszeudozaj-sorozatszám generálására.
- Ezek segítségével nyomon követhetjük adatainkat!
- A SIPO műszakregisztert különféle digitális alkalmazásokban használják adatkonverzióra.
- Néha az ilyen típusú eltolási regisztert egyszerűen csatlakoztatják a mikroprocesszorhoz, ha több GPIO érintkezőre van szükség.
- Ennek a SIPO eltolási regiszternek a gyakorlati alkalmazása az, hogy a mikroprocesszor kimeneti adatait egy távoli paneljelzőnek adja át.
Így ez a SIPO áttekintése műszakregiszter – áramkör, működés, igazságtáblázat és időzítési diagram alkalmazásokkal. A leggyakrabban használt SIPO váltóregiszter komponensek a 74HC595, 74LS164, 74HC164/74164, SN74ALS164A, SN74AHC594, SN74AHC595 és CD4094. Ezek a regiszterek nagyon gyorsan használhatók, az adatok sorosról párhuzamosra nagyon egyszerűen konvertálhatók, kialakítása egyszerű. Itt egy kérdés, hogy mi az a PISO műszakregiszter.
