Yleensä rekisteri voidaan määritellä laitteeksi, jota käytetään binääritietojen tallentamiseen, mutta jos haluat tallentaa useita databittejä, käytetään sarjaan kytkettyjä kiikkuja. Rekistereihin tallennettua dataa voidaan siirtää käyttämällä siirtorekistereitä joko oikealla tai vasemmalla puolella antamalla CLK-pulsseja. Vaihtorekisteri on ryhmä sandaalit käytetään useiden databittien tallentamiseen. Vastaavasti n-bittinen siirtorekisteri voidaan muodostaa yksinkertaisesti yhdistämällä n kiikkua aina, kun jokainen kiikku yksinkertaisesti tallentaa yhden databitin. Kun rekisteri siirtää bitit oikealle puolelle, se on oikea siirtorekisteri, kun taas jos se siirtyy vasemmalle puolelle, sitä kutsutaan vasemmalle siirtorekisteriksi. Tämä artikkeli käsittelee yleiskatsauksen yhdestä siirtorekisterityypistä, nimittäin sarjasta rinnakkain siirtorekisteriin tai SIPO-vuororekisteri .
Mikä on SIPO Shift Register?
Siirtorekisteri, joka mahdollistaa sarjatulon rinnakkaislähdön, tunnetaan nimellä SIPO-siirtorekisteri. SIPO-rekisterissä termi SIPO tarkoittaa sarjatulon rinnakkaislähtöä. Tämän tyyppisessä siirtorekisterissä tulotiedot annetaan bitti bitiltä sarjassa. Jokaisen kellopulssin tulodataa kaikilla FF:illä voidaan siirtää yhdellä paikalla. O/p jokaisessa flip-flopissa voidaan vastaanottaa rinnakkain.
Piirikaavio
The SISO-siirtorekisterin piirikaavio näkyy alla. Tämä piiri voidaan rakentaa 4 D-kiikkulla, jotka on kytketty kaavion mukaisesti, jossa CLR-signaali annetaan CLK-signaalin lisäksi kaikille FF:ille tai RESET. Yllä olevassa piirissä ensimmäinen FF-lähtö annetaan toiselle FF-tulolle. Kaikki nämä neljä D-kiikkua on kytketty toisiinsa sarjassa, koska sama CLK-signaali annetaan jokaiselle flip-flopille.
SIPO-vuororekisterin toiminta
SIPO-vuororekisterin toiminta on; että se ottaa sarjatietosyötteen vasemman puolen ensimmäisestä flip-flopista ja tuottaa rinnakkaisen datan. 4-bittinen SIPO-siirtorekisteripiiri on esitetty alla. Tämän siirtorekisterin toiminta on, ensinnäkin kaikkien kiikkujen piiristä FF1:stä FF4:ään on nollattava, jotta kaikki FF:iden, kuten QA:n ja QD:n, lähdöt ovat loogisella nollatasolla, joten rinnakkaista datalähtöä ei ole.
SIPO-vuororekisterin rakenne on esitetty yllä. Kaaviossa ensimmäinen flip flopin lähtö 'QA' on kytketty toiseen kiikun tuloon 'DB'. Toinen kiikkujen lähtö 'QB' on kytketty kolmanteen kiikkujen tuloon DC, ja kolmannen kiikkun lähtö 'QC' on kytketty neljänteen kiikkujen tuloon 'DD. Tässä QA, QB, QC ja QD ovat datalähtöjä.
Aluksi kaikesta lähdöstä tulee nolla, joten ilman CLK-pulssia; kaikista tiedoista tulee nolla. Otetaan 4-bittinen tiedonsyöttöesimerkki, kuten 1101. Jos käytämme ensimmäistä kellopulssia '1' ensimmäiseen flip-flopiin, FF:ään ja QA:han syötettävästä tiedosta tulee '1' ja jäljelle jää kaikki lähdöt, kuten QB. , QC ja QD ovat nolla. Joten ensimmäinen datatulostus on '1000'
Jos käytämme toista kellopulssia '0':ksi ensimmäiseen flip-flopiin, niin QA:sta tulee '0', QB:stä 0, QC:stä 0 ja QD:stä 0. Joten toisesta datatulosta tulee '0100' siirto oikealle -prosessin vuoksi.
Jos käytämme kolmatta kellopulssia 1:ksi ensimmäiseen flip-flopiin, QA:sta tulee 1, QB:stä 0, QC:stä 1 ja QD:stä 0. Joten kolmannesta datatulosta tulee '1011' siirto oikealle -prosessin vuoksi.
Jos käytämme neljättä kellopulssia '1':ksi ensimmäiseen flip-flopiin, niin QA:sta tulee '1', QB:stä 1, QC:stä 0 ja QD:stä 1. Joten kolmannesta datatulosta tulee '1101' siirto oikealle -prosessin vuoksi.
SIPO Shift Register Truth Table
Alla on esitetty SIPO-siirtorekisterin totuustaulukko.
Ajoituskaavio
The SIPO-siirtorekisterin ajoituskaavio näkyy alla.
Tässä käytetään positiivisen reunan CLK i/p -signaalia. Ensimmäisessä kellopulssissa tulodatasta tulee QA = '1' ja kaikista muista arvoista, kuten QB, QC ja QD, tulee '0'. Joten ulostulosta tulee '1000'. Toisessa kellopulssissa lähdöstä tulee '0101'. Kolmannen kellopulssin lähdöstä tulee '1010' ja neljännen kellopulssin lähdöstä tulee '1101'.
SIPO Shift Register Verilog Code
SIPO-siirtorekisterin Verilog-koodi näkyy alla.
moduuli sipomod(clk,clear, si, po);
syöttö clk, si, kirkas;
lähtö [3:0] po;
reg [3:0] tmp;
reg [3:0] po;
aina @(posedge clk)
alkaa
jos (selvä)
tmp <= 4’b0000;
muu
tmp <= tmp << 1;
tmp[0] <= kyllä;
po = tmp;
loppu
loppumoduuli
74HC595 IC SIPO vaihtorekisteripiiri ja sen toiminta
74HC595 IC on 8-bittinen sarjamuotoinen rinnakkaislähtörekisteri, joten se käyttää tuloja sarjassa ja tarjoaa rinnakkaislähtöjä. Tämä IC sisältää 16-nastaista ja on saatavana eri paketeissa, kuten SOIC, DIP, TSSOP ja SSOP.
74HC595:n nastakokoonpano on esitetty alla, jossa jokaista nastaa käsitellään alla.
Nastat 1 - 7 ja 15 (QB - QH & QA): Nämä ovat o/p-nastat, joita käytetään liittämään lähtölaitteita, kuten 7-segmenttisiä näyttöjä ja LEDejä.
Pin8 (GND): Tämä GND-nasta on yksinkertaisesti kytketty virtalähteen tai mikro-ohjaimen GND-nastaan.
Pin9 (QH): Tätä nastaa käytetään yhdistämään eri IC:n SER-nastalle ja antamaan sama CLK-signaali molemmille IC:ille, jotta ne toimivat kuin yksi IC, joka sisältää 16 ulostuloa.
Pin16 (Vcc): Tätä nastaa käytetään kytkemiseen mikro-ohjaimeen, muuten virtalähde, koska se on 5 V logiikkatason IC.
Pin14 (BE): Se on Serial i/p Pin, johon tiedot syötetään sarjaportaisesti tämän nastan ajan.
Pin11 (SRCLK): Vaihtorekisterin CLK-nasta toimii kuten vaihtorekisterin CLK, koska CLK-signaali annetaan läpi tämän nastan.
Pin12 (RCLK): Se on Register CLK -nasta, jota käytetään tarkkailemaan o/ps:tä laitteissa, jotka on kytketty näihin IC:ihin.
Pin10 (SRCLR): Se on Shift Register CLR Pin. Tätä nastaa käytetään pääasiassa, kun meidän on tyhjennettävä rekisterin tallennustila.
Pin13 (OE): Se on o/p Enable Pin. Kun tämä nasta on asetettu arvoon KORKEA, siirtorekisteri asetetaan korkean impedanssin tilaan ja o/ps:tä ei lähetetä. Jos asetamme tämän nastan alhaiseksi, saamme o/ps:n.
74HC595 IC Toimii
Alla on 74HC595 IC:n piirikaavio LEDien ohjaamiseksi. Vaihtorekisterin 3 nastaa tarvitaan kytkemään Arduinoon kuten nastat 11, 12 ja 14. Kaikki kahdeksan LEDiä liitetään yksinkertaisesti tähän siirtorekisterin IC:hen.
Tämän piirin suunnittelussa tarvittavia komponentteja ovat pääasiassa 74HC595 Shift Register IC, Arduino UNO, 5 V virtalähde, koelevy, 8 LEDiä, 1 kΩ vastukset – 8 ja liitäntäjohdot.
Ensinnäkin Shift Registerin Serial i/p Pin on yhdistettävä Arduino Unon Pin-4:ään. Liitä sen jälkeen sekä CLK- että salpanastat, kuten IC:n nastat 11 ja 12, Arduino Unon nastoihin 5 ja 6. LEDit on kytketty IC:n 8-o/p-nastoihin käyttämällä 1KΩ virranrajoitusvastusta. Erillistä 5 V virtalähdettä käytetään 74HC595 IC:lle yhteisellä GND:llä Arduinoon ennen kuin 5 V syötetään Arduinosta.
Koodi
Alla on yksinkertainen koodi 8 LED-valon aktivoimiseksi sarjassa.
int salpapin = 5;
int clkPin = 6;
int dataPin = 4;
tavu LED = 0;
void setup()
{
Serial.begin(9600);
pinMode(salpaPin, OUTPUT);
pinMode(dataPin, OUTPUT);
pinMode(clkPin, OUTPUT);
}
void loop()
{
int i = 0;
LED = 0;
shiftLED();
viive (500);
for (i = 0; i < 8; i++)
{
bittijoukko(LED, i);
Serial.println(LED);
shiftLED();
viive (500);
}
}
void shiftLED()
{
digitalWrite(salpapinta, LOW);
shiftOut(dataPin, clkPin, MSBFIRST, LED);
digitalWrite(salpapinta, KORKEA);
}
Tämän siirtorekisteripiirin toiminta on, että aluksi kaikki 8 LEDiä sammutetaan, koska tavumuuttujan LED on asetettu nollaan. Nyt jokainen bitti on asetettu arvoon 1 'bitSet'-toiminnolla ja siirtyy pois 'shiftOut'-toiminnolla. Samoin jokainen LED sytytetään samassa sarjassa. Jos haluat sammuttaa LEDin, voit käyttää 'bitClear'-toimintoa.
74HC595 Shift Register IC:tä käytetään erilaisissa sovelluksissa, kuten palvelimissa, LED-ohjauksessa, teollisuusohjauksessa, elektronisissa laitteissa, verkkokytkimissä jne.
Sovellukset
The sarjatulon rinnakkaisen lähdön siirtorekisterin sovellukset näkyy alla.
- Yleensä siirtorekisteriä käytetään tilapäisten tietojen tallentamiseen, jota käytetään ring & Johnsonina Sormuslaskuri .
- Näitä käytetään tiedon siirtämiseen ja käsittelyyn.
- Näitä kiikkuja käytetään pääasiassa tietoliikennelinjoissa aina, kun tarvitaan datalinjan demultipleksointi useiksi rinnakkaisiksi linjoiksi, koska tätä siirtorekisteriä käytetään tietojen vaihtamiseen sarjasta rinnakkaiseksi.
- Näitä käytetään tietojen salaukseen ja salauksen purkamiseen.
- Tätä siirtorekisteriä käytetään CDMA:ssa PN-koodin tai pseudokohinasekvenssinumeron muodostamiseen.
- Voimme käyttää niitä tietojen seuraamiseen!
- SIPO-siirtorekisteriä käytetään erilaisissa digitaalisissa sovelluksissa tiedon muuntamiseen.
- Joskus tämän tyyppinen siirtorekisteri yksinkertaisesti kytketään mikroprosessoriin, kun tarvitaan lisää GPIO-nastoja.
- Tämän SIPO-siirtorekisterin käytännön sovellus on antaa mikroprosessorin lähtötiedot etäpaneelin ilmaisimelle.
Tämä on siis yleiskatsaus SIPO:sta vuororekisteri – piiri, työskentely, totuustaulukko ja ajoituskaavio sovelluksilla. Yleisimmin käytetyt SIPO-siirtorekisterikomponentit ovat 74HC595, 74LS164, 74HC164/74164, SN74ALS164A, SN74AHC594, SN74AHC595 ja CD4094. Nämä rekisterit ovat erittäin nopeita käytössä, tiedot voidaan muuntaa erittäin helposti sarjasta rinnakkaisiksi ja niiden suunnittelu on yksinkertainen. Tässä on sinulle kysymys, mikä on PISO-vuororekisteri.
