Mis on SIPO vahetuste register: vooluring, töö, tõetabel ja selle rakendused

Üldiselt võib registrit määratleda kui seadet, mida kasutatakse binaarandmete salvestamiseks, kuid kui soovite salvestada mitu andmebitti, kasutatakse jadamisi ühendatud klappide komplekti. Registritesse salvestatud andmeid saab nihutada, kasutades nihkeregistreid kas paremal või vasakul küljel, pakkudes CLK impulsse. Vahetuste register on rühm plätud kasutatakse mitme andmebiti salvestamiseks. Samamoodi saab n-bitistega nihkeregistri moodustada, ühendades lihtsalt n flip-flopi, kus iga klapp salvestab lihtsalt ühe andmebiti. Kui register nihutab bitte paremale poole, on see parempoolse nihkeregister, samas kui see nihkub vasakule poole, nimetatakse seda vasakpoolseks nihkeregisteriks. Selles artiklis käsitletakse ülevaadet ühest nihkeregistri tüübist, nimelt järjestikusest paralleelsest nihkeregistrist või SIPO vahetusregister .

Mis on SIPO vahetusregister?

Nihkeregister, mis võimaldab jadasisendist paralleelväljundit, on tuntud kui SIPO nihkeregister. SIPO registris tähistab termin SIPO jadasisendi paralleelväljundit. Seda tüüpi nihkeregistris antakse sisendandmed bittide kaupa järjestikku. Iga taktimpulsi puhul saab kõigi FF-ide sisendandmeid nihutada ühe positsiooni võrra. O/p iga flip-flopi juures saab vastu võtta paralleelselt.

Vooluahela skeem

The SISO nihkeregistri skeem on näidatud allpool. Selle skeemi saab ehitada 4 D-flip-flopiga, mis on ühendatud nagu näidatud diagrammil, kus CLR-signaal antakse lisaks CLK-signaalile kõikidele FF-idele või RESET-i. Ülaltoodud ahelas antakse esimene FF-väljund teisele FF-i sisendile. Kõik need neli D-flip-flopi on omavahel jadamisi ühendatud, kuna igale klambrile antakse sama CLK-signaal.

SIPO vahetusregistri töö

SIPO vahetuste registri töö on; et see võtab vasaku külje esimesest klambrist jadaandmesisendi ja genereerib paralleelse andmeväljundi. 4-bitine SIPO nihkeregistri ahel on näidatud allpool. Selle nihkeregistri toimimine seisneb selles, et kõigepealt peavad kõik FF1-lt FF4-le pärinevad klambrid lähtestama, et kõik FF-ide väljundid, nagu QA kuni QD, oleksid loogiliselt nulltasemel, nii et paralleelset andmeväljundit ei toimu.

SIPO vahetuste registri ehitus on näidatud ülal. Diagrammil on esimene klambri väljund 'QA' ühendatud teise klambri sisendiga 'DB'. Teise klambri väljund 'QB' on ühendatud kolmanda klambri sisendiga DC ja kolmanda klambri väljund 'QC' on ühendatud neljanda klambri sisendiga 'DD. Siin on QA, QB, QC ja QD andmeväljundid.

Esialgu muutub kogu väljund nulliks, nii et ilma CLK impulsita; kõik andmed muutuvad nulliks. Võtame 4-bitise andmesisendi näite, näiteks 1101. Kui rakendame esimesele klambrile esimese taktimpulssi '1', muutuvad FF-i ja QA-sse sisestatavad andmed '1'ks ning kõik väljundid jäävad nagu QB. , QC ja QD muutuvad nulliks. Nii et esimene andmeväljund on '1000'

Kui rakendame teise taktimpulssi väärtuseks '0' esimesele klambrile, muutub QA väärtuseks '0', QB-st '0', QC-st '0' ja QD-st '0'. Seega muutub teiseks andmeväljundiks paremale nihutamise protsessi tõttu '0100'.

Kui rakendame kolmandat taktimpulssi 1-le esimesele klambrile, muutub QA väärtuseks 1, QB väärtuseks 0, QC-ks 1 ja QD-ks 0. Seega saab kolmandast andmeväljundist paremale nihutamise protsessi tõttu '1011'.
Kui rakendame neljandat taktimpulssi 1-le esimesele klambrile, muutub QA väärtuseks 1, QB väärtuseks 1, QC-ks 0 ja QD-ks 1. Seega muutub kolmandaks andmeväljundiks paremale nihutamise protsessi tõttu „1101”.

SIPO nihkeregistri tõetabel

SIPO nihkeregistri tõesuse tabel on näidatud allpool.

Ajastusskeem

The SIPO nihkeregistri ajastusskeem on näidatud allpool.

Siin kasutame positiivse serva CLK i/p signaali. Esimesel taktimpulsil muutuvad sisendandmed QA = '1' ja kõik muud väärtused, nagu QB, QC ja QD, muutuvad '0'ks. Nii et väljundiks saab '1000'. Teise taktimpulsi korral muutub väljundiks '0101'. Kolmanda taktimpulsi korral muutub väljundiks 1010 ja neljanda taktimpulsi väljundiks 1101.

SIPO vahetusregistri Verilog kood

SIPO nihkeregistri Verilogi kood on näidatud allpool.

moodul sipomod(clk,clear, si, po);
sisend clk, si, selge;
väljund [3:0] po;
reg [3:0] tmp;
reg [3:0] po;
alati @(posedge clk)
alustada
kui (selge)
tmp <= 4’b0000;
muidu
tmp <= tmp << 1;
tmp[0] <= jah;
po = tmp;
lõpp
lõppmoodul

74HC595 IC SIPO vahetusregistri vooluahel ja selle töö

74HC595 IC on 8-bitine paralleelväljundi nihkeregister, seega kasutab see sisendeid järjestikku ja annab paralleelväljundeid. See IC sisaldab 16 kontakti ja on saadaval erinevates pakettides, nagu SOIC, DIP, TSSOP ja SSOP.

Allpool on näidatud 74HC595 viigu konfiguratsioon, kus iga viiku käsitletakse allpool.

Tihvtid 1 kuni 7 ja 15 (QB kuni QH & QA): Need on o/p kontaktid, mida kasutatakse väljundseadmete, näiteks 7-segmendiliste kuvarite ja LED-ide ühendamiseks.

Pin8 (GND): See GND-pistik on lihtsalt ühendatud mikrokontrolleri toiteallika GND-pistikuga.

Pin9 (QH): Seda viiku kasutatakse erineva IC-i SER-viiguga ühendamiseks ja mõlemale IC-le sama CLK-signaali andmiseks, et need toimiksid nagu üks 16-väljundiga IC.

Pin16 (Vcc): Seda tihvti kasutatakse mikrokontrolleriga ühendamiseks muidu toiteallikaga, kuna see on 5 V loogilise tasemega IC.

Pin14 (BE): See on Serial i/p Pin, kuhu andmed sisestatakse järjestikku kogu selle viigu ulatuses.

Pin11 (SRCLK): See on nihutamisregistri CLK-tihvt, mis töötab nagu nihkeregistri CLK, kuna CLK-signaal antakse kogu selle kontakti jooksul.

Pin12 (RCLK): Registri CLK viiku kasutatakse nende IC-dega ühendatud seadmete o/ps jälgimiseks.

Pin10 (SRCLR): See on Shift Register CLR Pin. Seda tihvti kasutatakse peamiselt siis, kui peame registri salvestusruumi tühjendama.

Pin13 (OE): See on o/p lubamise PIN-kood. Kui see viik on seatud väärtusele HIGH, seatakse nihkeregister kõrge impedantsi tingimusele ja o/ps ei edastata. Kui seame selle tihvti madalaks, saame o/ps.

74HC595 IC  Töötab

Allpool on näidatud LED-ide juhtimiseks mõeldud 74HC595 IC skeem. Nihkeregistri 3 viiku on vaja Arduinoga ühendamiseks nagu kontaktid 11, 12 ja 14. Kõik kaheksa LED-i ühendatakse lihtsalt selle nihkeregistri IC-ga.

Selle vooluringi kavandamiseks vajalikud komponendid hõlmavad peamiselt 74HC595 vahetusregistri IC-d, Arduino UNO-d, 5 V toiteallikat, leivatahvlit, 8 LED-i, 1 kΩ takistit – 8 ja ühendusjuhtmeid.

Esiteks peab vahetusregistri Serial i/p Pin ühendama Arduino Uno pin-4-ga. Pärast seda ühendage nii CLK kui ka riivi tihvtid, nagu IC tihvtid 11 ja 12, vastavalt Arduino Uno tihvtidega 5 ja 6. LED-id ühendatakse 1KΩ voolu piiravate takistite abil IC 8-o/p tihvtidega. Eraldi 5 V toiteallikat kasutatakse ühise GND-ga 74HC595 IC jaoks Arduinole enne 5 V toiteallikat Arduinost.

Kood

Lihtne kood 8 järjestikuse LED-i sisselülitamiseks on näidatud allpool.

int lukkPin = 5;
int clkPin = 6;
int dataPin = 4;
bait LED = 0;
tühine seadistus ()
{
Serial.begin(9600);
pinMode(riivnõel, VÄLJUND);
pinMode(andmedPin, OUTPUT);
pinMode(clkPin, OUTPUT);
}
void loop ()
{
int i=0;
LED = 0;
shiftLED();
viivitus(500);
jaoks (i = 0; i < 8; i++)
{
bitSet(LED, i);
Serial.println(LED);
shiftLED();
viivitus(500);
}
}
tühine shiftLED()
{
digitaalne kirjutamine(riivnõel, LOW);
shiftOut(dataPin, clkPin, MSBFIRST, LED);
digitaalne kirjutamine (riivnõel, HIGH);
}

Selle nihkeregistri vooluringi tööpõhimõte on see, et algul lülitatakse kõik 8 LED-i VÄLJA, kuna baidimuutuja LED on seatud nulli. Nüüd on iga bitt seatud väärtusele 1 funktsiooniga 'bitSet' ja nihutatakse funktsiooniga 'shiftOut'. Samamoodi lülituvad samas seerias sisse kõik LED-id. Kui soovite LED-i välja lülitada, saate kasutada funktsiooni 'bitClear'.

74HC595 Shift Register IC-d kasutatakse erinevates rakendustes, nagu serverid, LED-juhtimine, tööstuslik juhtimine, elektroonikaseadmed, võrgulülitid jne.

Rakendused

The jadasisendi paralleelväljundi nihkeregistri rakendused on näidatud allpool.

• Üldiselt kasutatakse nihkeregistrit ajutiste andmete salvestamiseks, mida kasutatakse ring & Johnsonina Rõnga loendur .
• Neid kasutatakse andmete edastamiseks ja manipuleerimiseks.
• Neid klappe kasutatakse peamiselt sideliinides, kus on vaja andmeliini demultipleksimist arvukateks paralleelliinideks, kuna seda nihkeregistrit kasutatakse andmete muutmiseks jadaliinidest paralleelseteks.
• Neid kasutatakse andmete krüptimiseks ja dekrüpteerimiseks.
• Seda nihkeregistrit kasutatakse CDMA-s PN-koodi või pseudomüra järjekorranumbri genereerimiseks.
• Saame neid kasutada oma andmete jälgimiseks!
• SIPO nihkeregistrit kasutatakse erinevates digitaalsetes rakendustes andmete teisendamiseks.
• Mõnikord ühendatakse seda tüüpi nihkeregister lihtsalt mikroprotsessoriga, kui on vaja rohkem GPIO tihvte.
• Selle SIPO nihkeregistri praktiline rakendus on anda mikroprotsessori väljundandmed kaugpaneeli indikaatorile.

Seega on see SIPO ülevaade nihkeregister – vooluring, töö, tõetabel ja ajastusskeem koos rakendustega. Kõige sagedamini kasutatavad SIPO nihkeregistri komponendid on 74HC595, 74LS164, 74HC164/74164, SN74ALS164A, SN74AHC594, SN74AHC595 ja CD4094. Neid registreid kasutatakse väga kiiresti, andmeid saab väga lihtsalt jada-paralleelseks teisendada ja nende disain on lihtne. Siin on teile küsimus, mis on PISO vahetusregister.