Parasti reģistru var definēt kā ierīci, ko izmanto bināro datu glabāšanai, bet, ja vēlaties saglabāt vairākus datu bitus, tiek izmantots Flip flops komplekts, kas ir savienots virknē. Reģistros saglabātos datus var pārvietot, izmantojot maiņu reģistrus labajā vai kreisajā pusē, nodrošinot CLK impulsus. Maiņu reģistrs ir grupa no flip flops izmanto vairāku datu bitu glabāšanai. Līdzīgi, maiņu reģistru ar n-bitiem var izveidot, vienkārši savienojot n flip-flop visur, kur katrs flip-flop vienkārši saglabā vienu datu bitu. Kad reģistrs novirza bitus uz labo pusi, tas ir labās puses maiņu reģistrs, turpretim, ja tas pāriet uz kreiso pusi, to sauc par kreiso maiņu reģistru. Šajā rakstā ir aplūkots pārskats par vienu no maiņu reģistra veidiem, proti, sērijas paralēlo maiņu reģistru vai SIPO maiņu reģistrs .
Kas ir SIPO maiņu reģistrs?
Pārbīdes reģistrs, kas pieļauj seriālo ievadi paralēli izvadei, ir pazīstams kā SIPO maiņu reģistrs. SIPO reģistrā termins SIPO apzīmē sērijas ievades paralēlo izvadi. Šāda veida maiņu reģistrā ievades dati tiek sniegti pa bitiem sērijveidā. Katram pulksteņa impulsam ievades datus visos FF var pārvietot par vienu pozīciju. O/p katrā flip-flop var uztvert paralēli.
Shēmas shēma
The SISO maiņu reģistra shēmas shēma ir parādīts zemāk. Šo shēmu var uzbūvēt ar 4 D flip-flop, kas ir savienoti, kā parādīts diagrammā, kur CLR signāls tiek piešķirts papildus CLK signālam uz visiem FF vai RESET tos. Iepriekš minētajā shēmā pirmā FF izeja tiek piešķirta otrajai FF ieejai. Visi šie četri D flip-flops ir savienoti viens ar otru sērijveidā, jo katram flip-flop tiek dots viens un tas pats CLK signāls.
SIPO Maiņu reģistra darbība
SIPO maiņu reģistra darbība ir; ka tas ņem sērijas datu ievadi no pirmās kreisās puses flip flopa un ģenerē paralēlu datu izvadi. 4 bitu SIPO maiņu reģistra shēma ir parādīta zemāk. Šī maiņu reģistra darbība ir tāda, ka vispirms ir jāatjauno visi flip flops no ķēdes no FF1 līdz FF4, lai visas FF izejas, piemēram, QA līdz QD, būtu loģiskās nulles līmenī, lai nebūtu paralēlas datu izvades.
SIPO maiņu reģistra uzbūve ir parādīta iepriekš. Diagrammā pirmā flip flopa izeja 'QA' ir savienota ar otro flip flopa ieeju 'DB'. Otrā flip flops izeja 'QB' ir savienota ar trešo flip flops ieeju DC, un trešā flip flops izeja 'QC' ir savienota ar ceturto flip flops ieeju 'DD'. Šeit QA, QB, QC un QD ir datu izvades.
Sākotnēji visa izeja kļūs par nulli, tāpēc bez CLK impulsa; visi dati kļūs par nulli. Ņemsim 4 bitu datu ievades piemēru, piemēram, 1101. Ja mēs pielietojam pirmo pulksteņa impulsu “1” pirmajam flip flopam, dati, kas jāievada FF un QA, kļūst par “1”, un paliek visas izejas, piemēram, QB. , QC un QD kļūs par nulli. Tātad pirmā datu izvade ir “1000”
Ja mēs piemērojam otro pulksteņa impulsu kā “0” pirmajam flip-flop, tad QA kļūst par “0”, QB kļūst par “0”, QC kļūst par “0” un QD kļūst par “0”. Tātad otrā datu izvade kļūs par “0100”, pateicoties pārslēgšanas pa labi procesam.
Ja mēs piemērojam trešo pulksteņa impulsu kā '1' pirmajam flip flopam, QA kļūst par '1', QB kļūst par '0', QC kļūst par '1' un QD kļūst par '0'. Tādējādi trešā datu izvade kļūs par “1011”, pateicoties pārslēgšanas pa labi procesam.
Ja mēs piemērojam ceturto pulksteņa impulsu kā “1” pirmajam flip-flop, tad QA kļūst par “1”, QB kļūst par “1”, QC kļūst par “0” un QD kļūst par “1”. Tādējādi trešā datu izvade kļūs par “1101” pārslēgšanas pa labi procesa dēļ.
SIPO maiņas reģistra patiesības tabula
SIPO maiņu reģistra patiesības tabula ir parādīta zemāk.
Laika diagramma
The SIPO maiņu reģistra laika diagramma ir parādīts zemāk.
Šeit mēs izmantojam pozitīvas malas CLK i / p signālu. Pirmajā pulksteņa impulsā ievades dati kļūst par QA = “1”, un visas pārējās vērtības, piemēram, QB, QC un QD, kļūst par “0”. Tātad izvade kļūs par '1000'. Otrajā pulksteņa impulsā izeja kļūs par “0101”. Trešajā pulksteņa impulsā izeja kļūs par “1010”, bet ceturtajā pulksteņa impulsā izeja kļūs par “1101”.
SIPO maiņas reģistra Verilog kods
SIPO maiņu reģistra Verilog kods ir parādīts zemāk.
modulis sipomod(clk,clear, si, po);
ievade clk, si,clear;
izvade [3:0] po;
reg [3:0] tmp;
reg [3:0] po;
vienmēr @(posedge clk)
sākt
ja (skaidrs)
tmp <= 4’b0000;
cits
tmp <= tmp << 1;
tmp[0] <= jā;
po = tmp;
beigas
gala modulis
74HC595 IC SIPO maiņu reģistra ķēde un tā darbība
74HC595 IC ir 8 bitu seriāls paralēlo maiņu reģistrs, tāpēc tas izmanto ievades sērijveidā un nodrošina paralēlas izejas. Šajā IC ir 16 kontaktu kontakti, un tas ir pieejams dažādos iepakojumos, piemēram, SOIC, DIP, TSSOP un SSOP.
74HC595 tapas konfigurācija ir parādīta zemāk, kur katra tapa ir aplūkota tālāk.
Tapas no 1. līdz 7. un 15. (QB uz QH & QA): Šīs ir o/p tapas, ko izmanto, lai savienotu izvadierīces, piemēram, 7 segmentu displejus un gaismas diodes.
Pin8 (GND): Šis GND kontakts ir vienkārši savienots ar mikrokontrollera barošanas avota GND tapu.
Pin9 (ĀP): Šo kontaktu izmanto, lai izveidotu savienojumu ar citas IC SER kontaktu un sniegtu vienu un to pašu CLK signālu abiem IC, lai tie darbotos kā viens IC, ieskaitot 16 izejas.
Pin16 (Vcc): Šo tapu izmanto, lai izveidotu savienojumu ar mikrokontrolleru, citādi barošanas avots, jo tas ir 5 V loģiskā līmeņa IC.
Pin14 (BE): Tas ir Serial i/p Pin, kur dati tiek sērijveidā ievadīti visā šajā tapā.
Pin11 (SRCLK): Tas ir Shift Register CLK Pin, kas darbojas tāpat kā CLK Shift reģistram, jo CLK signāls tiek sniegts visā šajā tapā.
Pin12 (RCLK): Reģistra CLK tapu izmanto, lai novērotu o/ps ierīcēs, kas ir savienotas ar šiem IC.
Pin10 (SRCLR): Tas ir Shift Register CLR Pin. Šo tapu galvenokārt izmanto, ja mums ir jādzēš reģistra krātuve.
Pin13 (OE): Tas ir o/p iespējošana PIN. Kad šī tapa ir iestatīta uz HIGH, pārslēgšanas reģistrs tiek iestatīts uz augstu pretestības stāvokli un o/ps netiek pārraidīts. Ja mēs iestatīsim šo tapu uz zemu, mēs varam iegūt o/ps.
74HC595 IC Darbojas
74HC595 IC shēmas shēma gaismas diožu vadīšanai ir parādīta zemāk. Pārslēgšanās reģistra 3 kontakti ir nepieciešami, lai tie būtu savienoti ar Arduino līdzīgi kā 11., 12. un 14. kontakti. Visas astoņas gaismas diodes tiks vienkārši savienotas ar šo maiņu reģistra IC.
Šīs shēmas projektēšanai nepieciešamie komponenti galvenokārt ietver 74HC595 Shift Register IC, Arduino UNO, 5V barošanas avotu, plati, 8 gaismas diodes, 1KΩ rezistori - 8 un savienojošos vadus.
Pirmkārt, Shift reģistra sērijas i / p Pin ir jāpievienojas Arduino Uno Pin-4. Pēc tam pievienojiet gan CLK, gan fiksatora tapas, piemēram, IC 11. un 12. tapas, attiecīgi ar Arduino Uno 5. un 6. tapām. Gaismas diodes ir savienotas, izmantojot 1KΩ strāvas ierobežojošos rezistorus ar IC 8-o/p tapām. Atsevišķs 5 V barošanas avots tiek izmantots 74HC595 IC ar kopēju GND uz Arduino, pirms tiek piegādāts 5 V no Arduino.
Kods
Vienkāršais kods 8 virknē ieslēgtu gaismas diožu aktivizēšanai ir parādīts zemāk.
int fiksatorsPin = 5;
int clkPin = 6;
int dataPin = 4;
baitu gaismas diode = 0;
nederīgs iestatījums ()
{
Serial.begin(9600);
pinMode(fiksatorsPin, OUTPUT);
pinMode(dataPin, OUTPUT);
pinMode(clkPin, OUTPUT);
}
tukšuma cilpa ()
{
int i=0;
LED = 0;
shiftLED();
kavēšanās (500);
ja (i = 0; i < 8; i++)
{
bitSet(LED, i);
Serial.println(LED);
shiftLED();
kavēšanās (500);
}
}
spēkā neesošs shiftLED()
{
digitalWrite(fiksators, LOW);
shiftOut(dataPin, clkPin, MSBFIRST, LED);
digitalWrite(fiksators, AUGSTS);
}
Šīs maiņu reģistra shēmas darbība ir tāda, ka vispirms visas 8 gaismas diodes tiks izslēgtas, jo baitu mainīgā gaismas diode ir iestatīta uz nulli. Tagad katrs bits ir iestatīts uz 1 ar funkciju “bitSet” un tiek pārvietots uz āru, izmantojot funkciju “shiftOut”. Tāpat katra LED tiks ieslēgta tajā pašā sērijā. Ja vēlaties izslēgt LED, varat izmantot funkciju “bitClear”.
74HC595 Shift Register IC tiek izmantots dažādās lietojumprogrammās, piemēram, serveros, LED vadībā, rūpnieciskajā kontrolē, elektroniskajās ierīcēs, tīkla slēdžos utt.
Lietojumprogrammas
The seriālās ievades paralēlās izvades maiņu reģistra pielietojumi ir parādīts zemāk.
- Parasti maiņu reģistru izmanto pagaidu datu glabāšanai, ko izmanto kā gredzenu un Džonsonu Gredzenu skaitītājs .
- Tos izmanto datu pārsūtīšanai un manipulācijām.
- Šīs flip flops galvenokārt izmanto sakaru līnijās, kur ir nepieciešama datu līnijas demultipleksēšana daudzās paralēlās līnijās, jo šo maiņu reģistru izmanto, lai mainītu datus no sērijas uz paralēliem.
- Tos izmanto datu šifrēšanai un atšifrēšanai.
- Šis maiņu reģistrs tiek izmantots CDMA ietvaros, lai ģenerētu PN kodu vai pseidotrokšņu kārtas numuru.
- Mēs varam tos izmantot, lai izsekotu mūsu datiem!
- SIPO maiņu reģistrs tiek izmantots dažādās digitālās lietojumprogrammās datu konvertēšanai.
- Dažreiz šāda veida maiņu reģistrs tiek vienkārši savienots ar mikroprocesoru, kad ir nepieciešami papildu GPIO tapas.
- Šī SIPO maiņu reģistra praktiskā pielietošana ir nodrošināt mikroprocesora izejas datus attālā paneļa indikatoram.
Tādējādi šis ir SIPO pārskats maiņu reģistrs – shēma, darba, patiesības tabula un laika diagramma ar lietojumprogrammām. Visbiežāk izmantotie SIPO maiņu reģistra komponenti ir 74HC595, 74LS164, 74HC164/74164, SN74ALS164A, SN74AHC594, SN74AHC595 un CD4094. Šie reģistri ir ļoti ātri lietojami, datus var ļoti viegli pārveidot no seriālajiem uz paralēlajiem, un to dizains ir vienkāršs. Šeit ir jautājums jums, kas ir PISO maiņu reģistrs.
