Čo je to Universal Shift Register a jeho fungovanie

V digitálnej elektronike sú posuvné registre sekvenčné logické obvody, ktoré môžu dočasne ukladať údaje a poskytujú prenos údajov do výstupného zariadenia pre každý hodinový impulz. Sú schopné prenášať / posúvať údaje vpravo alebo vľavo v sériovom a paralelnom režime. Na základe režimu vstupných / výstupných operácií je možné posuvné registre použiť ako posuvný register sériový-paralelne-paralelný, sériový-sériový-výstup posuvný register , posuvný register paralelne-v-paralelne-out, paralelný-v-paralelne-out posuvný register. Na základe posunu údajov existujú univerzálne posuvné registre a obojsmerné posuvné registre. Tu je kompletný popis univerzálneho posuvného registra.

Čo je univerzálny posuvný register?

Definícia: Register, ktorý dokáže ukladať údaje a / posúva údaje smerom doprava a doľava spolu s možnosťou paralelného zaťaženia, je známy ako univerzálny posuvný register. Môže sa použiť na vykonávanie operácií vstupu / výstupu v sériovom aj paralelnom režime. Jednosmerný posun registre a obojsmerné posuvné registre sa skombinujú dohromady, aby sa získal dizajn univerzálneho posuvného registra. Je tiež známy ako posuvný register paralelne-paralelne-paralelne alebo posuvný register s paralelným zaťažením.

Univerzálne posuvné registre sú schopné vykonávať 3 operácie uvedené nižšie.

• Prevádzka s paralelným zaťažením - ukladá údaje paralelne aj paralelne
• Prevádzka posunu doľava - ukladá údaje a prenáša údaje posúvané doľava v sériovej ceste
• Operácia posunu doprava - ukladá údaje a prenáša ich posunom doprava v sériovej ceste.

Preto univerzálne posuvné registre môžu vykonávať vstupné / výstupné operácie so sériovým aj paralelným zaťažením.

Schéma univerzálneho posuvného registra

4-bitový diagram univerzálneho posuvného registra je zobrazený nižšie.

Schéma univerzálneho posuvného registra

• Sériový vstup pre riadenie posunu doprava umožňuje prenos dát smerom doprava a všetky sériové vstupné a výstupné vedenia sú pripojené k režimu posunu doprava. Vstup sa dáva do brány AND-1 klopného obvodu -1, ako je znázornené na obrázku, cez sériový vstupný kolík.
• Sériový vstup pre posun-doľava umožňuje prenos údajov smerom doľava a všetky sériové vstupné a výstupné riadky sú pripojené k režimu posunu a doľava.
• Pri paralelnom prenose dát sú všetky paralelné vstupné a výstupné vedenia spojené s paralelným zaťažením.
• Clear pin vymaže register a nastaví sa na 0.
• Pin CLK poskytuje hodinové impulzy na synchronizáciu všetkých operácií.
• V riadenom stave by sa informácie alebo dáta v registri nezmenili, aj keď je aplikovaný hodinový impulz.
• Ak register pracuje s paralelným zaťažením a posúva údaje doprava a doľava, potom funguje ako univerzálny posuvný register.

Dizajn univerzálneho posuvného registra

Dizajn 4-bitového univerzálneho posuvného registra pomocou multiplexery a plážové šľapky je zobrazený nižšie.

Dizajn univerzálneho posuvného registra

• S0 a S1 sú vybrané piny, ktoré sa používajú na výber prevádzkového režimu tohto registra. Môže to byť prevádzka radenia doľava alebo doprava alebo paralelný režim.
• Pin-0 prvého 4 × 1 Mux sa privádza na výstupný pin prvého klopného obvodu. Sledujte pripojenia, ako je to znázornené na obrázku.
• Pin-1 prvého 4X1 MUX je pripojený k sériovému vstupu pre posun doprava. V tomto režime register posúva údaje doprava.
• Podobne je pin-2 4X1 MUX pripojený k sériovému vstupu pre shift-left. V tomto režime posúva univerzálny posuvný register údaje smerom doľava.
• M1 sú paralelné vstupné dáta dané na pin-3 prvého 4 × 1 MUX na zabezpečenie prevádzky v paralelnom režime a ukladanie dát do registra.
• Podobne sú zvyšné jednotlivé paralelné vstupné dátové bity dané kolíku 3 súvisiaceho 4X1MUX, aby sa zabezpečilo paralelné načítanie.
• F1, F2, F3 a F4 sú paralelné výstupy klopných obvodov, ktoré sú spojené s 4 × 1 MUX.

Univerzálny posuvný register pracuje

• Na vyššie uvedenom obrázku je vybraný pin režimu prevádzky univerzálneho posuvného registra. Sériový vstup posúva údaje doprava a doľava a ukladá ich do registra.
• K flip-flopu sú pripojené číry pin a CLK pin.
• M0, M1, M2, M3 sú paralelné vstupy, zatiaľ čo F0, F1, F2, F3 sú paralelné výstupy klopných obvodov
• Keď je vstupný kolík aktívny VYSOKÝ, potom univerzálny posuvný register načítava / načítava údaje paralelne. V takom prípade je vstupný pin priamo pripojený k 4 × 1 MUX
• Keď je vstupný kolík (režim) aktívny LOW, potom univerzálny posuvný register posúva údaje. V takom prípade je vstupný pin pripojený k 4 × 1 MUX cez bránu NOT.
• Keď je vstupný kolík (režim) pripojený k GND (zem), potom univerzálny posuvný register funguje ako obojsmerný posuvný register.
• Na vykonanie operácie posuvu doprava je vstupný pin privádzaný do 1. brány AND prvého klopného obvodu cez sériový vstup pre hovno-vpravo.
• Na vykonanie operácie posunu doľava je vstupný pin privádzaný do 8. brány posledného klopného obvodu cez vstup M.
• Ak sú vybrané piny S0 = 0 a S1 = 0, potom tento register nefunguje v žiadnom režime. To znamená, že bude v uzamknutom stave alebo v stave bez zmeny, aj keď sú použité hodinové impulzy.
• Ak sú vybrané piny S0 = 0 a S1 = 1, potom tento register prenáša alebo posúva údaje doľava a ukladá ich.
• Pokiaľ sú vybrané piny S0 = 1 a S1 = 0, potom tento register posúva dáta doprava a teda vykonáva operáciu posunu doprava.
• Ak sú vybrané piny S0 = 1 a S1 = 1, potom tento register načíta dáta paralelne. Preto vykonáva operáciu paralelného načítania a ukladá údaje.

Z vyššie uvedenej tabuľky môžeme pozorovať, že tento register pracuje vo všetkých režimoch so sériovými / paralelnými vstupmi pomocou multiplexerov a klopných obvodov 4 × 1.

Výhody

The výhody univerzálneho posuvného registra zahrňte nasledujúce.

• Tento register môže vykonávať 3 operácie, ako napríklad shift-left, shift-right a paralelné načítanie.
• Dočasne ukladá údaje do registra.
• Môže vykonávať sériové paralelné, paralelné sériové, paralelné paralelné a sériové sériové operácie.
• Môže vykonávať vstupno-výstupné operácie v sériových aj paralelných režimoch.
• Kombinácia jednosmerného posuvného registra a obojsmerného posuvného registra dáva vesmíru posuvný register.
• Tento register slúži ako rozhranie medzi zariadením na prenos údajov.

Aplikácie

The univerzálneho posuvného registra zahrňte nasledujúce.

• Použité v mikrokontroléry pre rozšírenie I / O
• Používa sa ako prevodník sériovo-sériový
• Používa sa ako prevodník údajov paralelne paralelne
• Používa sa ako prevodník sériových údajov na paralelné dáta.
• Používa sa pri sériovom prenose dát
• Používa sa pri paralelnom prenose dát.
• Používa sa ako pamäťový prvok v digitálnej elektronike, ako sú počítače.
• Používa sa v aplikáciách s časovým oneskorením
• Používa sa ako frekvenčné čítače, binárne čítače a digitálne hodiny
• Používa sa v aplikáciách na manipuláciu s údajmi.

Toto je teda všetko o univerzálnom posuvný register - definícia , schéma, dizajn, práca, výhody a nevýhody. K dispozícii sú rôzne druhy 4-bitových registrov v podobe IC 74291, IC 74395 a mnohých ďalších. Je tu pre vás otázka: „Aká je funkcia obojsmerného univerzálneho posuvného registra?“