Paprastai registrą galima apibrėžti kaip įrenginį, naudojamą dvejetainiams duomenims saugoti, tačiau jei norite saugoti kelis duomenų bitus, naudojamas nuosekliai sujungtų apverstų rinkinys. Registruose saugomus duomenis galima perkelti naudojant poslinkių registrus dešinėje arba kairėje pusėje, pateikiant CLK impulsus. Pamainų registras yra grupė šlepetės naudojamas keliems duomenų bitams saugoti. Panašiai, poslinkių registras su n bitais gali būti suformuotas tiesiog sujungiant n šliaužtinukų visur, kur kiekvienas apverstas tiesiog saugo vieną duomenų bitą. Kai registras perkelia bitus į dešinę, tai yra dešinysis poslinkio registras, o jei jis pasislenka į kairę pusę, jis vadinamas kairiuoju poslinkio registru. Šiame straipsnyje aptariama vieno iš pamainų registro tipų apžvalga, ty nuoseklusis lygiagretus pamainų registras arba SIPO pamainų registras .
Kas yra SIPO pamainų registras?
Poslinkių registras, leidžiantis nuoseklųjį įvestį lygiagrečiai išvestis, yra žinomas kaip SIPO poslinkio registras. SIPO registre terminas SIPO reiškia nuosekliosios įvesties lygiagrečią išvestį. Šio tipo poslinkių registre įvesties duomenys pateikiami po bitų nuosekliai. Kiekvienam laikrodžio impulsui įvesties duomenys visuose FF gali būti perkeliami viena padėtimi. O/p kiekviename šlepete galima gauti lygiagrečiai.
Grandinės schema
The SISO poslinkio registro grandinės schema parodyta žemiau. Šią grandinę galima sudaryti su 4 D flip-flop, kurie yra prijungti taip, kaip parodyta diagramoje, kur CLR signalas yra duodamas papildomai prie CLK signalo visoms FF arba RESET juos. Aukščiau pateiktoje grandinėje pirmasis FF išėjimas suteikiamas antrajam FF įėjimui. Visi šie keturi D flip-flopai yra sujungti vienas su kitu nuosekliai, nes kiekvienam šlepečiui suteikiamas tas pats CLK signalas.
SIPO pamainų registro darbas
SIPO pamainų registro darbas yra; kad jis paima nuoseklųjį duomenų įvestį iš pirmojo kairiosios pusės apvertimo ir generuoja lygiagrečią duomenų išvestį. 4 bitų SIPO poslinkio registro grandinė parodyta žemiau. Šio poslinkio registro veikimas yra toks, kad pirmiausia visi grandinės nuo FF1 iki FF4 flip flopai turi būti NUSTATYTI iš naujo, kad visi FF išėjimai, pvz., QA į QD, būtų loginio nulinio lygio, taigi nebūtų lygiagrečių duomenų išvesties.
SIPO pamainų registro konstrukcija parodyta aukščiau. Diagramoje pirmasis flip flop išėjimas „QA“ yra prijungtas prie antrojo apversto įvesties „DB“. Antrasis šliaužtinukų išėjimas „QB“ yra prijungtas prie trečiojo šliaužtinukų įvesties DC, o trečiasis šliaužtinukų išėjimas „QC“ yra prijungtas prie ketvirtojo šliaužtinukų įvesties „DD“. Čia QA, QB, QC ir QD yra duomenų išvestis.
Iš pradžių visa išvestis taps nuliu, taigi be CLK impulso; visi duomenys taps nuliais. Paimkime 4 bitų duomenų įvesties pavyzdį, pvz., 1101. Jei pirmam apverstam pritaikome pirmąjį laikrodžio impulsą „1“, duomenys, kuriuos reikia įvesti į FF ir QA, tampa „1“, o liks visi išėjimai, pvz., QB. , QC ir QD taps nuliu. Taigi pirmoji duomenų išvestis yra „1000“
Jei antrąjį laikrodžio impulsą pritaikome kaip „0“ pirmajam apvertimui, tada QA tampa „0“, QB tampa „0“, QC tampa „0“, o QD tampa „0“. Taigi antroji duomenų išvestis taps „0100“ dėl perjungimo į dešinę proceso.
Jei trečiąjį laikrodžio impulsą pritaikome kaip „1“ pirmajam apvertimui, QA tampa „1“, QB tampa „0“, QC tampa „1“, o QD tampa „0“. Taigi trečioji duomenų išvestis taps „1011“ dėl perkėlimo į dešinę proceso.
Jei ketvirtąjį laikrodžio impulsą pritaikysime kaip „1“ pirmajam apverstam, QA tampa „1“, QB tampa „1“, QC tampa „0“, o QD tampa „1“. Taigi trečioji duomenų išvestis taps „1101“ dėl perkėlimo į dešinę proceso.
SIPO pamainų registro tiesos lentelė
SIPO poslinkių registro tiesos lentelė parodyta žemiau.
Laiko diagrama
The SIPO pamainų registro laiko schema parodyta žemiau.
Čia mes naudojame teigiamo krašto CLK i/p signalą. Pirmuoju laikrodžio impulsu įvesties duomenys tampa QA = „1“, o visos kitos reikšmės, pvz., QB, QC ir QD, tampa „0“. Taigi išvestis bus „1000“. Antrojo laikrodžio impulso metu išvestis taps „0101“. Trečiojo laikrodžio impulso išvestis taps „1010“, o ketvirtojo laikrodžio impulso išvestis taps „1101“.
SIPO pamainos registro Verilog kodas
SIPO pamainų registro Verilog kodas parodytas žemiau.
modulis sipomod(clk,clear, si, po);
įvestis clk, si,clear;
išvestis [3:0] po;
reg [3:0] tmp;
reg [3:0] po;
visada @(posedge clk)
pradėti
jei (aišku)
tmp <= 4’b0000;
Kitas
tmp <= tmp << 1;
tmp[0] <= taip;
po = tmp;
pabaiga
pabaigos modulis
74HC595 IC SIPO pamainų registro grandinė ir jos veikimas
74HC595 IC yra 8 bitų nuoseklusis lygiagrečiojo poslinkio registras, todėl jis naudoja nuosekliai įvestis ir teikia lygiagrečius išėjimus. Šis IC apima 16 kontaktų ir yra įvairių paketų, tokių kaip SOIC, DIP, TSSOP ir SSOP.
74HC595 kaiščio konfigūracija parodyta žemiau, kur kiekvienas kaištis aptariamas toliau.
Kaiščiai nuo 1 iki 7 ir 15 (QB į QH ir QA): Tai yra o/p kontaktai, naudojami prijungti išvesties įrenginius, pvz., 7 segmentų ekranus ir šviesos diodus.
Pin8 (GND): Šis GND kaištis tiesiog prijungiamas prie maitinimo šaltinio arba mikrovaldiklio GND kaiščio.
9 PIN kodas (QH): Šis kaištis naudojamas prisijungti prie skirtingo IC SER kaiščio ir perduoti tą patį CLK signalą abiem IC, kad jie veiktų kaip vienas IC, įskaitant 16 išėjimų.
Pin16 (Vcc): Šis kaištis naudojamas prijungti prie mikrovaldiklio, kitaip maitinimo šaltinis, nes tai yra 5 V loginio lygio IC.
Pin14 (BE): Tai yra serijinis i/p PIN kodas, kuriame duomenys nuosekliai įvedami per šį kaištį.
Pin11 (SRCLK): Būtent „Shift Register“ CLK kaištis veikia kaip „Shift Register“ CLK, nes CLK signalas duodamas visame šiame kaištyje.
Pin12 (RCLK): Tai yra registro CLK kaištis, naudojamas stebėti o/ps įrenginiuose, kurie prijungti prie šių IC.
Pin10 (SRCLR): Tai Shift Registro CLR PIN kodas. Šis kaištis dažniausiai naudojamas, kai reikia išvalyti registro saugyklą.
Pin13 (OE): Tai o/p įgalinimo PIN kodas. Kai šis kaištis yra nustatytas į HIGH, poslinkio registras nustatomas į didelės varžos būseną ir o/ps neperduodami. Jei nustatysime šį kaištį į žemą, galime gauti o/ps.
74HC595 IC Veikia
74HC595 IC, skirto šviesos diodams valdyti, grandinės schema parodyta žemiau. 3 pamainų registro kaiščiai reikalingi, kad būtų prijungti prie Arduino kaip 11, 12 ir 14 kaiščiai. Visi aštuoni šviesos diodai bus tiesiog prijungti prie šio poslinkio registro IC.
Norint sukurti šią grandinę, reikalingi komponentai daugiausia apima 74HC595 Shift Register IC, Arduino UNO, 5 V maitinimo šaltinį, plokštę, 8 šviesos diodus, 1 KΩ rezistorius - 8 ir jungiamuosius laidus.
Pirma, „Shift Registr“ serijos i / p PIN turi būti prijungtas prie „Arduino Uno“ PIN-4. Po to prijunkite ir CLK, ir skląsčio kaiščius, pvz., IC 11 ir 12 kaiščius, atitinkamai su Arduino Uno 5 ir 6 kaiščiais. Šviesos diodai prijungiami naudojant 1KΩ srovės ribojančius rezistorius prie IC 8-o/p kaiščių. Atskiras 5 V maitinimo šaltinis naudojamas 74HC595 IC su bendru GND į Arduino prieš tiekiant 5 V iš Arduino.
Kodas
Žemiau parodytas paprastas kodas, skirtas aktyvuoti 8 šviesos diodus.
int latchPin = 5;
int clkPin = 6;
int dataPin = 4;
baito šviesos diodas = 0;
negaliojantis nustatymas ()
{
Serial.begin(9600);
pinMode(užraktasPin, OUTPUT);
pinMode(duomenysPin, OUTPUT);
pinMode(clkPin, OUTPUT);
}
void loop ()
{
int i=0;
LED = 0;
shiftLED();
delsimas (500);
už (i = 0; i < 8; i++)
{
bitų rinkinys (LED, i);
Serial.println(LED);
shiftLED();
delsimas (500);
}
}
negaliojantis shiftLED()
{
skaitmeninisWrite (užraktas, LOW);
shiftOut(duomenų PIN, clkPin, MSBFIRST, LED);
skaitmeninisWrite (užraktas, AUKŠTAS);
}
Šios pamainų registro grandinės veikimas yra toks, kad iš pradžių visi 8 šviesos diodai bus išjungti, nes baitų kintamo šviesos diodas yra nustatytas į nulį. Dabar kiekvienas bitas yra nustatytas į 1 naudojant „bitSet“ funkciją ir yra perkeltas naudojant „shiftOut“ funkciją. Taip pat kiekvienas šviesos diodas bus įjungtas toje pačioje serijoje. Jei norite išjungti šviesos diodą, galite naudoti „bitClear“ funkciją.
74HC595 Shift Register IC naudojamas įvairiose programose, tokiose kaip serveriai, LED valdymas, pramoninis valdymas, elektroniniai prietaisai, tinklo jungikliai ir kt.
Programos
The serijinio įėjimo lygiagrečiojo išėjimo poslinkio registro programos parodyta žemiau.
- Paprastai pamainų registras naudojamas laikiniems duomenims saugoti, naudojamas kaip žiedas & Johnson Žiedų skaitiklis .
- Jie naudojami duomenims perduoti ir manipuliuoti.
- Šie šliaužtinukai dažniausiai naudojami ryšio linijose, kur reikia duomenų linijos demultipleksavimo į daugybę lygiagrečių linijų, nes šis poslinkio registras naudojamas duomenims pakeisti iš nuosekliųjų į lygiagrečius.
- Jie naudojami duomenų šifravimui ir iššifravimui.
- Šis poslinkio registras naudojamas CDMA PN kodui arba pseudotriukšmo sekos numeriui generuoti.
- Mes galime juos naudoti savo duomenims sekti!
- SIPO pamainų registras naudojamas įvairiose skaitmeninėse duomenų konvertavimo programose.
- Kartais tokio tipo pamainų registras tiesiog prijungiamas prie mikroprocesoriaus, kai reikia daugiau GPIO kaiščių.
- Praktinis šio SIPO poslinkio registro pritaikymas yra perduoti mikroprocesoriaus išvesties duomenis nuotolinio skydelio indikatoriui.
Taigi, tai yra SIPO apžvalga pamainų registras – grandinė, darbo, tiesos lentelė ir laiko diagrama su programomis. Dažniausiai naudojami SIPO pamainų registro komponentai yra 74HC595, 74LS164, 74HC164/74164, SN74ALS164A, SN74AHC594, SN74AHC595 ir CD4094. Šie registrai yra naudojami labai greitai, duomenis galima labai lengvai konvertuoti iš nuosekliųjų į lygiagrečius, o jų dizainas yra paprastas. Štai jums klausimas, kas yra PISO pamainų registras.
