В цифровата електроника регистрите за смяна са последователните логически вериги, които могат временно да съхраняват данните и осигуряват трансфер на данни към изходното си устройство за всеки тактов импулс. Те могат да прехвърлят / изместват данните надясно или наляво в сериен и паралелен режим. Въз основа на режима на входно / изходни операции, регистрите за смяна могат да се използват като регистър за превключване последователно-в-паралелен изход, сериен-в-сериен изход регистър за смяна , регистър на паралелно-паралелно превключване, регистър на паралелно-паралелно превключване. Въз основа на изместването на данните има универсални регистри за смяна и двупосочни регистри за смяна. Ето пълно описание на универсалния регистър за смяна.
Какво представлява Universal Shift Register?
Определение: Регистър, който може да съхранява данните и / измества данните надясно и наляво заедно с възможността за паралелно натоварване, е известен като универсален регистър за смяна. Може да се използва за извършване на операции по въвеждане / извеждане както в сериен, така и в паралелен режим. Еднопосочна смяна регистри и двупосочните регистри за смяна се комбинират заедно, за да се получи дизайнът на универсалния регистър за смяна. Известен е също като паралелно-паралелно-изходящ регистър на смяна или регистър на смяна с паралелния товар.
Универсалните регистри за смяна могат да извършват 3 операции, както са изброени по-долу.
- Паралелно натоварване - съхранява данните паралелно, както и данните паралелно
- Превключване наляво - съхранява данните и прехвърля данните, измествайки се наляво по серийния път
- Превключване надясно - съхранява данните и ги прехвърля чрез преместване вдясно по серийния път.
Следователно, универсалните регистри за смяна могат да извършват входно / изходни операции както с последователни, така и с паралелни товари.
Диаграма на универсалния регистър на смяната
4-битовата диаграма на универсалния регистър за смяна е показана по-долу.
Диаграма на универсалния регистър на смяната
- Серийният вход за управление на смяна надясно позволява трансфер на данни вдясно и всички серийни входни и изходни линии са свързани към режима на смяна надясно. Входът се дава на AND порта-1 на тригера -1, както е показано на фигурата чрез сериен входен щифт.
- Серийният вход за смяна наляво позволява прехвърлянето на данни наляво и всички серийни входни и изходни линии са свързани към режим на ляво превключване.
- При паралелен трансфер на данни всички паралелни линии на входове и изходи са свързани с паралелния товар.
- Clear pin изчиства регистъра и е зададен на 0.
- CLK щифтът осигурява тактови импулси за синхронизиране на всички операции.
- В състояние на контрол информацията или данните в регистъра няма да се променят, въпреки че импулсът на часовника е приложен.
- Ако регистърът работи с паралелно натоварване и измества данните надясно и наляво, тогава той действа като универсален регистър за смяна.
Дизайн на универсален регистър за смяна
Дизайнът на 4-битов универсален регистър за смяна с използване мултиплексори и джапанки е показано по-долу.
Универсален дизайн на Shift Register
- S0 и S1 са избраните щифтове, които се използват за избор на режима на работа на този регистър. Това може да бъде смяна наляво или смяна надясно или паралелен режим.
- Pin-0 от първия 4 × 1 Mux се подава към изходния щифт на първия тригер. Спазвайте връзките, както е показано на фигурата.
- Pin-1 на първия 4X1 MUX е свързан към сериен вход за смяна надясно. В този режим регистърът измества данните вдясно.
- По същия начин щифт-2 на 4X1 MUX е свързан към серийния вход за смяна наляво. В този режим универсалният регистър за смяна измества данните наляво.
- M1 са паралелните входни данни, дадени на пин-3 на първия 4 × 1 MUX, за да осигурят паралелен режим на работа и съхраняват данните в регистъра.
- По същия начин останалите отделни паралелни входни битове за данни се дават на щифта 3 на свързания 4X1MUX, за да осигурят паралелно зареждане.
- F1, F2, F3 и F4 са паралелните изходи на джапанките, които са свързани с 4 × 1 MUX.
Универсалният регистър за смяна работи
- От горната фигура избраните закрепват режима на работа на универсалния регистър за смяна. Последователният вход премества данните надясно и наляво и съхранява данните в регистъра.
- Clear pin и CLK щифт са свързани към тригера.
- M0, M1, M2, M3 са паралелните входове, докато F0, F1, F2, F3 са паралелните изходи на джапанките
- Когато входният щифт е активен HIGH, тогава универсалният регистър за смяна зарежда / извлича данните паралелно. В този случай входният щифт е директно свързан към 4 × 1 MUX
- Когато входният щифт (режим) е активен LOW, тогава универсалният регистър за смяна премества данните. В този случай входният щифт е свързан към 4 × 1 MUX чрез NOT gate.
- Когато входният щифт (режим) е свързан към GND (земя), тогава универсалният регистър на смяна действа като двупосочен регистър на смяна.
- За да се извърши операцията за смяна надясно, входният щифт се подава към 1-ва И порта на 1-ва тригер чрез сериен вход за дясно.
- За да се извърши операцията за смяна наляво, входният щифт се подава към 8-ми И порта на последния тригер чрез вход М.
- Ако избраните щифтове S0 = 0 и S1 = 0, тогава този регистър не работи в никакъв режим. Това означава, че ще бъде в заключено състояние или няма промяна, въпреки че са приложени импулсите на часовника.
- Ако избраните щифтове S0 = 0 и S1 = 1, тогава този регистър прехвърля или измества данните наляво и ги съхранява.
- Ако избраните щифтове S0 = 1 и S1 = 0, тогава този регистър премества данните надясно и следователно извършва операцията за смяна надясно.
- Ако избраните щифтове S0 = 1 и S1 = 1, тогава този регистър зарежда данните паралелно. Следователно той извършва операцията по паралелно зареждане и съхранява данните.
S0 | S1 | Начин на действие |
0 | 0 | Заключено състояние (Без промяна) |
0 | 1 | Shift-Left |
1 | 0 | Shift-Right |
1 | 1 | Паралелно зареждане |
От горната таблица можем да забележим, че този регистър работи във всички режими със серийни / паралелни входове, използвайки 4 × 1 мултиплексори и джапанки.
Предимства
The предимства на универсалния регистър за смяна включват следното.
- Този регистър може да изпълнява 3 операции като смяна наляво, смяна надясно и паралелно зареждане.
- Съхранява данните временно с в регистъра.
- Той може да изпълнява серийни към паралелни, успоредни на серийни, успоредни на паралелни и серийни към серийни операции.
- Той може да извършва входно-изходни операции в серийния и паралелния режим.
- Комбинация от еднопосочен регистър на смяна и двупосочен регистър на смяна дава регистъра за смяна на вселената.
- Този регистър действа като интерфейс между едно устройство към друго устройство за прехвърляне на данните.
Приложения
The приложения на универсален регистър за смяна включват следното.
- Използвано в микроконтролери за I / O разширяване
- Използва се като преобразувател от сериен към сериен
- Използва се като преобразувател на паралелни в паралелни данни
- Използва се като преобразувател на данни от серия в паралел.
- Използва се при сериен трансфер на данни
- Използва се при паралелен трансфер на данни.
- Използва се като елемент на паметта в цифровата електроника като компютри.
- Използва се в приложения със забавяне във времето
- Използва се като броячи на честоти, двоични броячи и цифрови часовници
- Използва се в приложения за манипулиране на данни.
По този начин всичко е свързано с универсалното регистър за смяна - дефиниция , диаграма, дизайн, работа, предимства и недостатъци. Налични са различни видове 4-битови регистри под формата на IC 74291, IC 74395 и много други. Ето въпрос към вас: „Каква е работата на двупосочния универсален регистър за смяна?“