Im Allgemeinen kann ein Register als ein Gerät definiert werden, das zum Speichern der Binärdaten verwendet wird. Wenn Sie jedoch mehrere Datenbits speichern möchten, wird ein Satz von Flip-Flops verwendet, die in Reihe geschaltet sind. Die in den Registern gespeicherten Daten können verschoben werden, indem Schieberegister entweder auf der rechten oder linken Seite verwendet werden, indem CLK-Impulse bereitgestellt werden. Schieberegister ist eine Gruppe von Flip Flops verwendet, um mehrere Datenbits zu speichern. In ähnlicher Weise kann ein Schieberegister mit n Bits gebildet werden, indem einfach n Flip-Flops verbunden werden, wobei jedes Flip-Flop einfach ein einzelnes Datenbit speichert. Sobald das Register die Bits auf die rechte Seite verschiebt, ist es das rechte Schieberegister, während es als linkes Schieberegister bekannt ist, wenn es auf die linke Seite verschoben wird. Dieser Artikel beschreibt einen Überblick über eine der Arten von Schieberegistern, nämlich Seriell-in-Parallel-Aus-Schieberegister oder SIPO-Schieberegister .
Was ist das SIPO-Schichtregister?
Das Schieberegister, das eine serielle Eingabe und parallele Ausgabe ermöglicht, ist als SIPO-Schieberegister bekannt. Im SIPO-Register steht der Begriff SIPO für Serial Input Parallel Output. Bei dieser Art von Schieberegister werden die Eingangsdaten Bit für Bit seriell ausgegeben. Für jeden Taktimpuls können die Eingangsdaten an allen FFs um eine einzelne Position verschoben werden. Das o/p an jedem Flip-Flop kann parallel empfangen werden.
Schaltplan
Das Schaltplan des SISO-Schieberegisters ist unten gezeigt. Diese Schaltung kann mit 4 D-Flip-Flops aufgebaut werden, die wie im Diagramm gezeigt verbunden sind, wo das CLR-Signal zusätzlich zum CLK-Signal an alle FFs gegeben wird, um sie zurückzusetzen. In der obigen Schaltung wird der erste FF-Ausgang an den zweiten FFs-Eingang gegeben. Alle diese vier D-Flip-Flops sind seriell miteinander verbunden, da jedem Flip-Flop das gleiche CLK-Signal zugeführt wird.
Funktionsweise des SIPO-Schichtregisters
Die Funktionsweise des SIPO-Schieberegisters ist; dass es den seriellen Dateneingang vom ersten Flip-Flop der linken Seite nimmt und einen parallelen Datenausgang erzeugt. Die 4-Bit-SIPO-Schieberegisterschaltung ist unten gezeigt. Der Betrieb dieses Schieberegisters ist, dass zuerst alle Flip-Flops von der Schaltung von FF1 bis FF4 zurückgesetzt werden müssen, so dass alle Ausgänge von FFs wie QA bis QD auf dem logischen Nullpegel sind, so dass es keine parallele Datenausgabe gibt.
Der Aufbau des SIPO-Schieberegisters ist oben gezeigt. Im Diagramm ist der erste Flip-Flop-Ausgang „QA“ mit dem zweiten Flip-Flop-Eingang „DB“ verbunden. Der Ausgang „QB“ des zweiten Flip-Flops ist mit dem Eingang DC des dritten Flip-Flops verbunden, und der Ausgang „QC“ des dritten Flip-Flops ist mit dem Eingang „DD“ des vierten Flip-Flops verbunden. Hier sind QA, QB, QC und QD Datenausgänge.
Anfänglich werden alle Ausgaben Null, also ohne CLK-Impuls; Alle Daten werden zu Null. Nehmen wir ein 4-Bit-Dateneingangsbeispiel wie 1101. Wenn wir den ersten Taktimpuls '1' an das erste Flip-Flop anlegen, werden die in FF und QA einzugebenden Daten '1' und alle Ausgänge bleiben wie QB , QC und QD werden Null. Die erste Datenausgabe ist also „1000“.
Wenn wir den zweiten Taktimpuls als „0“ an das erste Flipflop anlegen, wird QA „0“, QB wird „0“, QC wird „0“ und QD wird „0“. Die zweite Datenausgabe wird also aufgrund des Rechtsverschiebungsprozesses zu „0100“.
Wenn wir den dritten Taktimpuls als „1“ an das erste Flipflop anlegen, wird QA „1“, QB wird „0“, QC wird „1“ und QD wird „0“. Die dritte Datenausgabe wird also aufgrund des Rechtsverschiebungsprozesses zu „1011“.
Wenn wir den vierten Taktimpuls als „1“ an das erste Flipflop anlegen, wird QA „1“, QB wird „1“, QC wird „0“ und QD wird „1“. Die dritte Datenausgabe wird also aufgrund des Rechtsverschiebungsprozesses zu „1101“.
Wahrheitstabelle des SIPO-Schieberegisters
Die Wahrheitstabelle des SIPO-Schieberegisters ist unten gezeigt.
Zeitdiagramm
Das Zeitdiagramm des SIPO-Schieberegisters ist unten gezeigt.
Hier verwenden wir ein CLK-i/p-Signal mit positiver Flanke. In einem ersten Taktimpuls werden die Eingangsdaten QA = „1“ und alle anderen Werte wie QB, QC und QD werden „0“. Die Ausgabe wird also „1000“. Beim zweiten Taktimpuls wird der Ausgang „0101“. Beim dritten Takt wird der Ausgang „1010“ und beim vierten Takt wird der Ausgang „1101“.
Verilog-Code des SIPO-Schieberegisters
Der Verilog-Code für das SIPO-Schieberegister ist unten gezeigt.
Modul sipomod(clk,clear,si,po);
Eingabe clk, si, löschen;
Ausgang [3:0] po;
reg [3:0] tmp;
reg [3:0] po;
immer @(posedge clk)
Start
wenn klar)
tmp <= 4’b0000;
anders
tmp <= tmp << 1;
tmp[0] <= ja;
po = tmp;
Ende
Endmodul
74HC595 IC SIPO Schieberegisterschaltung und ihre Funktionsweise
Ein 74HC595-IC ist ein serielles 8-Bit-Schieberegister mit parallelem Ausgang, sodass er Eingänge seriell verwendet und parallele Ausgänge bereitstellt. Dieser IC umfasst 16 Pins und ist in verschiedenen Gehäusen wie SOIC, DIP, TSSOP und SSOP erhältlich.
Die Pin-Konfiguration von 74HC595 ist unten gezeigt, wo jeder Pin unten besprochen wird.
Pins 1 bis 7 & 15 (QB bis QH & QA): Dies sind die o/p-Pins, die verwendet werden, um Ausgabegeräte wie 7-Segment-Anzeigen und LEDs anzuschließen.
Pin8 (Masse): Dieser GND-Pin wird einfach mit dem GND-Pin der Stromversorgung des Mikrocontrollers verbunden.
Pin9 (QH): Dieser Pin wird verwendet, um eine Verbindung zum SER-Pin eines anderen ICs herzustellen und beiden ICs das gleiche CLK-Signal zu geben, sodass sie wie ein einziger IC mit 16 Ausgängen funktionieren.
Pin16 (Vcc): Dieser Pin wird verwendet, um an den Mikrocontroller anzuschließen, ansonsten Stromversorgung, da es sich um einen 5-V-Logikpegel-IC handelt.
Pin14 (BE): Es ist der serielle I/P-Pin, wo die Daten seriell über diesen Pin eingegeben werden.
Pin11 (SRCLK): Es ist der CLK-Pin des Schieberegisters, der wie der CLK für das Schieberegister funktioniert, da das CLK-Signal über diesen Pin gegeben wird.
Pin12 (RCLK): Es ist der Register-CLK-Pin, der verwendet wird, um o/ps auf den Geräten zu beobachten, die mit diesen ICs verbunden sind.
Pin10 (SRCLR): Es ist der Pin des Schieberegisters CLR. Dieser Pin wird hauptsächlich verwendet, wenn wir den Speicher des Registers löschen müssen.
Pin13 (OE): Es ist der o/p Enable Pin. Sobald dieser Pin auf HIGH gesetzt ist, wird das Schieberegister auf einen Zustand mit hoher Impedanz gesetzt und o/ps werden nicht übertragen. Wenn wir diesen Pin auf Low setzen, können wir die o/ps abrufen.
74HC595 IC Funktioniert
Das Schaltbild des IC 74HC595 zur Steuerung von LEDs ist unten dargestellt. Die 3 Pins des Schieberegisters müssen wie die Pins 11, 12 und 14 mit Arduino verbunden werden. Alle acht LEDs werden einfach mit diesem Schieberegister-IC verbunden.
Die erforderlichen Komponenten zum Entwerfen dieser Schaltung umfassen hauptsächlich einen 74HC595-Schieberegister-IC, Arduino UNO, 5-V-Netzteil, Steckbrett, 8 LEDs, 1-kΩ-Widerstände – 8 und Verbindungsdrähte.
Zuerst muss der Serial i/p Pin des Schieberegisters mit dem Pin-4 von Arduino Uno verbunden werden. Verbinden Sie danach sowohl die CLK- als auch die Latch-Pins wie die Pins 11 und 12 des IC mit den Pins 5 und 6 des Arduino Uno. Die LEDs werden mit 1KΩ-Strombegrenzungswiderständen an die 8-o/p-Pins des IC angeschlossen. Eine separate 5-V-Stromversorgung wird für den 74HC595-IC mit gemeinsamer GND zu Arduino verwendet, bevor 5 V von Arduino bereitgestellt werden.
Code
Der einfache Code zum Aktivieren von 8 LEDs in einer Reihe EIN ist unten gezeigt.
int LatchPin = 5;
int clkPin = 6;
int dataPin = 4;
Byte-LED = 0;
ungültige Einrichtung ()
{
Serial.begin (9600);
PinMode (LatchPin, AUSGANG);
PinMode (DatenPin, AUSGANG);
PinMode (clkPin, AUSGANG);
}
Leere Schleife ()
{
Ganzzahl i=0;
LED = 0;
shiftLED();
Verzögerung (500);
für (i = 0; i < 8; i++)
{
BitSet (LED, i);
Serial.println (LED);
shiftLED();
Verzögerung (500);
}
}
void shiftLED()
{
DigitalWrite (LatchPin, LOW);
shiftOut (dataPin, clkPin, MSBFIRST, LED);
DigitalWrite (LatchPin, HIGH);
}
Die Funktionsweise dieser Schieberegisterschaltung besteht darin, dass zunächst alle 8 LEDs ausgeschaltet werden, da die Byte-Variable LED auf Null gesetzt wird. Nun wird jedes Bit mit der Funktion „bitSet“ auf 1 gesetzt & mit der Funktion „shiftOut“ herausgeschoben. Ebenso wird jede LED in der gleichen Reihe eingeschaltet. Wenn Sie die LED ausschalten möchten, können Sie die „bitClear“-Funktion verwenden.
Der Schieberegister-IC 74HC595 wird in verschiedenen Anwendungen wie Servern, LED-Steuerung, Industriesteuerung, elektronischen Geräten, Netzwerkschaltern usw. verwendet.
Anwendungen
Das Anwendungen von Schieberegistern mit seriellem Eingang und parallelem Ausgang ist unten gezeigt.
- Im Allgemeinen wird das Schieberegister zum Speichern temporärer Daten verwendet, die als Ring & Johnson verwendet werden Ringzähler .
- Diese dienen der Datenübertragung & Manipulation.
- Diese Flip-Flops werden hauptsächlich innerhalb von Kommunikationsleitungen verwendet, wo eine Demultiplexierung einer Datenleitung in zahlreiche parallele Leitungen erforderlich ist, da dieses Schieberegister verwendet wird, um die Daten von seriell auf parallel zu ändern.
- Diese werden zur Datenverschlüsselung und -entschlüsselung verwendet.
- Dieses Schieberegister wird innerhalb von CDMA zum Erzeugen eines PN-Codes oder einer Pseudo-Noise-Sequenznummer verwendet.
- Wir können sie verwenden, um unsere Daten zu verfolgen!
- Das SIPO-Schieberegister wird in verschiedenen digitalen Anwendungen zur Datenkonvertierung verwendet.
- Manchmal wird diese Art von Schieberegister einfach an den Mikroprozessor angeschlossen, wenn mehr GPIO-Pins benötigt werden.
- Die praktische Anwendung dieses SIPO-Schieberegisters besteht darin, die Ausgangsdaten des Mikroprozessors an eine entfernte Anzeigetafel weiterzugeben.
Dies ist also ein Überblick über das SIPO Schieberegister – Schalt-, Arbeits-, Wahrheitstabelle und Zeitdiagramm mit Anwendungen. Die am häufigsten verwendeten SIPO-Schieberegisterkomponenten sind 74HC595, 74LS164, 74HC164/74164, SN74ALS164A, SN74AHC594, SN74AHC595 und CD4094. Diese Register sind sehr schnell im Einsatz, die Daten können sehr einfach von seriell auf parallel konvertiert werden und ihr Aufbau ist einfach. Hier ist eine Frage an Sie, was ist das PISO-Schieberegister.
