Over het algemeen kan een register worden gedefinieerd als een apparaat dat wordt gebruikt om de binaire gegevens op te slaan, maar als u meerdere gegevensbits wilt opslaan, wordt een set flip-flops gebruikt die in serie zijn geschakeld. De gegevens die in de registers zijn opgeslagen, kunnen worden verschoven door schuifregisters aan de rechter- of linkerkant te gebruiken door middel van CLK-pulsen. Ploegenregister is een groep van slippers gebruikt om meerdere bits gegevens op te slaan. Evenzo kan een schuifregister met n-bits worden gevormd door eenvoudigweg n flip-flops aan te sluiten waar elke flip-flop eenvoudig een enkele databit opslaat. Zodra het register de bits naar de rechterkant verschuift, is het het rechter schuifregister, terwijl als het naar de linkerkant verschuift, het bekend staat als een linker schuifregister. Dit artikel bespreekt een overzicht van een van de soorten schuifregisters, namelijk serieel in parallel uit schuifregister of SIPO schuifregister .
Wat is SIPO Ploegenregister?
Het schuifregister dat seriële invoer parallelle uitvoer mogelijk maakt, staat bekend als het SIPO-schuifregister. In het SIPO-register staat de term SIPO voor seriële ingang parallelle uitgang. In dit type schuifregister worden de invoergegevens bit voor bit serieel gegeven. Voor elke klokpuls kunnen de invoergegevens op alle FF's met een enkele positie worden verschoven. De o/p bij elke flip-flop kan parallel worden ontvangen.
Schakelschema
De SISO schuifregister schakelschema wordt hieronder weergegeven. Dit circuit kan worden gebouwd met 4 D-flip-flops die zijn aangesloten zoals weergegeven in het diagram waar het CLR-signaal aanvullend op het CLK-signaal wordt gegeven aan alle FF's o RESET ze. In het bovenstaande circuit wordt de eerste FF-uitgang gegeven aan de tweede FFs-ingang. Al deze vier D-flip-flops zijn serieel met elkaar verbonden omdat aan elke flip-flop hetzelfde CLK-signaal wordt gegeven.
Werking van SIPO Ploegenregister
De werking van het SIPO schuifregister is; dat het de seriële gegevensinvoer van de eerste flip-flop van de linkerkant neemt en een parallelle gegevensuitvoer genereert. Het 4-bit SIPO-schuifregistercircuit wordt hieronder getoond. De werking van dit schuifregister is dat eerst alle flip-flops van het circuit van FF1 tot FF4 moeten RESETTEN, zodat alle uitgangen van FF's zoals QA tot QD op logisch nulniveau staan, dus er is geen parallelle gegevensuitvoer.
De constructie van het SIPO-schuifregister is hierboven weergegeven. In het schema is de eerste flip-flop-uitgang 'QA' verbonden met de tweede flip-flop-ingang 'DB'. De tweede flip-flop-uitgang 'QB' is verbonden met de derde flip-flop-ingang DC en de derde flip-flop-uitgang 'QC' is verbonden met de vierde flip-flop-ingang 'DD. Hier zijn QA, QB, QC en QD gegevensuitgangen.
Aanvankelijk wordt alle output nul, dus zonder CLK-puls; alle gegevens worden nul. Laten we een 4-bits gegevensinvoervoorbeeld nemen, zoals 1101. Als we de eerste klokpuls '1' toepassen op de eerste flip-flop, worden de gegevens die in de FF en QA moeten worden ingevoerd '1' en blijven alle uitgangen zoals QB , QC en QD worden nul. Dus de eerste gegevensuitvoer is '1000'
Als we de tweede klokpuls als '0' toepassen op de eerste flip-flop, dan wordt QA '0', QB wordt '0', QC wordt '0' en QD wordt '0'. Dus de tweede gegevensuitvoer wordt '0100' vanwege het shift-rechts-proces.
Als we de derde klokpuls als '1' toepassen op de eerste flip-flop, dan wordt QA '1', QB wordt '0', QC wordt '1' en QD wordt '0'. Dus de derde gegevensuitvoer wordt '1011' vanwege het shift-rechts-proces.
Als we de vierde klokpuls als '1' toepassen op de eerste flip-flop, dan wordt QA '1', QB wordt '1', QC wordt '0' en QD wordt '1'. Dus de derde gegevensuitvoer wordt '1101' vanwege het shift-rechts-proces.
SIPO Shift Register Waarheidstabel
De waarheidstabel van het SIPO-schuifregister is hieronder weergegeven.
Tijdschema
De timingdiagram van het SIPO-schuifregister wordt hieronder weergegeven.
Hier gebruiken we een CLK i/p-signaal met positieve flank. In een eerste klokpuls worden de invoergegevens QA = '1' en alle andere waarden zoals QB, QC en QD worden '0'. De output wordt dus '1000'. In de tweede klokpuls wordt de uitgang '0101'. Bij de derde klokpuls wordt de uitgang '1010' en bij de vierde klokpuls wordt de uitgang '1101'.
SIPO Shift Register Verilog-code
De Verilog-code voor het SIPO-schuifregister wordt hieronder weergegeven.
module sipomod(clk,clear,si,po);
invoer clk, si, clear;
uitgang [3:0] po;
reg [3:0] tmp;
reg [3:0] po;
altijd @(posedge clk)
beginnen
als (duidelijk)
tmp <= 4'b0000;
anders
tmp <= tmp << 1;
tmp[0] <= ja;
po = tmp;
einde
eindmodule
74HC595 IC SIPO-schakelregistercircuit en zijn werking
Een 74HC595 IC is een 8-bit serieel in parallel uitschuifregister, dus het gebruikt ingangen serieel en biedt parallelle uitgangen. Dit IC bevat 16-pins en is verkrijgbaar in verschillende pakketten zoals SOIC, DIP, TSSOP & SSOP.
De pinconfiguratie van 74HC595 wordt hieronder weergegeven, waarbij elke pin hieronder wordt besproken.
Pinnen 1 tot 7 & 15 (QB tot QH & QA): Dit zijn de o/p-pinnen die worden gebruikt om uitvoerapparaten zoals 7-segmentsdisplays en LED's aan te sluiten.
Pin8 (GND): Deze GND-pin wordt eenvoudig aangesloten op de GND-pin van de voeding of microcontroller.
Pin9 (QH): Deze pin wordt gebruikt om verbinding te maken met de SER-pin van een ander IC en hetzelfde CLK-signaal te geven aan beide IC's, zodat ze als een enkele IC werken, inclusief 16-uitgangen.
Pin16 (Vcc): Deze pin wordt gebruikt om verbinding te maken met de microcontroller, anders voeding omdat het een 5V logisch niveau IC is.
Pin14 (BE): Het is de seriële i/p-pin waar de gegevens serieel door deze pin worden ingevoerd.
Pin11 (SRCLK): Het is de Shift Register CLK Pin die werkt als de CLK voor het Shift Register omdat het CLK-signaal door deze pin heen wordt gegeven.
Pin12 (RCLK): Het is de Register CLK-pin die wordt gebruikt om o/ps te observeren op de apparaten die op deze IC's zijn aangesloten.
Pin10 (SRCLR): Het is de Shift Register CLR Pin. Deze pin wordt voornamelijk gebruikt wanneer we de opslag van het register moeten wissen.
Pin13 (OE): Het is de o/p Enable Pin. Zodra deze pin op HOOG is ingesteld, wordt het schuifregister ingesteld op een hoge impedantieconditie en worden o/ps niet verzonden. Als we deze pin op laag zetten, kunnen we de o/ps krijgen.
74HC595 IC werkt
Het schakelschema van 74HC595 IC voor het aansturen van LED's is hieronder weergegeven. De 3-pins van het schuifregister zijn nodig om op Arduino te worden aangesloten, zoals pinnen 11, 12 en 14. Alle acht LED's worden eenvoudig op dit schuifregister-IC aangesloten.
De vereiste componenten om dit circuit te ontwerpen, omvatten voornamelijk een 74HC595 Shift Register IC, Arduino UNO, 5V-voeding, breadboard, 8 LED's, 1KΩ-weerstanden - 8 en verbindingsdraden.
Eerst moet de Serial i/p Pin van het Shift Register verbinding maken met de Pin-4 van Arduino Uno. Verbind daarna zowel de CLK- als de vergrendelingspinnen zoals pinnen 11 en 12 van IC met respectievelijk pinnen 5 en 6 van Arduino Uno. De LED's worden door middel van 1KΩ stroombegrenzingsweerstanden aangesloten op de 8-o/p pinnen van het IC. Een aparte 5V-voeding wordt gebruikt voor 74HC595 IC met gemeenschappelijke GND naar Arduino voordat 5V van Arduino wordt geleverd.
Code
De eenvoudige code voor het activeren van 8 LED's in een reeks wordt hieronder weergegeven.
int latchPin = 5;
int clkPin = 6;
int dataPin = 4;
byte-LED = 0;
ongeldige setup()
{
Serieel.begin(9600);
pinMode (LatchPin, OUTPUT);
pinMode (dataPin, UITGANG);
pinMode (clkPin, UITGANG);
}
lege lus()
{
int i=0;
LED = 0;
shiftLED();
vertraging (500);
voor (i = 0; ik < 8; i++)
{
bitSet(LED, ik);
Seriële.println (LED);
shiftLED();
vertraging (500);
}
}
leegte shiftLED()
{
digitalWrite (LatchPin, LAAG);
shiftOut(dataPin, clkPin, MSBFIRST, LED);
digitalWrite(latchPin, HOOG);
}
De werking van deze schuifregisterschakeling is dat in eerste instantie alle 8 LED's UIT zullen gaan omdat de bytevariabele LED op nul wordt gezet. Nu wordt elke bit op 1 gezet met de 'bitSet' -functie en wordt naar buiten verschoven met de 'shiftOut' -functie. Evenzo wordt elke LED in dezelfde reeks ingeschakeld. Als u de LED wilt uitschakelen, kunt u de functie 'bitClear' gebruiken.
De 74HC595 Shift Register IC wordt gebruikt in verschillende toepassingen zoals servers, LED-besturing, industriële besturing, elektronische apparaten, netwerkswitches, enz.
Toepassingen
De toepassingen van seriële ingang parallelle uitgang schuifregister wordt hieronder weergegeven.
- Over het algemeen wordt het schuifregister gebruikt voor het opslaan van tijdelijke gegevens, gebruikt als een ring & Johnson Bel teller .
- Deze worden gebruikt voor gegevensoverdracht & manipulatie.
- Deze flip-flops worden voornamelijk gebruikt binnen communicatielijnen waar een datalijn de-multiplexing in talrijke parallelle lijnen nodig is, omdat dit schuifregister wordt gebruikt om de gegevens van serieel naar parallel te veranderen.
- Deze worden gebruikt voor gegevenscodering en -decodering.
- Dit schuifregister wordt binnen CDMA gebruikt voor het genereren van PN-code of pseudo-ruisvolgnummer.
- We kunnen ze gebruiken om onze gegevens te volgen!
- Het SIPO-schuifregister wordt in verschillende digitale toepassingen gebruikt voor dataconversie.
- Soms wordt dit type schuifregister gewoon op de microprocessor aangesloten zodra er meer GPIO-pinnen nodig zijn.
- De praktische toepassing van dit SIPO-schuifregister is om de uitgangsgegevens van de microprocessor door te geven aan een externe paneelindicator.
Dit is dus een overzicht van de SIPO schuifregister - circuit, werken, waarheidstabel en timingdiagram met toepassingen. De meest gebruikte SIPO-schuifregistercomponenten zijn 74HC595, 74LS164, 74HC164/74164, SN74ALS164A, SN74AHC594, SN74AHC595 en CD4094. Deze registers zijn zeer snel in gebruik, de gegevens kunnen zeer eenvoudig van serieel naar parallel worden omgezet en het ontwerp is eenvoudig. Hier is een vraag voor u, wat is het PISO-schuifregister.
