Wat is Universal Shift Register en de werking ervan

In digitale elektronica zijn schuifregisters de sequentiële logische schakelingen die de gegevens tijdelijk kunnen opslaan en voor elke klokpuls de gegevensoverdracht naar het uitvoerapparaat verzorgen. Deze zijn in staat om de gegevens naar rechts of naar links over te dragen / verschuiven in seriële en parallelle modi. Gebaseerd op de modus van invoer / uitvoerbewerkingen, kunnen schuifregisters worden gebruikt als een serieel-in-parallel-uit schuifregister, serie-in-serie-uit schuifregister , parallel-in-parallel-uit schuifregister, parallel-in-parallel-uit schuifregister. Op basis van het verschuiven van de gegevens zijn er universele schuifregisters en bidirectionele schuifregisters. Hier is een volledige beschrijving van het universele schuifregister.

Wat is een Universal Shift Register?

Definitie: Een register dat de gegevens kan opslaan en / de gegevens naar rechts en links verschuift, samen met de parallelle belastingsmogelijkheid, staat bekend als een universeel schuifregister. Het kan worden gebruikt om invoer- / uitvoerbewerkingen uit te voeren in zowel seriële als parallelle modi. Eenrichtingsverschuiving registreert en bidirectionele schuifregisters worden gecombineerd om het ontwerp van het universele schuifregister te krijgen. Het is ook bekend als een parallel-in-parallel-uit schuifregister of schuifregister met de parallelle belasting.

Universele schuifregisters kunnen 3 bewerkingen uitvoeren, zoals hieronder vermeld.

• Parallelle belasting - slaat de gegevens parallel op, evenals de gegevens parallel
• Schakel naar links - slaat de gegevens op en draagt ​​de gegevens over naar links in het seriële pad
• Schakel naar rechts - slaat de gegevens op en draagt ​​de gegevens over door in het seriële pad naar rechts te schuiven.

Daarom kunnen universele schuifregisters invoer- / uitvoerbewerkingen uitvoeren met zowel seriële als parallelle belastingen.

Universeel schakelregistratiediagram

Het 4-bits universele schuifregisterschema wordt hieronder weergegeven.

Universeel schakelregistratiediagram

• Seriële input voor shift-right-besturing maakt de gegevensoverdracht naar rechts mogelijk en alle seriële input- en outputlijnen zijn verbonden met de shift-right-modus. De invoer wordt gegeven aan de EN-poort-1 van de flip-flop -1 zoals weergegeven in de afbeelding via een seriële ingangspen.
• Seriële invoer voor shift-left maakt de gegevensoverdracht naar links mogelijk en alle seriële invoer- en uitvoerlijnen zijn verbonden met shift-left-modus.
• Bij parallelle gegevensoverdracht zijn alle parallelle in- en uitgangslijnen geassocieerd met de parallelle belasting.
• Pin wissen wist het register en wordt ingesteld op 0.
• CLK-pin levert klokpulsen om alle bewerkingen te synchroniseren.
• In de controlestatus zouden de informatie of gegevens in het register niet veranderen, zelfs niet als de klokpuls wordt toegepast.
• Als het register met een parallelle belasting werkt en de gegevens naar rechts en links verschuift, fungeert het als een universeel schuifregister.

Ontwerp van Universal Shift Register

Het ontwerp van een 4-bits universeel schuifregister met multiplexers en slippers wordt hieronder weergegeven.

Universal Shift Register Design

• S0 en S1 zijn de geselecteerde pinnen die worden gebruikt om de werkingsmodus van dit register te selecteren. Het kan de bediening naar links of naar rechts of de parallelle modus zijn.
• Pin-0 van de eerste 4 × 1 Mux wordt naar de outputpin van de eerste flip-flop gevoerd. Let op de aansluitingen zoals weergegeven in de afbeelding.
• Pin-1 van de eerste 4X1 MUX is verbonden met de seriële ingang om naar rechts te schakelen. In deze modus verschuift het register de data naar rechts.
• Evenzo is pin-2 van 4X1 MUX verbonden met de seriële ingang voor shift-left. In deze modus verschuift het universele schuifregister de gegevens naar links.
• M1 zijn de parallelle invoergegevens die aan pin-3 van de eerste 4 × 1 MUX worden gegeven om parallelle modus te bieden en de gegevens op te slaan in het register.
• Evenzo worden de resterende individuele parallelle inputdatabits aan de pin-3 van de gerelateerde 4X1MUX gegeven om parallelle belasting te bieden.
• F1, F2, F3 en F4 zijn de parallelle uitgangen van flip-flops, die zijn gekoppeld aan de 4 × 1 MUX.

Universal Shift Register werkt

• Uit de bovenstaande afbeelding pinnen geselecteerde pinnen de werkingsmodus van het universele schuifregister. Seriële invoer verschuift de gegevens naar rechts en links en slaat de gegevens op in het register.
• Duidelijke pin en CLK-pin zijn verbonden met de flip-flop.
• M0, M1, M2, M3 zijn de parallelle ingangen terwijl F0, F1, F2, F3 de parallelle uitgangen van flip-flops zijn
• Wanneer de invoerpin actief is HOOG, laadt / haalt het universele schuifregister de gegevens parallel op. In dit geval is de ingangspen direct verbonden met 4 × 1 MUX
• Wanneer de invoerpin (modus) actief LOW is, verschuift het universele schuifregister de gegevens. In dit geval is de invoerpin via de NIET-poort verbonden met 4 × 1 MUX.
• Wanneer de invoerpen (modus) is verbonden met GND (aarde), fungeert het universele schuifregister als een bidirectioneel schuifregister.
• Om de shift-right-bewerking uit te voeren, wordt de invoerpin via een seriële invoer voor shit-right naar de 1e EN-poort van de 1e flip-flop gevoerd.
• Om de shift-left-bewerking uit te voeren, wordt de ingangspen via ingang M naar de 8e EN-poort van de laatste flip-flop gevoerd.
• Als de geselecteerde pinnen S0 = 0 en S1 = 0, werkt dit register in geen enkele modus. Dat betekent dat het zich in een vergrendelde toestand bevindt of niet verandert, ook al worden de klokpulsen toegepast.
• Als de geselecteerde pinnen S0 = 0 en S1 = 1, dan draagt ​​of verschuift dit register de gegevens naar links en slaat de gegevens op.
• Als de geselecteerde pinnen S0 = 1 en S1 = 0, dan verschuift dit register de gegevens naar rechts en voert dus de shift-right operatie uit.
• Als de geselecteerde pinnen S0 = 1 en S1 = 1, laadt dit register de gegevens parallel. Daarom voert het de parallelle laadbewerking uit en slaat het de gegevens op.

Uit de bovenstaande tabel kunnen we zien dat dit register werkt in alle modi met seriële / parallelle ingangen met behulp van 4 × 1-multiplexers en flip-flops.

Voordelen

De voordelen van een universeel schuifregister omvatten de volgende.

• Dit register kan 3 bewerkingen uitvoeren, zoals shift-left, shift-right en parallel laden.
• Slaat de gegevens tijdelijk op met in het register.
• Het kan serieel naar parallel, parallel naar serieel, parallel naar parallel en serieel naar serieel operaties uitvoeren.
• Het kan invoer-uitvoerbewerkingen uitvoeren in zowel de modi serieel als parallel.
• Een combinatie van het unidirectionele schuifregister en bidirectionele schuifregister geeft het universumschuifregister.
• Dit register fungeert als een interface tussen het ene apparaat en het andere apparaat om de gegevens over te dragen.

Toepassingen

De toepassingen van een universeel schuifregister omvatten de volgende.

• Gebruikt in microcontrollers voor I / O-uitbreiding
• Gebruikt als een serieel-naar-serieel-omzetter
• Gebruikt als een parallel-naar-parallel dataconverter
• Gebruikt als een serieel-naar-parallel dataconverter.
• Gebruikt bij seriële - naar - seriële gegevensoverdracht
• Gebruikt bij parallelle gegevensoverdracht.
• Gebruikt als geheugenelement in digitale elektronica zoals computers.
• Gebruikt in toepassingen met vertraging
• Gebruikt als frequentietellers, binaire tellers en digitale klokken
• Gebruikt in toepassingen voor gegevensmanipulatie.

Dit gaat dus allemaal over het universele schuifregister - definitie , diagram, ontwerp, werking, voor- en nadelen. Er zijn verschillende soorten 4-bits registers beschikbaar in de vorm van IC 74291, IC 74395 en nog veel meer. Hier is een vraag voor u: 'Wat is de werking van het bidirectionele universele schuifregister?'