I allmänhet kan ett register definieras som en enhet som används för att lagra binära data, men om du vill lagra flera databitar används en uppsättning flip flops som är seriekopplade. Data som lagras i registren kan skiftas genom att använda skiftregister på antingen höger sida eller vänster sida genom att tillhandahålla CLK-pulser. Skift register är en grupp av Flip flops används för att lagra flera databitar. På liknande sätt kan ett skiftregister med n-bitar bildas genom att helt enkelt ansluta n vippor där varje vippa helt enkelt lagrar en enda databit. När registret väl flyttar bitarna till höger är det det högra skiftregistret, medan om det skiftar till vänster är det känt som ett vänsterskiftregister. Den här artikeln diskuterar en översikt över en av typerna av skiftregister nämligen seriellt parallellt ut skiftregister eller SIPO skiftregister .
Vad är SIPO Shift Register?
Skiftregistret som tillåter seriell ingång parallell utmatning är känt som SIPO-skiftregistret. I SIPO-registret står termen SIPO för seriell ingång parallell utgång. I denna typ av skiftregister ges indata bit för bit i serie. För varje klockpuls kan indata vid alla FF:er skiftas med en enda position. O/p vid varje flip-flop kan tas emot parallellt.
Kretsdiagram
De SISO skiftregister kretsschema visas nedan. Denna krets kan byggas med 4 D vippor som är anslutna som visas i diagrammet där CLR-signalen ges utöver CLK-signalen till alla FF:er eller RESET dem. I ovanstående krets ges den första FF-utgången till den andra FFs-ingången. Alla dessa fyra D-vippor är seriekopplade med varandra eftersom samma CLK-signal ges till varje vippa.
Arbetar med SIPO Skiftregister
Arbetssättet för SIPO-skiftregistret är; att den tar den seriella datainmatningen från den första vippan på vänster sida och genererar en parallell datautgång. 4-bitars SIPO-skiftregisterkretsen visas nedan. Funktionen för detta skiftregister är att först måste alla vippor från kretsen från FF1 till FF4 ÅTERSTÄLLA så att alla utsignaler från FF:er som QA till QD kommer att vara på logisk nollnivå så att det inte finns någon parallell datautmatning.
Konstruktionen av SIPO-skiftregistret visas ovan. I diagrammet är den första flip-flop-utgången 'QA' ansluten till den andra flip-flop-ingången 'DB'. Den andra flip flops-utgången 'QB' är ansluten till den tredje flip-flops-ingången DC, och den tredje flip-flops-utgången 'QC' är ansluten till den fjärde flip-flops-ingången 'DD. Här är QA, QB, QC och QD datautgångar.
Initialt kommer all utsignal att bli noll så utan CLK-puls; all data blir noll. Låt oss ta ett 4-bitars datainmatningsexempel som 1101. Om vi applicerar den första klockpulsen '1' på den första vippan, blir data som ska matas in i FF och QA '1' och återstående alla utgångar som QB , QC och QD blir noll. Så den första datautgången är '1000'
Om vi applicerar den andra klockpulsen som '0' på den första vippan så blir QA '0', QB blir '0', QC blir '0' och QD blir '0'. Så den andra datautgången kommer att bli '0100' på grund av högerförskjutningsprocessen.
Om vi applicerar den tredje klockpulsen som '1' på den första vippan så blir QA '1', QB blir '0', QC blir '1' och QD blir '0'. Så den tredje datautgången kommer att bli '1011' på grund av processen för högerskiftning.
Om vi applicerar den fjärde klockpulsen som '1' på den första vippan så blir QA '1', QB blir '1', QC blir '0' och QD blir '1'. Så den tredje datautgången kommer att bli '1101' på grund av högerförskjutningsprocessen.
SIPO Shift Register Sanningstabell
Sanningstabellen för SIPO-skiftregistret visas nedan.
Tidsdiagram
De tidsdiagram för SIPO-skiftregistret visas nedan.
Här använder vi en positiv flank CLK i/p-signal. I en första klockpuls blir indata QA = '1' och alla andra värden som QB, QC och QD blir '0'. Så utgången blir '1000'. I den andra klockpulsen blir utgången '0101'. I den tredje klockpulsen blir utgången '1010' och i den fjärde klockpulsen blir utgången '1101'.
SIPO Shift Register Verilog Code
Verilog-koden för SIPO-skiftregistret visas nedan.
modul sipomod(clk,clear, si, po);
input clk, si,clear;
utgång [3:0] po;
reg [3:0] tmp;
reg [3:0] po;
alltid @(posedge clk)
Börja
om (klart)
tmp <= 4'b0000;
annan
tmp <= tmp << 1;
tmp[0] <= ja;
po = tmp;
slutet
slutmodul
74HC595 IC SIPO skiftregisterkrets och dess funktion
En 74HC595 IC är ett 8-bitars seriellt in parallell ut skiftregister, så den använder ingångar seriellt och ger parallella utgångar. Denna IC innehåller 16-stift och finns i olika paket som SOIC, DIP, TSSOP & SSOP.
Stiftkonfigurationen för 74HC595 visas nedan där varje stift diskuteras nedan.
Pins 1 till 7 & 15 (QB till QH & QA): Dessa är o/p-stiften som används för att ansluta utgångsenheter som 7-segmentsskärmar och lysdioder.
Pin8 (GND): Detta GND-stift ansluts helt enkelt till GND-stiftet på strömförsörjningen till mikrokontrollern.
Pin9 (QH): Detta stift används för att ansluta till SER-stiftet på en annan IC och ge samma CLK-signal till båda IC så att de fungerar som en enda IC inklusive 16-utgångar.
Pin16 (Vcc): Detta stift används för att ansluta till mikrokontrollern annars strömförsörjning eftersom det är en 5V logisk nivå IC.
Pin14 (BE): Det är den seriella i/p-stiften där data skrivs in seriellt i hela stiftet.
Pin11 (SRCLK): Det är Shift Register CLK Pin som fungerar som CLK för Shift Register eftersom CLK-signalen ges genom hela denna pin.
Pin12 (RCLK): Det är Register CLK-stiftet som används för att observera o/ps på enheterna som är anslutna till dessa IC:er.
Pin10 (SRCLR): Det är Shift Register CLR Pin. Denna pin används främst när vi behöver rensa registrets lagring.
Pin13 (OE): Det är o/p Enable Pin. När detta stift är inställt på HÖG så ställs skiftregistret till ett tillstånd med hög impedans och o/ps sänds inte. Om vi ställer in det här stiftet till lågt kan vi få o/ps.
74HC595 IC Fungerar
Kretsschemat för 74HC595 IC för styrning av lysdioder visas nedan. Skiftregistrets 3-stift behövs för att anslutas till Arduino som stift 11, 12 och 14. Alla de åtta lysdioderna kopplas helt enkelt till denna skiftregister-IC.
De komponenter som krävs för att designa denna krets inkluderar huvudsakligen en 74HC595 Shift Register IC, Arduino UNO, 5V strömförsörjning, Breadboard, 8 lysdioder, 1KΩ motstånd – 8, och anslutningskablar.
Först måste skiftregistrets seriella i/p-stift anslutas till pin-4 på Arduino Uno. Efter det ansluter du både CLK- och låsstiften som stift 11 och 12 på IC till stift 5 och 6 på Arduino Uno. Lysdioderna är anslutna med 1KΩ strömbegränsande motstånd till 8-o/p-stiften på IC. En separat 5V strömförsörjning används för 74HC595 IC med gemensam GND till Arduino innan 5V matas från Arduino.
Koda
Den enkla koden för att aktivera 8 lysdioder PÅ i en serie visas nedan.
int latchPin = 5;
int clkPin = 6;
int dataPin = 4;
byte LED = 0;
void setup()
{
Serial.begin(9600);
pinMode(latchPin, OUTPUT);
pinMode(dataPin, OUTPUT);
pinMode(clkPin, OUTPUT);
}
void loop()
{
int i=0;
LED = 0;
shiftLED();
fördröjning(500);
för (i = 0; i < 8; i++)
{
bitSet(LED, i);
Serial.println(LED);
shiftLED();
fördröjning(500);
}
}
void shiftLED()
{
digitalWrite(latchPin, LOW);
shiftOut(dataPin, clkPin, MSBFIRST, LED);
digitalWrite(latchPin, HIGH);
}
Funktionen för denna skiftregisterkrets är att till en början kommer alla de 8 lysdioderna att stängas AV eftersom bytevariabeln lysdiod är inställd på noll. Nu är varje bit satt till 1 med 'bitSet'-funktionen och skiftas ut med 'shiftOut'-funktionen. På samma sätt kommer varje lysdiod att tändas i samma serie. Om du vill stänga av lysdioden kan du använda 'bitClear'-funktionen.
74HC595 Shift Register IC används i olika applikationer som servrar, LED-kontroll, industriell kontroll, elektroniska apparater, nätverksväxlar, etc.
Ansökningar
De tillämpningar av seriell ingång parallell utgång skiftregister visas nedan.
- I allmänhet används skiftregistret för att lagra temporär data, som används som en ring & Johnson Ringräknare .
- Dessa används för överföring av data och manipulation.
- Dessa vippor används huvudsakligen inom kommunikationslinjer överallt där en datalinje som demultiplexeras till ett flertal parallella linjer är nödvändig eftersom detta skiftregister används för att ändra data från seriell till parallell.
- Dessa används för datakryptering och dekryptering.
- Detta skiftregister används inom CDMA för att generera PN-kod eller Pseudobrussekvensnummer.
- Vi kan använda dem för att spåra vår data!
- SIPO-skiftregistret används i olika digitala applikationer för datakonvertering.
- Ibland ansluts den här typen av skiftregister helt enkelt till mikroprocessorn när fler GPIO-stift behövs.
- Den praktiska tillämpningen av detta SIPO-skiftregister är att ge mikroprocessorns utdata till en fjärrpanelindikator.
Detta är alltså en översikt över SIPO skift register – krets, arbetsschema, sanningstabell och tidsdiagram med applikationer. De mest använda SIPO-skiftregisterkomponenterna är 74HC595, 74LS164, 74HC164/74164, SN74ALS164A, SN74AHC594, SN74AHC595 och CD4094. Dessa register är mycket snabba i användning, data kan konverteras mycket enkelt från seriell till parallell, och dess design är enkel. Här är en fråga till dig, vad är PISO-skiftregistret.
