Universal Shift Register คืออะไรและใช้งานได้ดี

ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัล shift register เป็นวงจรลอจิกตามลำดับที่สามารถจัดเก็บข้อมูลชั่วคราวและให้การถ่ายโอนข้อมูลไปยังอุปกรณ์เอาต์พุตสำหรับทุกพัลส์นาฬิกา สิ่งเหล่านี้สามารถถ่ายโอน / เลื่อนข้อมูลไปทางขวาหรือซ้ายในโหมดอนุกรมและขนาน ขึ้นอยู่กับโหมดของการดำเนินการอินพุต / เอาท์พุตสามารถใช้ชิฟต์รีจิสเตอร์เป็นรีจิสเตอร์ชิฟต์แบบอนุกรมในแบบขนานอนุกรมในอนุกรมออก กะลงทะเบียน , รีจิสเตอร์กะแบบขนานเข้า - ขนานออก, รีจิสเตอร์กะแบบขนาน - ขนานออก ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนข้อมูลมีการลงทะเบียนกะแบบสากลและการลงทะเบียนกะสองทิศทาง นี่คือคำอธิบายทั้งหมดของทะเบียนกะสากล

Universal Shift Register คืออะไร?

คำจำกัดความ: รีจิสเตอร์ที่สามารถจัดเก็บข้อมูลและ / เลื่อนข้อมูลไปทางขวาและซ้ายพร้อมกับความสามารถในการโหลดแบบขนานเรียกว่าทะเบียนกะสากล สามารถใช้เพื่อดำเนินการอินพุต / เอาต์พุตทั้งในโหมดอนุกรมและโหมดขนาน กะทิศทางเดียว ลงทะเบียน และการลงทะเบียนกะแบบสองทิศทางจะถูกรวมเข้าด้วยกันเพื่อออกแบบทะเบียนกะสากล เป็นที่รู้จักกันในชื่อ shift register แบบขนานหรือ shift register พร้อมโหลดขนาน

Universal shift register สามารถดำเนินการได้ 3 อย่างตามรายการด้านล่าง

• การทำงานแบบขนาน - จัดเก็บข้อมูลแบบขนานและข้อมูลแบบขนาน
• เลื่อนการทำงานไปทางซ้าย - จัดเก็บข้อมูลและถ่ายโอนข้อมูลที่เลื่อนไปทางซ้ายในเส้นทางอนุกรม
• เลื่อนการทำงานที่ถูกต้อง - จัดเก็บข้อมูลและถ่ายโอนข้อมูลโดยเลื่อนไปทางขวาในเส้นทางอนุกรม

ดังนั้นการลงทะเบียน Universal shift สามารถดำเนินการอินพุต / เอาต์พุตด้วยโหลดทั้งแบบอนุกรมและแบบขนาน

Universal Shift Register Diagram

แผนภาพการลงทะเบียน Universal shift 4 บิตแสดงอยู่ด้านล่าง

Universal Shift Register Diagram

• อินพุตแบบอนุกรมสำหรับการควบคุม shift-right ช่วยให้การถ่ายโอนข้อมูลไปทางขวาและสายอินพุตและเอาต์พุตอนุกรมทั้งหมดเชื่อมต่อกับโหมด shift-right อินพุตถูกกำหนดให้กับ AND gate-1 ของ flip-flop -1 ดังแสดงในรูปผ่านพินอินพุตแบบอนุกรม
• อินพุตแบบอนุกรมสำหรับ shift-left ช่วยให้สามารถถ่ายโอนข้อมูลไปทางซ้ายและสายอินพุตและเอาต์พุตอนุกรมทั้งหมดเชื่อมต่อกับโหมด shift-left
• ในการถ่ายโอนข้อมูลแบบขนานสายอินพุตและเอาต์พุตแบบขนานทั้งหมดจะสัมพันธ์กับโหลดขนาน
• Clear pin จะล้างรีจิสเตอร์และตั้งค่าเป็น 0
• CLK pin ให้พัลส์นาฬิกาเพื่อซิงโครไนซ์การทำงานทั้งหมด
• ในสถานะควบคุมข้อมูลหรือข้อมูลในรีจิสเตอร์จะไม่เปลี่ยนแปลงแม้ว่าจะใช้พัลส์นาฬิกา
• หากรีจิสเตอร์ทำงานด้วยโหลดแบบขนานและเลื่อนข้อมูลไปทางขวาและซ้ายแสดงว่าเป็นทะเบียนกะสากล

การออกแบบ Universal Shift Register

การออกแบบทะเบียนกะสากล 4 บิตโดยใช้ มัลติเพล็กเซอร์ และ รองเท้าแตะ ดังแสดงด้านล่าง

การออกแบบ Universal Shift Register

• S0 และ S1 เป็นพินที่เลือกซึ่งใช้เพื่อเลือกโหมดการทำงานของรีจิสเตอร์นี้ อาจเป็นการทำงานแบบเลื่อนไปทางซ้ายหรือเลื่อนการทำงานไปทางขวาหรือโหมดขนาน
• Pin-0 ของ 4 × 1 Mux แรกถูกป้อนเข้ากับขาเอาต์พุตของฟลิปฟล็อปตัวแรก สังเกตการเชื่อมต่อดังแสดงในรูป
• Pin-1 ของ 4X1 MUX แรกเชื่อมต่อกับอินพุตแบบอนุกรมเพื่อเลื่อนไปทางขวา ในโหมดนี้รีจิสเตอร์จะเลื่อนข้อมูลไปทางขวา
• ในทำนองเดียวกันพิน -2 ของ 4X1 MUX เชื่อมต่อกับอินพุตอนุกรมสำหรับ shift-left ในโหมดนี้ทะเบียนกะสากลจะเลื่อนข้อมูลไปทางซ้าย
• M1 เป็นข้อมูลอินพุตแบบขนานที่กำหนดให้กับพิน -3 ของ 4 × 1 MUX แรกเพื่อให้การทำงานในโหมดขนานและเก็บข้อมูลลงในรีจิสเตอร์
• ในทำนองเดียวกันบิตข้อมูลอินพุตแบบขนานที่เหลือจะถูกกำหนดให้กับพิน 3 ของ 4X1MUX ที่เกี่ยวข้องเพื่อให้โหลดแบบขนาน
• F1, F2, F3 และ F4 เป็นเอาต์พุตแบบขนานของ Flip-flop ซึ่งเชื่อมโยงกับ 4 × 1 MUX

Universal Shift Register ทำงาน

• จากรูปด้านบนหมุดเลือกโหมดการทำงานของทะเบียนกะสากล อินพุตแบบอนุกรมจะเลื่อนข้อมูลไปทางขวาและซ้ายและจัดเก็บข้อมูลภายในรีจิสเตอร์
• พินที่ชัดเจนและพิน CLK เชื่อมต่อกับฟลิปฟล็อป
• M0, M1, M2, M3 เป็นอินพุตแบบขนานในขณะที่ F0, F1, F2, F3 เป็นเอาต์พุตแบบขนานของฟลิปฟล็อป
• เมื่อพินอินพุททำงานอยู่ HIGH ดังนั้นทะเบียนกะสากลจะโหลด / ดึงข้อมูลแบบขนาน ในกรณีนี้ขาอินพุตจะเชื่อมต่อโดยตรงกับ 4 × 1 MUX
• เมื่อพินอินพุต (โหมด) ทำงานอยู่ในระดับต่ำดังนั้นทะเบียนกะสากลจะเลื่อนข้อมูล ในกรณีนี้ขาอินพุตจะเชื่อมต่อกับ 4 × 1 MUX ผ่านทาง NOT gate
• เมื่อพินอินพุท (โหมด) เชื่อมต่อกับ GND (กราวด์) แล้ว universal shift register จะทำหน้าที่เป็น bi-directional shift register
• ในการดำเนินการเลื่อนไปทางขวาพินอินพุตจะถูกป้อนเข้ากับประตูที่ 1 และของฟลิปฟล็อปที่ 1 ผ่านอินพุตแบบอนุกรมสำหรับอึขวา
• ในการดำเนินการเลื่อนไปทางซ้ายพินอินพุตจะถูกป้อนไปที่ประตูที่ 8 และของฟลิปฟล็อปสุดท้ายผ่านอินพุต M
• หากพินที่เลือก S0 = 0 และ S1 = 0 การลงทะเบียนนี้จะไม่ทำงานในโหมดใด ๆ นั่นหมายความว่ามันจะอยู่ในสถานะล็อคหรือไม่มีสถานะการเปลี่ยนแปลงแม้ว่าจะใช้พัลส์นาฬิกา
• หากหมุดที่เลือก S0 = 0 และ S1 = 1 การลงทะเบียนนี้จะโอนหรือเลื่อนข้อมูลไปทางซ้ายและจัดเก็บข้อมูล
• หากพินที่เลือก S0 = 1 และ S1 = 0 การลงทะเบียนนี้จะเลื่อนข้อมูลไปทางขวาและด้วยเหตุนี้การดำเนินการ shift-right
• หากพินที่เลือก S0 = 1 และ S1 = 1 การลงทะเบียนนี้จะโหลดข้อมูลแบบขนาน ดังนั้นจึงดำเนินการโหลดแบบขนานและจัดเก็บข้อมูล

จากตารางด้านบนเราสามารถสังเกตได้ว่ารีจิสเตอร์นี้ทำงานในทุกโหมดด้วยอินพุตอนุกรม / ขนานโดยใช้มัลติเพล็กเซอร์ 4 × 1 และฟลิปฟล็อป

ข้อดี

ข้อดีของการลงทะเบียนกะสากล รวมสิ่งต่อไปนี้

• รีจิสเตอร์นี้สามารถดำเนินการ 3 อย่างเช่น shift-left, shift-right และ parallel load
• เก็บข้อมูลไว้ชั่วคราวในทะเบียน
• สามารถดำเนินการแบบอนุกรมเพื่อขนานขนานกับอนุกรมขนานกับขนานและอนุกรมกับการดำเนินการแบบอนุกรม
• สามารถดำเนินการอินพุตเอาต์พุตได้ทั้งในโหมดอนุกรมและแบบขนาน
• การรวมกันของทะเบียนกะทิศทางเดียวและทะเบียนกะสองทิศทางทำให้ทะเบียนกะจักรวาล
• รีจิสเตอร์นี้ทำหน้าที่เป็นอินเทอร์เฟซระหว่างอุปกรณ์หนึ่งไปยังอุปกรณ์อื่นเพื่อถ่ายโอนข้อมูล

การใช้งาน

การใช้งานทะเบียนกะสากล รวมสิ่งต่อไปนี้

• ใช้ใน ไมโครคอนโทรลเลอร์ สำหรับการขยาย I / O
• ใช้เป็นตัวแปลงอนุกรมต่ออนุกรม
• ใช้เป็นตัวแปลงข้อมูลแบบขนานถึงขนาน
• ใช้เป็นตัวแปลงข้อมูลแบบอนุกรมถึงขนาน
• ใช้ในการถ่ายโอนข้อมูลแบบอนุกรมถึงอนุกรม
• ใช้ในการถ่ายโอนข้อมูลแบบขนาน
• ใช้เป็นองค์ประกอบหน่วยความจำในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัลเช่นคอมพิวเตอร์
• ใช้ในแอปพลิเคชั่นหน่วงเวลา
• ใช้เป็นตัวนับความถี่ตัวนับไบนารีและนาฬิกาดิจิตอล
• ใช้ในแอพพลิเคชั่นจัดการข้อมูล

ดังนั้นนี่คือทั้งหมดที่เกี่ยวกับสากล shift register - คำจำกัดความ , แผนภาพ, การออกแบบ, การทำงาน, ข้อดีและข้อเสีย มีรีจิสเตอร์ 4 บิตหลายประเภทในรูปแบบของ IC 74291, IC 74395 และอื่น ๆ อีกมากมาย นี่คือคำถามสำหรับคุณ 'การทำงานของทะเบียนกะสากลแบบสองทิศทางคืออะไร'