Circuitos digitales: registros de desplazamiento
Sabemos que un flip-flop puede almacenar un bit de información. Para almacenar varios bits de información, necesitamos varios flip-flops. El grupo de flip-flops, que se utilizan para almacenar (almacenar) los datos binarios, se conoce comoregister.
Si el registro es capaz de desplazar bits hacia el lado derecho o hacia el lado izquierdo se conoce como shift register. Un registro de desplazamiento de bit 'N' contiene 'N' flip-flops. A continuación se muestran los cuatro tipos de registros de desplazamiento basados en la aplicación de entradas y el acceso a las salidas.
- Registro de desplazamiento de entrada en serie - salida en serie
- Registro de desplazamiento de entrada en serie - salida en paralelo
- Registro de desplazamiento de entrada paralela - salida serie
- Paralelo de entrada - registro de desplazamiento paralelo de salida
Serial In - Serial Out (SISO) Registro de cambios
El registro de desplazamiento, que permite la entrada en serie y produce una salida en serie, se conoce como entrada serie - salida serie (SISO)registro de desplazamiento. losblock diagram del registro de desplazamiento SISO de 3 bits se muestra en la siguiente figura.
Este diagrama de bloques consta de tres flip-flops D, que son cascaded. Eso significa que la salida de un flip-flop D está conectada como la entrada del siguiente flip-flop D. Todos estos flip-flops están sincronizados entre sí, ya que a cada uno se le aplica la misma señal de reloj.
En este registro de desplazamiento, podemos enviar los bits en serie desde la entrada del flip-flop D más a la izquierda. Por lo tanto, esta entrada también se denomina comoserial input. Por cada disparo de flanco positivo de la señal de reloj, los datos se desplazan de una etapa a la siguiente. Entonces, podemos recibir los bits en serie desde la salida del flip-flop D más derecho. Por lo tanto, esta salida también se denomina comoserial output.
Ejemplo
Veamos el funcionamiento del registro de desplazamiento SISO de 3 bits enviando la información binaria “011” de LSB a MSB en serie en la entrada.
Suponga que el estado inicial de los flip-flops D desde el extremo izquierdo al derecho es $ Q_ {2} Q_ {1} Q_ {0} = 000 $. Podemos entender elworking of 3-bit SISO shift register de la siguiente tabla.
| No de borde positivo del reloj | Entrada serial | Q 2 | Q 1 | Q 0 |
|---|---|---|---|---|
| 0 | - | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 1 (LSB) | 1 | 0 | 0 |
| 2 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 3 | 0 (MSB) | 0 | 1 | 1 (LSB) |
| 4 | - | - | 0 | 1 |
| 5 | - | - | - | 0 (MSB) |
El estado inicial de los flip-flops D en ausencia de señal de reloj es $ Q_ {2} Q_ {1} Q_ {0} = 000 $. Aquí, la salida en serie proviene de $ Q_ {0} $. Por lo tanto, el LSB (1) se recibe en 3 rd flanco positivo del reloj y el MSB (0) se recibe en 5 º flanco positivo del reloj.
Por lo tanto, el registro de desplazamiento SISO de 3 bits requiere cinco pulsos de reloj para producir una salida válida. Del mismo modo, elN-bit SISO shift register requiere 2N-1 pulsos de reloj para cambiar la información de bits 'N'.
Registro de cambios de entrada en serie - salida en paralelo (SIPO)
El registro de desplazamiento, que permite la entrada en serie y produce una salida en paralelo, se conoce como entrada en serie - salida en paralelo. (SIPO)registro de desplazamiento. losblock diagram del registro de desplazamiento SIPO de 3 bits se muestra en la siguiente figura.
Este circuito consta de tres flip-flops D, que están en cascada. Eso significa que la salida de un flip-flop D está conectada como la entrada del siguiente flip-flop D. Todos estos flip-flops están sincronizados entre sí, ya que a cada uno se le aplica la misma señal de reloj.
En este registro de desplazamiento, podemos enviar los bits en serie desde la entrada del flip-flop D más a la izquierda. Por lo tanto, esta entrada también se denomina comoserial input. Por cada disparo de flanco positivo de la señal de reloj, los datos se desplazan de una etapa a la siguiente. En este caso, podemos acceder a las salidas de cada flip-flop D en paralelo. Entonces, obtendremosparallel outputs de este registro de desplazamiento.
Ejemplo
Veamos el funcionamiento del registro de desplazamiento SIPO de 3 bits enviando la información binaria “011” de LSB a MSB en serie en la entrada.
Suponga que el estado inicial de los flip-flops D desde el extremo izquierdo al derecho es $ Q_ {2} Q_ {1} Q_ {0} = 000 $. Aquí, $ Q_ {2} $ y $ Q_ {0} $ son MSB y LSB respectivamente. Podemos entender elworking of 3-bit SIPO shift register de la siguiente tabla.
| No de borde positivo del reloj | Entrada serial | Q 2 (MSB) | Q 1 | Q 0 (LSB) |
|---|---|---|---|---|
| 0 | - | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 1 (LSB) | 1 | 0 | 0 |
| 2 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 3 | 0 (MSB) | 0 | 1 | 1 |
El estado inicial de los flip-flops D en ausencia de señal de reloj es $ Q_ {2} Q_ {1} Q_ {0} = 000 $. La información binaria“011” se obtiene en paralelo en las salidas de los flip-flops D para el tercer flanco positivo del reloj.
Por tanto, el registro de desplazamiento SIPO de 3 bits requiere tres pulsos de reloj para producir una salida válida. Del mismo modo, elN-bit SIPO shift register requiere N pulsos de reloj para cambiar la información de bits 'N'.
Registro de cambios de entrada paralela - salida serie (PISO)
El registro de desplazamiento, que permite la entrada en paralelo y produce una salida en serie, se conoce como Entrada en paralelo - Salida en serie. (PISO)registro de desplazamiento. losblock diagram del registro de desplazamiento PISO de 3 bits se muestra en la siguiente figura.
Este circuito consta de tres flip-flops D, que están en cascada. Eso significa que la salida de un flip-flop D está conectada como la entrada del siguiente flip-flop D. Todos estos flip-flops están sincronizados entre sí, ya que a cada uno se le aplica la misma señal de reloj.
En este registro de desplazamiento, podemos aplicar el parallel inputsa cada flip-flop D haciendo Preset Enable en 1. Para cada disparo de flanco positivo de la señal del reloj, los datos cambian de una etapa a la siguiente. Entonces, obtendremos elserial output desde el flip-flop más a la derecha.
Ejemplo
Veamos el funcionamiento del registro de desplazamiento PISO de 3 bits aplicando la información binaria “011” en paralelo a través de entradas preestablecidas.
Dado que las entradas preestablecidas se aplican antes del borde positivo del Reloj, el estado inicial de los flip-flops D desde el extremo izquierdo al extremo derecho será $ Q_ {2} Q_ {1} Q_ {0} = 011 $. Podemos entender elworking of 3-bit PISO shift register de la siguiente tabla.
| No de borde positivo del reloj | Q 2 | Q 1 | Q 0 |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 1 | 1 (LSB) |
| 1 | - | 0 | 1 |
| 2 | - | - | 0 (LSB) |
Aquí, la salida en serie proviene de $ Q_ {0} $. Por lo tanto, el LSB (1) es recibido antes de aplicar el flanco positivo del reloj y el MSB (0) se recibe en 2 nd flanco positivo del reloj.
Por lo tanto, el registro de desplazamiento PISO de 3 bits requiere dos pulsos de reloj para producir una salida válida. Del mismo modo, elN-bit PISO shift register requiere N-1 pulsos de reloj para cambiar la información de bits 'N'.
Registro de cambio de entrada paralela - salida paralela (PIPO)
El registro de desplazamiento, que permite la entrada en paralelo y produce una salida en paralelo, se conoce como Parallel In - Parallel Out (PIPO)registro de desplazamiento. losblock diagram del registro de desplazamiento PIPO de 3 bits se muestra en la siguiente figura.
Este circuito consta de tres flip-flops D, que están en cascada. Eso significa que la salida de un flip-flop D está conectada como la entrada del siguiente flip-flop D. Todos estos flip-flops están sincronizados entre sí, ya que a cada uno se le aplica la misma señal de reloj.
En este registro de desplazamiento, podemos aplicar el parallel inputsa cada flip-flop D haciendo Preset Enable en 1. Podemos aplicar las entradas paralelas a través de preset o clear. Estas dos son entradas asincrónicas. Eso significa que los flip-flops producen las salidas correspondientes, basadas en los valores de las entradas asincrónicas. En este caso, el efecto de las salidas es independiente de la transición del reloj. Entonces, obtendremos elparallel outputs de cada flip-flop D.
Ejemplo
Veamos el funcionamiento del registro de desplazamiento PIPO de 3 bits aplicando la información binaria “011” en paralelo a través de entradas preestablecidas.
Dado que las entradas preestablecidas se aplican antes del borde positivo del Reloj, el estado inicial de los flip-flops D desde el extremo izquierdo al extremo derecho será $ Q_ {2} Q_ {1} Q_ {0} = 011 $. Entonces, la información binaria“011” se obtiene en paralelo en las salidas de los flip-flops D antes de aplicar el flanco positivo del reloj.
Por lo tanto, el registro de desplazamiento PIPO de 3 bits requiere cero pulsos de reloj para producir una salida válida. Del mismo modo, elN-bit PIPO shift register no requiere ningún pulso de reloj para cambiar la información de bits 'N'.