Sa pangkalahatan, ang isang rehistro ay maaaring tukuyin bilang isang aparato na ginagamit upang mag-imbak ng binary na data ngunit kung nais mong mag-imbak ng maramihang mga bit ng data pagkatapos ay isang hanay ng mga Flip flops ang ginagamit na konektado sa serye. Ang data na nakaimbak sa mga rehistro ay maaaring ilipat sa pamamagitan ng paggamit ng mga shift register sa alinman sa kanang bahagi o kaliwang bahagi sa pamamagitan ng pagbibigay ng mga pulso ng CLK. Shift Register ay isang pangkat ng tsinelas ginagamit upang mag-imbak ng maraming piraso ng data. Katulad nito, ang isang shift register na may mga n-bit ay maaaring mabuo sa pamamagitan lamang ng pagkonekta ng mga n flip-flop saanman ang bawat flip-flop ay nag-iimbak lamang ng isang solong data bit. Sa sandaling inilipat ng rehistro ang mga bit sa kanang bahagi ito ang tamang rehistro ng shift samantalang kung lumipat ito sa kaliwang bahagi pagkatapos ito ay kilala bilang isang rehistro ng kaliwang shift. Tinatalakay ng artikulong ito ang isang pangkalahatang-ideya ng isa sa mga uri ng shift register katulad ng serial in parallel out shift register o SIPO shift register .
Ano ang SIPO Shift Register?
Ang shift register na nagbibigay-daan sa serial input parallel output ay kilala bilang SIPO shift register. Sa rehistro ng SIPO, ang terminong SIPO ay kumakatawan sa serial input parallel output. Sa ganitong uri ng shift register, ang input data ay ibinibigay nang paunti-unti nang sunud-sunod. Para sa bawat pulso ng orasan, ang data ng input sa lahat ng mga FF ay maaaring ilipat sa pamamagitan ng isang posisyon. Ang o/p sa bawat flip-flop ay maaaring matanggap ng magkatulad.
Circuit Diagram
Ang SISO shift register circuit diagram ay ipinapakita sa ibaba. Maaaring buuin ang circuit na ito gamit ang 4 D flip-flops na konektado tulad ng ipinapakita sa diagram kung saan ang CLR signal ay ibinibigay din sa CLK signal sa lahat ng FF o I-RESET ang mga ito. Sa circuit sa itaas, ang unang output ng FF ay ibinibigay sa pangalawang input ng FF. Ang lahat ng apat na D flip-flop na ito ay konektado sa isa't isa nang serial dahil ang parehong CLK signal ay ibinibigay sa bawat flip-flop.
Paggawa ng SIPO Shift Register
Ang pagtatrabaho ng SIPO shift register ay; na kinukuha nito ang serial data input mula sa unang flip flop ng kaliwang bahagi at bumubuo ng parallel data output. Ang 4-bit na SIPO shift register circuit ay ipinapakita sa ibaba. Ang operasyon ng shift register na ito ay, una lahat ng flip flops mula sa circuit mula FF1 hanggang FF4 ay kailangang i-RESET para lahat ng output ng FF tulad ng QA hanggang QD ay nasa logic zero level kaya walang parallel data output.
Ang pagtatayo ng SIPO shift register ay ipinapakita sa itaas. Sa diagram, ang unang flip flop output na 'QA' ay konektado sa pangalawang flip flop input na 'DB'. Ang pangalawang flip flops output na 'QB' ay konektado sa ikatlong flip flops input DC, at ang ikatlong flip flops output na 'QC' ay konektado sa ikaapat na flip flops input na 'DD. Dito, ang QA, QB, QC, at QD ay mga output ng data.
Sa una, ang lahat ng output ay magiging zero kaya walang CLK pulse; lahat ng data ay magiging zero. Kumuha tayo ng 4-bit na data input na halimbawa tulad ng 1101. Kung ilalapat natin ang unang clock pulse '1' sa unang flip flop, ang data na ilalagay sa FF at QA ay magiging '1', at ang natitirang lahat ng mga output tulad ng QB , magiging zero ang QC at QD. Kaya ang unang output ng data ay '1000'
Kung ilalapat natin ang pangalawang pulso ng orasan bilang '0' sa unang flip flop pagkatapos ang QA ay magiging '0', ang QB ay nagiging '0', ang QC ay nagiging '0' at ang QD ay nagiging '0'. Kaya ang pangalawang data output ay magiging '0100' dahil sa shift right na proseso.
Kung ilalapat natin ang ikatlong pulso ng orasan bilang '1' sa unang flip flop pagkatapos ay ang QA ay magiging '1', ang QB ay nagiging '0', ang QC ay nagiging '1' at ang QD ay nagiging '0'. Kaya ang ikatlong data output ay magiging '1011' dahil sa shift right na proseso.
Kung ilalapat natin ang ikaapat na pulso ng orasan bilang '1' sa unang flip flop pagkatapos ay ang QA ay magiging '1', ang QB ay nagiging '1', ang QC ay nagiging '0' at ang QD ay nagiging '1'. Kaya ang ikatlong data output ay magiging '1101' dahil sa shift right na proseso.
SIPO Shift Register Truth Table
Ang talahanayan ng katotohanan ng SIPO shift register ay ipinapakita sa ibaba.
Timing Diagram
Ang timing diagram ng SIPO shift register ay ipinapakita sa ibaba.
Narito kami ay gumagamit ng isang positibong gilid CLK i/p signal. Sa unang pulso ng orasan ang input data ay nagiging QA = '1' at lahat ng iba pang value tulad ng QB, QC, at QD ay nagiging '0'. Kaya ang output ay magiging '1000'. Sa pangalawang pulso ng orasan, ang output ay magiging '0101'. Sa ikatlong clock pulse, ang output ay magiging '1010' at sa ikaapat na clock pulse, ang output ay magiging '1101'.
SIPO Shift Register Verilog Code
Ang Verilog code para sa SIPO shift register ay ipinapakita sa ibaba.
module sipomod(clk,clear, si, po);
input clk, si, malinaw;
output [3:0] po;
reg [3:0] tmp;
reg [3:0] po;
laging @(posedge clk)
magsimula
kung (malinaw)
tmp <= 4’b0000;
iba pa
tmp <= tmp << 1;
tmp[0] <= oo;
po = tmp;
wakas
endmodule
74HC595 IC SIPO Shift Register Circuit at Gumagana Nito
Ang 74HC595 IC ay isang 8-bit na serial in parallel out shift register, kaya ito ay gumagamit ng mga input nang serial at nagbibigay ng mga parallel na output. Ang IC na ito ay may kasamang 16-pin at available sa iba't ibang mga pakete tulad ng SOIC, DIP, TSSOP at SSOP.
Ang Pin Configuration ng 74HC595 ay ipinapakita sa ibaba kung saan ang bawat pin ay tinatalakay sa ibaba.
Mga Pin 1 hanggang 7 at 15 (QB hanggang QH & QA): Ito ang mga o/p Pin na ginagamit para ikonekta ang mga output device tulad ng 7-segment na mga display at LED.
Pin8 (GND): Ang GND pin na ito ay konektado lamang sa GND pin ng power supply o microcontroller.
Pin9 (QH): Ginagamit ang Pin na ito para kumonekta sa SER pin ng ibang IC at magbigay ng parehong signal ng CLK sa parehong mga IC upang gumanap ang mga ito tulad ng isang solong IC kasama ang 16 na mga output.
Pin16 (Vcc): Ang pin na ito ay ginagamit upang kumonekta sa microcontroller kung hindi man Power supply dahil ito ay isang 5V logic level IC.
Pin14 (BE): Ito ang Serial i/p Pin kung saan ang data ay serial na ipinasok sa buong pin na ito.
Pin11 (SRCLK): Ito ay ang Shift Register CLK Pin na gumagana tulad ng CLK para sa Shift Register dahil ang CLK signal ay ibinibigay sa buong pin na ito.
Pin12 (RCLK): Ito ay ang Register CLK pin na ginagamit upang obserbahan ang mga o/ps sa mga device na nakakonekta sa mga IC na ito.
Pin10 (SRCLR): Ito ay ang Shift Register CLR Pin. Ang pin na ito ay pangunahing ginagamit kapag kailangan naming i-clear ang storage ng rehistro.
Pin13 (OE): Ito ay ang o/p Enable Pin. Kapag ang pin na ito ay nakatakda sa HIGH pagkatapos ay ang shift register ay nakatakda sa isang mataas na kondisyon ng Impedance at ang o/ps ay hindi naipapasa. Kung itatakda natin ang pin na ito sa mababa, makukuha natin ang o/ps.
74HC595 IC Gumagana
Ang circuit diagram ng 74HC595 IC para sa pagkontrol ng mga LED ay ipinapakita sa ibaba. Ang 3- pin ng shift register ay kailangan upang maikonekta sa Arduino tulad ng mga pin 11, 12 & 14. Ang lahat ng walong LED ay ikokonekta lamang sa shift register IC na ito.
Ang mga kinakailangang bahagi para sa disenyo ng circuit na ito ay pangunahing kasama ang isang 74HC595 Shift Register IC, Arduino UNO, 5V Power Supply, Breadboard, 8 LEDs, 1KΩ Resistors – 8, at connecting wires.
Una, ang Serial i/p Pin ng Shift Register ay kailangang kumonekta sa Pin-4 ng Arduino Uno. Pagkatapos nito, ikonekta ang parehong CLK at latch pin tulad ng mga pin 11 at 12 ng IC sa mga pin 5 at 6 ng Arduino Uno ayon sa pagkakabanggit. Ang mga LED ay konektado sa pamamagitan ng paggamit ng 1KΩ kasalukuyang naglilimita sa mga resistor sa 8-o/p pin ng IC. Ang isang hiwalay na 5V power supply ay ginagamit para sa 74HC595 IC na may karaniwang GND sa Arduino bago magbigay ng 5V mula sa Arduino.
Code
Ang simpleng code para sa pag-activate ng 8 LEDs ON sa isang serye ay ipinapakita sa ibaba.
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();
pagkaantala(500);
para sa (i = 0; i <8; i++)
{
bitSet(LED, i);
Serial.println(LED);
shiftLED();
pagkaantala(500);
}
}
void shiftLED()
{
digitalWrite(latchPin, LOW);
shiftOut(dataPin, clkPin, MSBFIRST, LED);
digitalWrite(latchPin, HIGH);
}
Ang gumagana ng shift register circuit na ito ay, sa una lahat ng 8 LEDs ay i-OFF dahil ang byte variable LED ay nakatakda sa zero. Ngayon, ang bawat bit ay nakatakda sa 1 gamit ang function na 'bitSet' at inilipat palabas gamit ang function na 'shiftOut'. Gayundin, ang bawat LED ay bubuksan sa parehong serye. Kung gusto mong i-off ang LED, maaari mong gamitin ang function na 'bitClear'.
Ang 74HC595 Shift Register IC ay ginagamit sa iba't ibang mga application tulad ng mga server, LED control, industrial control, electronic appliances, network switch, atbp.
Mga aplikasyon
Ang mga aplikasyon ng serial input parallel output shift register ay ipinapakita sa ibaba.
- Sa pangkalahatan, ang shift register ay ginagamit para sa pag-iimbak ng pansamantalang data, na ginagamit bilang singsing at Johnson Ring counter .
- Ginagamit ang mga ito para sa paglilipat ng data at pagmamanipula.
- Ang mga flip flops na ito ay pangunahing ginagamit sa loob ng mga linya ng komunikasyon saanman ang isang linya ng data na de-multiplexing sa maraming parallel na linya ay kinakailangan dahil ang shift register na ito ay ginagamit upang baguhin ang data mula sa serial patungo sa parallel.
- Ginagamit ang mga ito para sa data encryption at decryption.
- Ang shift register na ito ay ginagamit sa loob ng CDMA para sa pagbuo ng PN code o Pseudo Noise Sequence Number.
- Maaari naming gamitin ang mga ito upang subaybayan ang aming data!
- Ang SIPO shift register ay ginagamit sa iba't ibang digital application para sa conversion ng data.
- Minsan, ang ganitong uri ng shift register ay konektado lang sa microprocessor kapag kailangan pa ng mga GPIO pin.
- Ang praktikal na aplikasyon ng SIPO shift register na ito ay ang pagbibigay ng output data ng microprocessor sa isang remote panel indicator.
Kaya, ito ay isang pangkalahatang-ideya ng SIPO rehistro ng shift – circuit, working, truth table, at timing diagram na may mga application. Ang pinakamadalas na ginagamit na mga bahagi ng SIPO shift register ay 74HC595, 74LS164, 74HC164/74164, SN74ALS164A, SN74AHC594, SN74AHC595, at CD4094. Ang mga rehistrong ito ay napakabilis sa paggamit, ang data ay napakadaling ma-convert mula sa serial tungo sa parallel, at ang disenyo nito ay simple. Narito ang isang katanungan para sa iyo, ano ang PISO shift register.
