Thanh ghi Universal Shift là gì và hoạt động của nó

Trong điện tử kỹ thuật số, thanh ghi dịch chuyển là các mạch logic tuần tự có thể lưu trữ dữ liệu tạm thời và cung cấp việc truyền dữ liệu tới thiết bị đầu ra của nó cho mỗi xung đồng hồ. Chúng có khả năng truyền / dịch chuyển dữ liệu sang phải hoặc sang trái ở chế độ nối tiếp và song song. Dựa trên phương thức hoạt động đầu vào / đầu ra, thanh ghi dịch chuyển có thể được sử dụng như một thanh ghi dịch chuyển nối tiếp vào-song-ra, nối tiếp-vào-ra đăng kí ca , thanh ghi dịch chuyển song song trong-song song-ra, thanh ghi dịch chuyển song song-trong-song-ra. Dựa trên sự dịch chuyển dữ liệu, có các thanh ghi dịch chuyển chung và thanh ghi dịch chuyển hai chiều. Dưới đây là một mô tả đầy đủ về thanh ghi ca vạn năng.

Đăng ký Dịch chuyển Đa năng là gì?

Định nghĩa: Một thanh ghi có thể lưu trữ dữ liệu và / dịch chuyển dữ liệu theo hướng phải và trái cùng với khả năng tải song song được gọi là thanh ghi dịch chuyển đa năng. Nó có thể được sử dụng để thực hiện các hoạt động đầu vào / đầu ra ở cả hai chế độ nối tiếp và song song. Dịch chuyển một chiều đăng ký và các thanh ghi dịch chuyển hai chiều được kết hợp với nhau để có được thiết kế của thanh ghi dịch chuyển chung. Nó còn được gọi là thanh ghi dịch chuyển song song-trong-ra hoặc thanh ghi dịch chuyển với tải song song.

Thanh ghi dịch chuyển đa năng có khả năng thực hiện 3 hoạt động như được liệt kê dưới đây.

• Hoạt động tải song song - lưu trữ dữ liệu song song cũng như dữ liệu song song
• Chuyển hoạt động sang trái - lưu trữ dữ liệu và chuyển dữ liệu dịch chuyển sang trái trong đường dẫn nối tiếp
• Thao tác sang phải - lưu trữ dữ liệu và chuyển dữ liệu bằng cách dịch chuyển sang phải trong đường dẫn nối tiếp.

Do đó, thanh ghi dịch chuyển đa năng có thể thực hiện các hoạt động đầu vào / đầu ra với cả tải nối tiếp và tải song song.

Sơ đồ thanh ghi Universal Shift

Sơ đồ thanh ghi dịch chuyển đa năng 4 bit được hiển thị bên dưới.

Sơ đồ thanh ghi Universal Shift

• Đầu vào nối tiếp cho điều khiển shift-phải cho phép truyền dữ liệu về phía bên phải và tất cả các dòng đầu vào và đầu ra nối tiếp được kết nối với chế độ shift-right. Đầu vào được cấp cho cổng AND-1 của flip-flop -1 như trong hình qua chân đầu vào nối tiếp.
• Đầu vào nối tiếp cho shift-left cho phép truyền dữ liệu về phía bên trái và tất cả các dòng đầu vào và đầu ra nối tiếp được kết nối với chế độ shift-left.
• Trong truyền dữ liệu song song, tất cả các đường đầu vào và đầu ra song song được liên kết với tải song song.
• Ghim rõ ràng sẽ xóa sổ đăng ký và đặt thành 0.
• Chân CLK cung cấp xung đồng hồ để đồng bộ hóa tất cả các hoạt động.
• Trong trạng thái điều khiển, thông tin hoặc dữ liệu trong thanh ghi sẽ không thay đổi ngay cả khi xung đồng hồ được áp dụng.
• Nếu thanh ghi hoạt động với tải song song và dịch chuyển dữ liệu sang phải và trái, thì nó hoạt động như một thanh ghi dịch chuyển chung.

Thiết kế thanh ghi ca đa năng

Thiết kế của một thanh ghi dịch chuyển đa năng 4 bit sử dụng bộ ghép kênh và dép tông được hiển thị bên dưới.

Thiết kế thanh ghi dịch chuyển đa năng

• S0 và S1 là các chân được chọn dùng để chọn chế độ hoạt động của thanh ghi này. Nó có thể là hoạt động dịch chuyển sang trái hoặc hoạt động sang phải hoặc chế độ song song.
• Pin-0 của 4 × 1 Mux đầu tiên được cấp vào chân đầu ra của ván lật đầu tiên. Quan sát các kết nối như trong hình.
• Chân 1 của MUX 4X1 đầu tiên được kết nối với đầu vào nối tiếp để chuyển sang phải. Trong chế độ này, thanh ghi dịch chuyển dữ liệu về phía bên phải.
• Tương tự, chân 2 của MUX 4X1 được kết nối với đầu vào nối tiếp cho shift-left. Trong chế độ này, thanh ghi dịch chuyển chung dịch chuyển dữ liệu về phía bên trái.
• M1 là dữ liệu đầu vào song song được cấp cho chân 3 của MUX 4 × 1 đầu tiên để cung cấp hoạt động chế độ song song và lưu trữ dữ liệu vào thanh ghi.
• Tương tự, các bit dữ liệu đầu vào song song riêng lẻ còn lại được cấp cho chân 3 của 4X1MUX liên quan để cung cấp tải song song.
• F1, F2, F3 và F4 là các đầu ra song song của Flip-flop, được liên kết với MUX 4 × 1.

Đăng ký ca đa năng làm việc

• Từ hình trên, đã chọn ghim chế độ hoạt động của thanh ghi dịch chuyển đa năng. Đầu vào nối tiếp dịch chuyển dữ liệu sang phải và trái và lưu trữ dữ liệu trong thanh ghi.
• Ghim rõ ràng và chốt CLK được kết nối với bàn lật.
• M0, M1, M2, M3 là các đầu vào song song trong khi F0, F1, F2, F3 là các đầu ra song song của flip-flops
• Khi chân đầu vào hoạt động CAO, khi đó thanh ghi dịch chuyển đa năng tải / lấy dữ liệu song song. Trong trường hợp này, chân đầu vào được kết nối trực tiếp với 4 × 1 MUX
• Khi chân đầu vào (chế độ) hoạt động LOW, thì thanh ghi dịch chuyển đa năng sẽ dịch chuyển dữ liệu. Trong trường hợp này, chân đầu vào được kết nối với 4 × 1 MUX qua cổng NOT.
• Khi chân đầu vào (chế độ) được kết nối với GND (Ground), thì thanh ghi dịch chuyển chung hoạt động như một thanh ghi dịch chuyển hai chiều.
• Để thực hiện thao tác shift-right, chân đầu vào được đưa đến cổng AND thứ nhất của bàn lật thứ nhất thông qua đầu vào nối tiếp cho shit-right.
• Để thực hiện thao tác sang trái, chân đầu vào được đưa tới cổng AND thứ 8 của bàn lật cuối cùng thông qua đầu vào M.
• Nếu các chân được chọn S0 = 0 và S1 = 0, thì thanh ghi này không hoạt động ở bất kỳ chế độ nào. Điều đó có nghĩa là nó sẽ ở trạng thái Đã khóa hoặc trạng thái không thay đổi mặc dù các xung đồng hồ được áp dụng.
• Nếu các chân được chọn S0 = 0 và S1 = 1, thì thanh ghi này chuyển hoặc dịch dữ liệu sang trái và lưu dữ liệu.
• Nếu các chân được chọn S0 = 1 và S1 = 0, thì thanh ghi này sẽ dịch chuyển dữ liệu sang phải và do đó thực hiện hoạt động shift-right.
• Nếu các chân được chọn S0 = 1 và S1 = 1, thì thanh ghi này tải dữ liệu song song. Do đó, nó thực hiện hoạt động tải song song và lưu trữ dữ liệu.

Từ bảng trên, chúng ta có thể quan sát rằng thanh ghi này hoạt động ở mọi chế độ với đầu vào nối tiếp / song song sử dụng bộ ghép kênh 4 × 1 và flip-flops.

Ưu điểm

Các lợi thế của một thanh ghi ca đa năng bao gồm những điều sau đây.

• Thanh ghi này có thể thực hiện 3 thao tác như shift-left, shift-right, và tải song song.
• Lưu trữ dữ liệu tạm thời với trong sổ đăng ký.
• Nó có thể thực hiện các hoạt động nối tiếp sang song song, song song với nối tiếp, song song với song song và nối tiếp với nối tiếp.
• Nó có thể thực hiện các hoạt động đầu vào-đầu ra ở cả hai chế độ nối tiếp và song song.
• Sự kết hợp của thanh ghi dịch chuyển một chiều và thanh ghi dịch chuyển hai chiều tạo ra thanh ghi dịch chuyển vũ trụ.
• Thanh ghi này hoạt động như một giao diện giữa thiết bị này với thiết bị khác để truyền dữ liệu.

Các ứng dụng

Các ứng dụng của một thanh ghi ca đa năng bao gồm những điều sau đây.

• Được dùng trong bộ điều khiển vi mô để mở rộng I / O
• Được sử dụng như một bộ chuyển đổi nối tiếp sang nối tiếp
• Được sử dụng làm bộ chuyển đổi dữ liệu song song sang song song
• Được sử dụng như một bộ chuyển đổi dữ liệu nối tiếp sang song song.
• Được sử dụng trong truyền dữ liệu nối tiếp sang nối tiếp
• Được sử dụng trong truyền dữ liệu song song.
• Được sử dụng như một phần tử bộ nhớ trong điện tử kỹ thuật số như máy tính.
• Được sử dụng trong các ứng dụng trì hoãn thời gian
• Được sử dụng làm bộ đếm tần số, bộ đếm nhị phân và đồng hồ kỹ thuật số
• Được sử dụng trong các ứng dụng thao tác dữ liệu.

Vì vậy, đây là tất cả về phổ thanh ghi dịch chuyển - định nghĩa , sơ đồ, thiết kế, làm việc, ưu điểm và nhược điểm. Có nhiều loại thanh ghi 4 bit khác nhau có sẵn ở dạng IC 74291, IC 74395, và nhiều loại khác. Đây là một câu hỏi dành cho bạn, 'Hoạt động của thanh ghi ca đa năng hai chiều là gì?'