Na eletrônica digital, os registradores de deslocamento são os circuitos lógicos sequenciais que podem armazenar os dados temporariamente e fornecer a transferência de dados para seu dispositivo de saída a cada pulso de clock. Eles são capazes de transferir / deslocar os dados para a direita ou para a esquerda nos modos serial e paralelo. Com base no modo de operações de entrada / saída, os registradores de deslocamento podem ser usados como um registrador de deslocamento de saída serial em paralelo, saída serial em serial registro de deslocamento , registro de deslocamento de saída paralelo em paralelo, registro de deslocamento de saída paralelo em paralelo. Com base no deslocamento dos dados, existem registros de deslocamento universais e registros de deslocamento bidirecional. Aqui está uma descrição completa do registrador de deslocamento universal.
O que é um Registro de deslocamento universal?
Definição: Um registrador que pode armazenar os dados e / desloca os dados para a direita e esquerda junto com a capacidade de carga paralela é conhecido como registrador de deslocamento universal. Ele pode ser usado para realizar operações de entrada / saída nos modos serial e paralelo. Mudança unidirecional registra e os registradores de deslocamento bidirecionais são combinados para obter o design do registrador de deslocamento universal. Também é conhecido como registrador de deslocamento paralelo em paralelo ou registrador de deslocamento com carga paralela.
Os registradores de deslocamento universais são capazes de realizar 3 operações, conforme listado abaixo.
- Operação de carga paralela - armazena os dados em paralelo, bem como os dados em paralelo
- Operação de deslocamento para a esquerda - armazena os dados e os transfere para a esquerda no caminho serial
- Operação de mudança certa - armazena os dados e os transfere movendo para a direita no caminho serial.
Conseqüentemente, os registradores de deslocamento universais podem realizar operações de entrada / saída com cargas seriais e paralelas.
Diagrama de registro de deslocamento universal
O diagrama de registro de deslocamento universal de 4 bits é mostrado abaixo.
Diagrama de registro de deslocamento universal
- A entrada serial para controle shift-right permite a transferência de dados para a direita e todas as linhas de entrada e saída seriais são conectadas ao modo shift-right. A entrada é dada ao AND gate-1 do flip-flop -1 como mostrado na figura via pino de entrada serial.
- A entrada serial para shift-left permite a transferência de dados para a esquerda e todas as entradas seriais e linhas de saída são conectadas ao modo shift-left.
- Na transferência de dados paralela, todas as linhas de entradas e saídas paralelas são associadas à carga paralela.
- O pino de limpeza limpa o registro e é definido como 0.
- O pino CLK fornece pulsos de clock para sincronizar todas as operações.
- No estado de controle, as informações ou dados no registro não mudariam, mesmo que o pulso do clock fosse aplicado.
- Se o registrador opera com uma carga paralela e desloca os dados para a direita e para a esquerda, ele atua como um registrador de deslocamento universal.
Desenho do Registro de Mudança Universal
O design de um registrador de deslocamento universal de 4 bits usando multiplexadores e sandálias de dedo é mostrado abaixo.
Design de registro de mudança universal
- S0 e S1 são os pinos selecionados que são usados para selecionar o modo de operação deste registro. Pode ser operação shift left ou shift right operação ou modo paralelo.
- O pino 0 do primeiro Mux 4 × 1 é alimentado para o pino de saída do primeiro flip-flop. Observe as conexões conforme mostrado na figura.
- O pino 1 do primeiro 4X1 MUX é conectado à entrada serial para deslocamento para a direita. Neste modo, o registro muda os dados para a direita.
- Da mesma forma, o pino 2 do MUX 4X1 é conectado à entrada serial para shift-left. Neste modo, o registrador de deslocamento universal desloca os dados para a esquerda.
- M1 são os dados de entrada paralela fornecidos ao pino 3 do primeiro MUX 4 × 1 para fornecer operação em modo paralelo e armazena os dados no registrador.
- Da mesma forma, os bits de dados de entrada paralela individuais restantes são dados ao pino 3 do 4X1MUX relacionado para fornecer carregamento paralelo.
- F1, F2, F3 e F4 são as saídas paralelas dos flip-flops, que estão associadas ao MUX 4 × 1.
Trabalho de registro de deslocamento universal
- Na figura acima, os pinos selecionados são o modo de operação do registrador de deslocamento universal. A entrada serial desloca os dados para a direita e para a esquerda e armazena os dados no registro.
- O pino transparente e o pino CLK são conectados ao flip-flop.
- M0, M1, M2, M3 são as entradas paralelas enquanto F0, F1, F2, F3 são as saídas paralelas de flip-flops
- Quando o pino de entrada está ativo HIGH, o registrador de deslocamento universal carrega / recupera os dados em paralelo. Neste caso, o pino de entrada é conectado diretamente a 4 × 1 MUX
- Quando o pino de entrada (modo) está ativo LOW, o registrador de deslocamento universal muda os dados. Neste caso, o pino de entrada é conectado a 4 × 1 MUX via porta NOT.
- Quando o pino de entrada (modo) é conectado ao GND (Terra), o registrador de deslocamento universal atua como um registrador de deslocamento bidirecional.
- Para realizar a operação shift-right, o pino de entrada é alimentado para a 1ª porta AND do 1 ° flip-flop via entrada serial para shit-right.
- Para realizar a operação shift-left, o pino de entrada é alimentado para a 8ª porta AND do último flip-flop via entrada M.
- Se os pinos selecionados S0 = 0 e S1 = 0, então este registro não opera em nenhum modo. Isso significa que ele estará em um estado bloqueado ou sem alteração, mesmo que os pulsos de clock sejam aplicados.
- Se os pinos selecionados S0 = 0 e S1 = 1, então este registro transfere ou desloca os dados para a esquerda e armazena os dados.
- Se os pinos selecionados S0 = 1 e S1 = 0, então este registro desloca os dados para a direita e, portanto, executa a operação de deslocamento para a direita.
- Se os pinos selecionados S0 = 1 e S1 = 1, então este registro carrega os dados em paralelo. Portanto, ele executa a operação de carregamento paralelo e armazena os dados.
S0 | S1 | Modo de operação |
0 | 0 | Estado bloqueado (sem alteração) |
0 | 1 | Shift-Left |
| 1 | 0 | Shift-Right |
| 1 | 1 | Carregamento paralelo |
A partir da tabela acima, podemos observar que este registrador opera em todos os modos com entradas seriais / paralelas usando multiplexadores 4 × 1 e flip-flops.
Vantagens
O vantagens de um registro de deslocamento universal inclui o seguinte.
- Este registro pode realizar 3 operações, como shift-left, shift-right e carregamento paralelo.
- Armazena os dados temporariamente no registro.
- Ele pode realizar operações serial para paralelo, paralelo para serial, paralelo para paralelo e serial para serial.
- Ele pode realizar operações de entrada-saída nos modos serial e paralelo.
- Uma combinação do registrador de deslocamento unidirecional e do registrador de deslocamento bidirecional fornece o registrador de deslocamento do universo.
- Este registro atua como uma interface entre um dispositivo para outro dispositivo para transferir os dados.
Formulários
O aplicações de um registro de deslocamento universal inclui o seguinte.
- Usado em micro-controladores para expansão de I / O
- Usado como um conversor serial para serial
- Usado como um conversor de dados paralelo a paralelo
- Usado como conversor de dados serial para paralelo.
- Usado na transferência de dados serial - para - serial
- Usado na transferência paralela de dados.
- Usado como um elemento de memória em eletrônica digital como computadores.
- Usado em aplicações de atraso de tempo
- Usado como contadores de frequência, contadores binários e relógios digitais
- Usado em aplicativos de manipulação de dados.
Portanto, tudo se resume ao universal registrador de deslocamento - definição , diagrama, design, funcionamento, vantagens e desvantagens. Existem diferentes tipos de registros de 4 bits disponíveis na forma de IC 74291, IC 74395 e muitos mais. Aqui está uma pergunta para você, 'Qual é o funcionamento do registrador de deslocamento universal bidirecional?'
