k-tree

Регистр сдвига

Регистр - логическое устройство для хранения двоичных данных. Регистр сдвига - устройство, преобразовывающее линейный сигнал в параллельный с возможностью сдвига битов на один разряд с помощью тактовых сигналов.

Регистр сдвига используется для освобождения выходов контроллера. Рассмотрим задачу управления освещением в доме, в доме 20 светильников, каждый имеет два состояния - включен/выключен. Если мы подключим выводы микросхемы напрямую к светильникам, нам потребуется 20 ножек. Если мы решим добавить светильники - придётся заменить микросхему на большее количество ножек, то есть полностью изменить устройство. Если мы будем использовать регистр сдвига, нам потребуется только 3 ножки контроллера, независимо от количества светильников, добавляя светильники мы будем добавлять регистры сдвига. Итак, необходимость и удобство устройства очевидны, перейдём к логике работы.

Принцип работы

Регистр сдвига применяется для преобразования линейного интерфейса в параллельный, соответственно имеет выводы для записывания и считывания данных. Данные в регистр поступают по двум каналам - тактовому и данным, смена состояния с логического нуля на логическую единицу на тактовом входе сдвигает регистр на один бит, используя состояние на входе данных в качестве нового бита:

Состояние регистра Состояние канала данных Состояние после подачи "1" на тактовый вход
01001011 1 10100101
01001011 0 00100101

Выходы

Выходы регистра обозначаются Q1, Q2, ... или QA, QB, ..., на каждом выходе находится напряжение логических единицы или нуля, отображая состояние регистра. Например, если в регистре хранится число 155 (10011011), то на выходах будут следующие состояния:

ДанныеQ 1Q 2Q 3Q 4Q 5Q 6Q 7Q 8
110011011

После сдвига на один бит (единица на выводе данных):

ДанныеQ 1Q 2Q 3Q 4Q 5Q 6Q 7Q 8
111001101

Канал данных и такта

Срабатывание канала такта - это переключение между нулём и единицей, то есть не имеет значения время, которое вывод находится в состоянии нуля или единицы. Переключение происходит в момент изменения напряжения с логического нуля на логическую единицу. В момент срабатывания такта происходит сдвиг регистра и записывается значение из канала данных: если на канале данных логический ноль, то в момент срабатывания такта запишется логический ноль, аналогично с логической единицей.

Обозначение на схеме

Скачать статью в формате PDF.

Вам понравилась статья? Да / Нет

Просмотров: 147