Introdução aos registros de deslocamento

Registradores de deslocamento, como contadores, são uma forma de lógica sequencial .

A lógica sequencial, ao contrário da lógica combinatória, não é afetada apenas pelas entradas atuais, mas também pela história anterior.

Em outras palavras, a lógica sequencial lembra eventos passados.

Os registradores de deslocamento produzem um atraso discreto de um sinal digital ou forma de onda.

Uma forma de onda sincronizada com um relógio , uma onda quadrada repetitiva, é atrasada por “n” horários discretos, onde “n” é o número de estágios de registro de deslocamento.

Assim, um registrador de deslocamento de quatro estágios atrasa a “entrada de dados” em quatro relógios para “saída de dados”.

Os estágios em um registrador de deslocamento são estágios de atraso , normalmente digite “D” Flip-flops ou digite “JK” Sandálias de dedo.

Anteriormente, registradores de deslocamento muito longos (várias centenas de estágios) serviam como memória digital.

Este aplicativo obsoleto é uma reminiscência das linhas de atraso de mercúrio acústico usadas como memória de computador inicial.

A transmissão serial de dados, ao longo de uma distância de metros a quilômetros, usa registradores de deslocamento para converter dados paralelos em formato serial.

As comunicações de dados seriais substituem muitos fios de dados paralelos lentos por um único circuito serial de alta velocidade.

Dados seriais em distâncias menores de dezenas de centímetros, usam registradores de deslocamento para inserir e retirar dados dos microprocessadores.

Vários periféricos, incluindo conversores analógico para digital, conversores digital para analógico, drivers de vídeo e memória, usam registradores de deslocamento para reduzir a quantidade de fiação nas placas de circuito.

Alguns contra-circuitos especializados, na verdade, usam registradores de deslocamento para gerar formas de onda repetidas.

Registradores de deslocamento mais longos, com a ajuda de feedback, geram padrões tão longos que parecem ruído aleatório, pseudo-ruído .

Os registros de deslocamento básicos são classificados por estrutura de acordo com os seguintes tipos:

• Serial-in / serial-out
• entrada paralela / saída serial
• Serial-in / paralelo-out
• Paralelo universal dentro / fora do paralelo
• Contador de toque

Acima, mostramos um diagrama de blocos de um registrador de deslocamento serial-in / serial-out, que tem 4 estágios de comprimento.

Os dados na entrada serão atrasados ​​por quatro períodos de clock desde a entrada até a saída do registrador de deslocamento.

Os dados em “data in”, acima, estarão presentes no Estágio A saída após o primeiro pulso de clock. Após o segundo estágio de pulso A os dados são transferidos para o estágio B saída, e “dados em” são transferidos para o estágio A saída. Após o terceiro relógio, estágio C é substituído pelo estágio B ; estágio B é substituído pelo estágio A ; e o estágio A é substituído por “dados em”.

Após o quarto relógio, os dados originalmente presentes em “dados em” estão no estágio D , "saída".

O “primeiro a entrar” dos dados é o “primeiro a sair”, uma vez que é alterado de “entrada de dados” para “saída de dados”.







Os dados são carregados em todos os estágios de uma vez em um registro de deslocamento de entrada paralela / saída serial.

Os dados são então transferidos via “data out” por pulsos de clock. Como um registrador de deslocamento de 4 estágios é mostrado acima, quatro pulsos de clock são necessários para deslocar todos os dados.

No diagrama acima, estágio D os dados estarão presentes na “saída de dados” até o primeiro pulso de clock; estágio C os dados estarão presentes na “saída de dados” entre o primeiro relógio e o segundo pulso do relógio; estágio B os dados estarão presentes entre o segundo e o terceiro relógio; e estágio A os dados estarão presentes entre o terceiro e o quarto relógio.

Após o quarto pulso de clock e posteriormente, bits sucessivos de “entrada de dados” devem aparecer na “saída de dados” do registrador de deslocamento após um atraso de quatro pulsos de clock.

Se quatro switches estivessem conectados a D _A até D _D , o status pode ser lido em um microprocessador usando apenas um pino de dados e um pino de relógio.

Visto que adicionar mais opções não exigiria pinos adicionais, essa abordagem parece atraente para muitas entradas.







Acima, quatro bits de dados serão deslocados de "entrada de dados" por quatro pulsos de clock e estarão disponíveis em Q _A até Q _D para acionar circuitos externos, como LEDs, lâmpadas, drivers de relé e buzinas. Após o primeiro relógio, os dados em “data in” aparecem em Q _A .

Após o segundo relógio, o antigo Q _A os dados aparecem em Q _B ; Q _A recebe os próximos dados de “dados em”. Após o terceiro relógio, Q _B os dados estão em Q _C .

Após o quarto relógio, Q _C os dados estão em Q _D . Este estágio contém os dados presentes primeiro em “data in”. O registrador de deslocamento agora deve conter quatro bits de dados.







Um registrador de deslocamento de entrada / saída paralela combina a função do registrador de deslocamento de entrada e saída serial com a função do registrador de deslocamento de entrada e saída paralela para produzir o registrador de deslocamento universal.

O shifter “faça qualquer coisa” tem um preço - o aumento do número de pinos de E / S (entrada / saída) pode reduzir o número de estágios que podem ser empacotados.

Dados apresentados em D _A até D _D é carregado paralelamente nos registradores.

Esses dados em Q _A até Q _D pode ser deslocado pelo número de pulsos apresentados na entrada do relógio.

Os dados deslocados estão disponíveis em Q _A até Q _D .

A entrada de “modo”, que pode ser mais de uma entrada, controla o carregamento paralelo de dados de D _A até D _D , mudança de dados e a direção da mudança.

Existem registradores de deslocamento que irão deslocar os dados para a esquerda ou para a direita.







Se a saída serial de um registrador de deslocamento estiver conectada à entrada serial, os dados podem ser perpetuamente deslocados ao redor do anel, desde que os pulsos de clock estejam presentes.

Se a saída for invertida antes de ser realimentada conforme mostrado acima, não precisamos nos preocupar em carregar os dados iniciais no “contador de anel”.



PLANILHAS RELACIONADAS:

• Planilha de registro de turno