Цифровые схемы - применение сдвиговых регистров

В предыдущей главе мы обсудили четыре типа сдвиговых регистров. Исходя из требования, мы можем использовать один из этих сдвиговых регистров. Ниже приведены применения регистров сдвига.

  • Регистр сдвига используется в качестве параллельного преобразователя в последовательный , который преобразует параллельные данные в последовательные. Он используется в секции передатчика после блока аналого-цифрового преобразователя (АЦП).

  • Сдвиговый регистр используется как последовательный преобразователь , который преобразует последовательные данные в параллельные. Он используется в секции приемника перед блоком цифро-аналогового преобразователя (ЦАП).

  • Сдвиговый регистр вместе с некоторыми дополнительными воротами генерирует последовательность нулей и единиц. Следовательно, он используется в качестве генератора последовательности .

  • Сдвиговые регистры также используются в качестве счетчиков . Существует два типа счетчиков, основанных на типе выхода справа. D-триггер подключен к последовательному входу. Это счетчик Ринга и счетчик Джонсона Ринга.

В этой главе давайте поговорим об этих двух счетчиках один за другим.

Кольцо Счетчик

В предыдущей главе мы обсуждали работу регистра сдвига Serial In - Parallel Out (SIPO) . Он принимает данные извне в последовательной форме и требует N тактовых импульсов, чтобы сдвинуть N битные данные.

Аналогично, счетчик бита 'N' выполняет аналогичную операцию. Но единственное отличие состоит в том, что вывод самого правого D-триггера задается как ввод самого левого D-триггера вместо применения данных извне. Следовательно, счетчик звонков генерирует последовательность состояний (последовательность нулей и единиц) и повторяется для каждых «N» тактов .

Блок-схема 3-битного счетчика звонков показана на следующем рисунке.

Кольцо Счетчик

3-битный счетчик звонка содержит только 3-битный регистр сдвига SIPO. Выход самого правого D-триггера соединен с последовательным входом самого левого D-триггера.

Предположим, что начальный статус D-триггеров слева направо равен $ Q_ {2} Q_ {1} Q_ {0} = 001 $. Здесь $ Q_ {2} $ & $ Q_ {0} $ - это MSB и LSB соответственно. Мы можем понять работу счетчика звонков из следующей таблицы.

Нет положительного края часов Последовательный ввод = Q 0 Q 2 (MSB) Q 1 Q 0 (LSB)
0 - 0 0 1
1 1 1 0 0
2 0 0 1 0
3 0 0 0 1

Исходное состояние D-триггеров в отсутствие тактового сигнала: $ Q_ {2} Q_ {1} Q_ {0} = 001 $. Это состояние повторяется для каждых трех положительных фронтов тактового сигнала.

Поэтому для каждого положительного фронта тактового сигнала выполняются следующие операции .

  • Последовательный ввод первого D-триггера получает предыдущий выход третьего триггера. Таким образом, текущий вывод первого D-триггера равен предыдущему выводу третьего триггера.

  • Предыдущие выходы первого и второго D триггеров смещены вправо на один бит. Это означает, что текущие выходы второго и третьего D-триггеров равны предыдущим выходам первого и второго D-триггеров.

Счетчик Джонсон Ринг

Работа счетчика Джонсона Ринга аналогична работе счетчика Ринга. Но единственное отличие состоит в том, что дополненный вывод самого правого D-триггера задается как ввод самого левого D-триггера вместо нормального вывода. Следовательно, «N» -битовый счетчик Джонсона Ринга генерирует последовательность состояний (последовательность нулей и единиц) и повторяется для каждых «2N» тактов .

Счетчик Johnson Ring также называется счетчиком Twisted Ring и переключателем хвостового кольца. Блок-схема 3-битного счетчика Джонсона Ринга показана на следующем рисунке.

Счетчик витых колец

3-битный счетчик Джонсона Ринга также содержит только 3-битный регистр сдвига SIPO. Дополненный выход крайнего правого D-триггера соединен с последовательным входом самого левого D-триггера.

Предположим, изначально все D-триггеры очищены. Итак, $ Q_ {2} Q_ {1} Q_ {0} = 000 $. Здесь $ Q_ {2} $ & $ Q_ {0} $ - это MSB и LSB соответственно. Мы можем понять работу счетчика Джонсона Ринга из следующей таблицы.

Нет положительного края часов Последовательный ввод = Q 0 Q 2 (MSB) Q 1 Q 0 (LSB)
0 - 0 0 0
1 1 1 0 0
2 1 1 1 0
3 1 1 1 1
4 0 0 1 1
5 0 0 0 1
6 0 0 0 0

Исходное состояние D-триггеров в отсутствие тактового сигнала: $ Q_ {2} Q_ {1} Q_ {0} = 000 $. Это состояние повторяется для каждых шести положительных фронтов тактового сигнала.

Поэтому для каждого положительного фронта тактового сигнала выполняются следующие операции .

  • Последовательный ввод первого D-триггера получает предыдущий дополняемый вывод третьего триггера. Таким образом, текущий вывод первого D-триггера равен предыдущему дополненному выводу третьего триггера.

  • Предыдущие выходы первого и второго D триггеров смещены вправо на один бит. Это означает, что текущие выходы второго и третьего D-триггеров равны предыдущим выходам первого и второго D-триггеров.