Circuiti digitali - Applicazione dei registri a scorrimento
Nel capitolo precedente, abbiamo discusso quattro tipi di registri a scorrimento. In base al requisito, possiamo utilizzare uno di quei registri a turni. Di seguito sono riportate le applicazioni dei registri a scorrimento.
Il registro a scorrimento viene utilizzato come Parallel to serial converter, che converte i dati paralleli in dati seriali. Viene utilizzato nella sezione del trasmettitore dopo il blocco del convertitore analogico / digitale (ADC).
Il registro a scorrimento viene utilizzato come Serial to parallel converter, che converte i dati seriali in dati paralleli. Viene utilizzato nella sezione del ricevitore prima del blocco del convertitore digitale / analogico (DAC).
Il registro a scorrimento insieme ad alcune porte aggiuntive generano la sequenza di zeri e uno. Quindi, è usato comesequence generator.
I registri a scorrimento vengono utilizzati anche come file counters. Esistono due tipi di contatori in base al tipo di uscita dal flip-flop D più a destra è collegato all'ingresso seriale. Quelli sono contatore Ring e contatore Johnson Ring.
In questo capitolo, discutiamo di questi due contatori uno per uno.
Contatore di anelli
Nel capitolo precedente, abbiamo discusso il funzionamento di Serial In - Parallel Out (SIPO)registro a scorrimento. Accetta i dati dall'esterno in forma seriale e richiede 'N' impulsi di clock per spostare i dati 'N' bit.
Allo stesso modo, ‘N’ bit Ring counteresegue l'operazione simile. Ma l'unica differenza è che l'output del flip-flop D più a destra è dato come input del flip-flop D più a sinistra invece di applicare dati dall'esterno. Pertanto, Ring counter produce una sequenza di stati (pattern di zeri e uno) e si ripete per ogni‘N’ clock cycles.
Il block diagram del contatore Ring a 3 bit è mostrato nella figura seguente.
Il contatore Ring a 3 bit contiene solo uno shift register SIPO a 3 bit. L'uscita del flip-flop più a destra è collegata all'ingresso seriale del flip-flop più a sinistra.
Supponiamo che lo stato iniziale dei flip-flop D da sinistra a destra sia $ Q_ {2} Q_ {1} Q_ {0} = 001 $. Qui $ Q_ {2} $ e $ Q_ {0} $ sono rispettivamente MSB e LSB. Possiamo capire il fileworking of Ring counter dalla tabella seguente.
| No del fronte positivo dell'orologio | Ingresso seriale = 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 |
Lo stato iniziale dei flip-flop D in assenza di segnale di clock è $ Q_ {2} Q_ {1} Q_ {0} = 001 $. Questo stato si ripete per ogni tre transizioni del fronte positivo del segnale di clock.
Pertanto, quanto segue operations avvengono per ogni fronte positivo del segnale di clock.
L'input seriale del primo flip-flop D ottiene l'uscita precedente del terzo flip-flop. Quindi, l'uscita attuale del primo flip-flop D è uguale all'uscita precedente del terzo flip-flop.
Le uscite precedenti del primo e del secondo flip-flop D sono spostate a destra di un bit. Ciò significa che le uscite attuali del secondo e del terzo flip-flop D sono uguali alle uscite precedenti del primo e del secondo flip-flop D.
Contatore Johnson Ring
L'operazione di Johnson Ring counterè simile a quello del contatore Ring. Ma l'unica differenza è che l'uscita complementata del flip-flop D più a destra è data come input del flip-flop D più a sinistra invece dell'uscita normale. Pertanto, il contatore Johnson Ring a 'N' bit produce una sequenza di stati (pattern di zeri e uno) e si ripete per ogni‘2N’ clock cycles.
Il contatore Johnson Ring è anche chiamato come Twisted Ring countere cambia il contatore degli anelli di coda. Ilblock diagram del contatore Johnson Ring a 3 bit è mostrato nella figura seguente.
Il contatore Johnson Ring a 3 bit contiene anche solo un registro a scorrimento SIPO a 3 bit. L'uscita complementata del flip-flop D più a destra è collegata all'ingresso seriale del flip-flop D più a sinistra.
Supponiamo che inizialmente tutti i flip-flop D siano cancellati. Quindi, $ Q_ {2} Q_ {1} Q_ {0} = 000 $. Qui $ Q_ {2} $ e $ Q_ {0} $ sono rispettivamente MSB e LSB. Possiamo capire ilworking del contatore Johnson Ring dalla tabella seguente.
| No del fronte positivo dell'orologio | Ingresso seriale = 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 |
Lo stato iniziale dei flip-flop D in assenza di segnale di clock è $ Q_ {2} Q_ {1} Q_ {0} = 000 $. Questo stato si ripete per ogni sei transizioni del fronte positivo del segnale di clock.
Pertanto, quanto segue operations avvengono per ogni fronte positivo del segnale di clock.
L'input seriale del primo flip-flop D ottiene l'output complementato precedente del terzo flip-flop. Quindi, l'uscita presente del primo flip-flop D è uguale all'uscita complementata precedente del terzo flip-flop.
Le uscite precedenti del primo e del secondo flip-flop D sono spostate a destra di un bit. Ciò significa che le uscite attuali del secondo e del terzo flip-flop D sono uguali alle uscite precedenti del primo e del secondo flip-flop D.