DIGITÁLIS TECHNIKA 9
Dr. Oniga István
Regiszterek • • • •
A regiszterek több bites tárolók hálózata S-R, J-K, D, vagy kapuzott D tárolókból készülnek Fontosabb alkalmazások: adatok tárolása és adatmozgatás Funkcióik: Párhuzamos beírás PARALELL input – adatok beírása ♦ soros Soros beírás ♦ párhuzamos REGISZTER SERIAL input – adatok tárolása – adatok kiolvasása Párhuzamos kiolvasás ♦ soros PARALELL output ♦ párhuzamos Digitális Technika
Soros kiolvasás SERIAL output
Regiszterek típusai •
A regiszterek főbb típusai: Data in
Data in
Data out Data out
Serial in/shift right/serial out
Data in
Serial in/shift left/serial out
Data out Parallel in/serial out
Data in
Data in
Data out Data out Serial in/parallel out Parallel in/parallel out
Digitális Technika
Rotate right
Rotate left
Puffer regiszterek • • • • •
Átmeneti tárolók Párhuzamos beírás Párhuzamos kiolvasás Kapuzott vagy élvezérelt tárolókat használunk Latch - kapuzott D tárolókkal Q3
Q2
Q1
Q0
D
Q
D
Q
D
Q
D
Q
C
Q
C
Q
C
Q
C
Q
Ck
D3 Digitális Technika
D2
D1
D0
Shift regiszterek • • •
Shift regiszterek vagy léptető regiszterek Soros be- és/vagy kimenet Minden órajel a bemeneti bitet a következő flip-flop-nak küldi Q0 SI
Q1
Q2
Q3
D
Q
D
Q
D
Q
D
Q
Ck
Q
Ck
Q
Ck
Q
Ck
Q
Ck Ck SI 1 1-1-0-1-0 Q0 Q1 Q2 Q3 Digitális Technika
1 1
0
1
0
1
0
1
0
1
1
0
1
1
1
0
1
1
Shift regiszterek FF0 Serial data input
1
D0
FF1 Q0
1
D1
C
FF2
1
Q1
D2
C
FF3 Q2
1
D3
FF4 Q3
C
C
FF1 FF1
FF2 FF2
1
D4
Q4
C
CLK CLK 1011 FF0 FF0 Serial Serial data data input input
X 0 1
D D00 C C
CLK CLK CLK Digitális Technika
Q Q00
0 1
D D11 C C
Q Q11
11 0
D D22 C C
Q Q22
FF3 FF3
10
D D33 C C
Q Q33
11
1
Serial data output
8 bites S-P shift regiszter • Soros/párhuzamos átalakítás • 74HC164A – CMOS 8 bites S-P shift regiszter • ÉS-ezet bemenetek: A és B, • egyik az adat bemenet • a másik lehet • engedélyező bemenet • Vcc • alacsony szinttel vezérelt aszinkron törlés CLR
(9) (8)
CLK (1)
Serial A (2) inputs B
R
R C
C
S
Q0
R C
S (3)
Digitális Technika
R
C
S (4)
Q1
R C
S (5)
Q2
R C
Q3
(10)
Q4
R C
S
S (6)
R
C
S (11)
Q5
S (12)
Q6
(13)
Q7
P-S shift regiszter • A léptető regiszterek párhuzamos/soros adat átalakításhoz használhatok D0
D1
D3
D2
SHIFT/LOAD
G1
G5
D
Q0
G6
G2
D
G7
G3
D
Q1
Q2
G4
Serial Q 3 data out
D
C
C
C
C
FF0
FF1
FF2
FF3
CLK
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
• 74HC165A – CMOS 8 bites P-S shift regiszter • SH/LD = LOW Aszinkron párhuzamos betöltés • SH/LD = HIGH Szinkron léptetés
Digitális Technika
(11) (12) (13) (14) (3) (4) (5) (6) (1) SH/LD (10) SER (15) CLK INH (2)
CLK
SRG 8
C
(9)
(7)
Q7
Q7
Univerzális shift regiszterek • Az univerzális shift regiszterek képesek az adatok soros és párhuzamos fogadására, párhuzamos megjelenítésére, az adatok két irányban léptetésére és az adatok törlésére • 74HC194A – CMOS univerzális shift regiszter D0
D1
(3) CLR S0 S1 SR SER SL SER CLK
(1)
D2
(4)
D3
(5)
(6)
(13)
(12)
SRG 4
(9) (10) (2) (7) (11)
C (15) Q0
•SN7495 – TTL univerzális shift regiszter
(14) Q1
Q2
S1 0 0 1 1
S2 0 1 0 1
Üzemmód szinkron törlés léptetés balra léptetés jobbra párhuzamos beírás
Q3
Soros bement, léptetés balra
Léptető impulzusok
Üzemmód MC= 0 – léptetés jobbra MC= 1 – léptetés balra
Soros bement, léptetés balra Kimenetek Digitális Technika
Gyűrűs számlálók • Egyszerű visszacsatolással ellátott shift regiszterek • N-ből 1 számláló FF0 • Johnson számláló D Q 0
Q3
Q2
Q1
Q0
alaphelyzet
1
0
0
0
1 órajel
0
0
0
1
2 órajel
0
0
1
0
3 órajel
0
1
0
0
4 órajel
1 • • •
0 • • •
0 • • •
0 • • •
• n tároló n-ig számol (≠2n) • a kimenteket nem kell dekódolni • szinkron számolás • nagyobb számolási sebesség
D1
FF2 Q1
C
D2
FF3 Q2
C
CLK „1”„0”„0”„0”
D3 D2 D1 D0 órajel
Cp S/L SI Q3 Q2 Q1 Q0
Ck Q1 Q2 Q3 Q4
Digitális Technika
0
C
N-ből 1 számláló • utolsó kimenet visszacsatolva az első bementre Órajel ciklus
FF1
Alaphelyzetbe állítás
D3 C
Q3
Q3
Johnson számlálók • utolsó kimenet negáltja visszacsatolva az első bementre • n tároló 2n-ig számol (≠2n) • a kimenteket dekódolni kell
FF0 D0
FF2
FF1 D1
Q0
C
D2
Q1
C
CLK 0 1 2 3 4 5 6 7
FF3 Q2
C
D3
Q3
C Q3
Q0 Q1 Q2 Q3
Q3
0 1 1 1 1 0 0 0
CLK
Ck Q0 Q1 Q2 Q3 Digitális Technika
1
2
3
4
5
6
7
8
0 0 1 1 1 1 0 0
0 0 0 1 1 1 1 0
0 0 0 0 1 1 1 1
Johnson számlálók • utolsó kimenet negáltja visszacsatolva az első bementre • n tároló 2n-ig számol (≠2n) • a kimenteket dekódolni kell
FF0 D0
FF2
FF1 D1
Q0
C
D2
Q1
C
CLK 0 1 2 3 4 5 6 7
FF3 Q2
C
D3
Q3
C Q3
Q0 Q1 Q2 Q3
Q3
0 1 1 1 1 0 0 0
CLK
Ck Q0 Q1 Q2 Q3 Digitális Technika
1
2
3
4
5
6
7
8
0 0 1 1 1 1 0 0
0 0 0 1 1 1 1 0
0 0 0 0 1 1 1 1
Johnson számlálók A
B
C
D
E
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
1
1
0
0
0
2
1
1
1
0
0
3
1
1
1
1
0
4
1
1
1
1
1
5
0
1
1
1
1
6
0
0
1
1
1
7
0
0
0
1
1
8
0
0
0
0
1
9
http://www.play-hookey.com/digital/johnson_counter.html
Digitális Technika
Shift regiszter alkalmazások Digitális jelek késleltetése
Menyi az jel késleltetése egy 40MHz órajeles 8-bites soros be/ki menetű shift regiszteren. A B
Data in
Egy órajel késleltetése 1/40 MHz = 25 ns
CLK 40 MHz
SRG 8 C
25 ns
Összesitet késleltetés 8 x 25 ns = 200 ns
CLK Data in Data out td = 200 ns
Floyd, Digital Fundamentals, 10th ed
Q7 Q7
Data out
Shift regiszter alkalmazások Data bus
UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter)
Buffers
- egy soros-párhuzamos átalakító - egy párhuzamos-soros átalakító
Transmitter data register
Transmitter shift register
CLK
Receiver data register
CLK
Serial data out
Receiver shift register
Serial data in
Start Bit (0)
D7
D6
Floyd, Digital Fundamentals, 10th ed
D5
D4
D3
D2
D1
D0
Stop Bits (1)
t
Billentyűzet encoder Power on LOAD SH/LD +V
CC
Ring counter
D0 D1 D2 D3 J K CLK (5 kHz)
D4 D5 D6 D7 J K
SRG 4 74HC195 C Q0 Q1 Q2 Q3
SRG 4 74HC195 C
+V Q4 Q5 Q6 Q7
- Gyűrűs számláló. Két 74HC195 shift regiszter - 8-bit gyűrűs számláló, alaphelyzetbe egy 0 betöltve.
Clock inhibit 1
2
3 4 5 6 7 ROW encoder 74HC147 1 2 4
8
1
2
3 4 5 6 7 8 COLUMN encoder 74HC147 1 2 4
Switch closure Q
C
Q
C
D0 D1 D2 D3 D4 D5 Key code register 74HC174
C Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5
Floyd, Digital Fundamentals, 10th ed
Q One-shots
To ROM
