În electronica digitală, registrele de schimbare sunt circuitele logice secvențiale care pot stoca datele temporar și asigură transferul de date către dispozitivul său de ieșire pentru fiecare impuls de ceas. Acestea sunt capabile să transfere / deplaseze datele fie spre dreapta, fie spre stânga în moduri seriale și paralele. Pe baza modului operațiunilor de intrare / ieșire, registrele de schimbare pot fi utilizate ca un registru de schimbare serial-in-parallel-out, serial-in-serial-out Registrul de deplasare , registru de deplasare paralel în paralel, registru de deplasare paralel-în-paralel. Pe baza deplasării datelor, există registre de deplasare universale și registre de deplasări bidirecționale. Iată o descriere completă a registrului de schimbare universal.

Ce este un registru de schimbare universal?

Definiție: Un registru care poate stoca datele și / deplasează datele spre dreapta și stânga împreună cu capacitatea de încărcare paralelă este cunoscut sub numele de registru universal de schimbare. Poate fi folosit pentru efectuarea operațiilor de intrare / ieșire atât în mod serial, cât și în mod paralel. Deplasare unidirecțională registre și registrele de schimbare bidirecționale sunt combinate împreună pentru a obține proiectarea registrului de schimbare universal. Este, de asemenea, cunoscut sub numele de registru de deplasare paralel-în-paralel-ieșit sau registru de deplasare cu sarcina paralelă.

Registrele de schimbare universale sunt capabile să efectueze 3 operații, așa cum sunt enumerate mai jos.

Operațiune de încărcare paralelă - stochează datele în paralel, precum și datele în paralel
Funcția Shift stânga - stochează datele și transferă datele deplasându-se spre stânga în calea serială
Funcția Shift dreapta - stochează datele și transferă datele deplasându-se spre dreapta în calea serială.

Prin urmare, registrele de schimb universale pot efectua operații de intrare / ieșire atât cu sarcini seriale, cât și cu sarcini paralele.

Diagrama registrului de schimbare universal

Diagrama de registru de schimbare universală pe 4 biți este prezentată mai jos.

“cum se construiește un încărcător de baterii ”

Diagrama registrului de schimbare universal

Intrarea serială pentru controlul shift-dreapta permite transferul de date spre dreapta și toate liniile de intrare și ieșire seriale sunt conectate la modul shift-dreapta. Intrarea este dată de poarta ȘI-1 a flip-flop -1 așa cum se arată în figură prin pinul de intrare serial.
Intrarea serial pentru shift-stânga permite transferul de date spre stânga și toate liniile de intrare și ieșire seriale sunt conectate la modul shift-stânga.
În transferul paralel de date, toate liniile de intrare și ieșire paralele sunt asociate cu sarcina paralelă.
Ștergeți pinul șterge registrul și setați la 0.
Pinul CLK oferă impulsuri de ceas pentru a sincroniza toate operațiile.
În starea de control, informațiile sau datele din registru nu s-ar schimba chiar dacă pulsul ceasului este aplicat.
Dacă registrul funcționează cu o sarcină paralelă și deplasează datele spre dreapta și stânga, atunci acționează ca un registru universal de schimbare.

Proiectarea registrului de schimbare universal

Proiectarea unui registru de schimbare universal pe 4 biți folosind multiplexoare și papuci flip-flop este prezentat mai jos.

Design universal registru schimbare

“construiește-ți propriul încălzitor cu inducție ”

S0 și S1 sunt pinii selectați care sunt utilizați pentru a selecta modul de funcționare al acestui registru. Poate fi operațiunea de schimbare la stânga sau operația de schimbare la dreapta sau modul paralel.
Pin-0 al primului 4 × 1 Mux este alimentat la pinul de ieșire al primului flip-flop. Respectați conexiunile așa cum se arată în figură.
Pin-1 al primului MUX 4X1 este conectat la intrarea serială pentru schimbarea la dreapta. În acest mod, registrul deplasează datele spre dreapta.
În mod similar, pin-2-ul 4X1 MUX este conectat la intrarea serială pentru shift-stânga. În acest mod, registrul de deplasare universal deplasează datele spre stânga.
M1 este datele de intrare paralele date pinului 3 al primului MUX 4 × 1 pentru a oferi o funcționare în mod paralel și stochează datele în registru.
În mod similar, biții de date de intrare paralele rămase individuale sunt date pinului 3 al 4X1MUX aferent pentru a asigura încărcarea paralelă.
F1, F2, F3 și F4 sunt ieșirile paralele ale flip-flop-urilor, care sunt asociate cu 4 × 1 MUX.

Registrul de schimbare universal funcționează

Din figura de mai sus, selectate fixează modul de funcționare al registrului de deplasare universal. Intrarea serial mută datele spre dreapta și spre stânga și stochează datele în registru.
Pinul clar și pinul CLK sunt conectate la flip-flop.
M0, M1, M2, M3 sunt intrările paralele, în timp ce F0, F1, F2, F3 sunt ieșirile paralele ale flip-flop-urilor
Când pinul de intrare este activ HIGH, atunci registrul de deplasare universal încarcă / recuperează datele în paralel. În acest caz, pinul de intrare este conectat direct la 4 × 1 MUX
Când pinul de intrare (modul) este activ LOW, atunci registrul de schimbare universal schimbă datele. În acest caz, pinul de intrare este conectat la 4 × 1 MUX prin poarta NOT.
Când pinul de intrare (modul) este conectat la GND (masă), atunci registrul de deplasare universal acționează ca un registru de deplasare bidirecțional.
Pentru a efectua operația de schimbare-dreapta, pinul de intrare este alimentat la poarta 1 ȘI a primului flip-flop prin intrare serială pentru dreapta de rahat.
Pentru a efectua operația shift-stânga, pinul de intrare este alimentat la poarta 8 ȘI a ultimului flip-flop prin intrarea M.
Dacă pinii selectați S0 = 0 și S1 = 0, atunci acest registru nu funcționează în niciun mod. Asta înseamnă că va fi într-o stare blocată sau fără schimbare, chiar dacă impulsurile ceasului sunt aplicate.
Dacă pinii selectați S0 = 0 și S1 = 1, atunci acest registru transferă sau deplasează datele la stânga și stochează datele.
Dacă pinii selectați S0 = 1 și S1 = 0, atunci acest registru deplasează datele la dreapta și, prin urmare, efectuează operația shift-dreapta.
Dacă pinii selectați S0 = 1 și S1 = 1, atunci acest registru încarcă datele în paralel. Prin urmare, efectuează operațiunea de încărcare paralelă și stochează datele.

S0	S1	Mod de operare
0	0	Stare blocată (fără schimbare)
0	1	Shift-Stânga
1	0	Shift-Right
1	1	Încărcare paralelă

Din tabelul de mai sus, putem observa că acest registru funcționează în toate modurile cu intrări seriale / paralele folosind multiplexoare și flip-flops 4 × 1.

Avantaje

avantajele unui registru de schimbare universal include următoarele.

“rezonanță în circuitul rlc serie ”

Acest registru poate efectua 3 operații precum schimbare stânga, schimbare dreapta și încărcare paralelă.
Stochează datele temporar cu în registru.
Poate efectua operațiuni seriale în paralel, paralele cu seriale, paralele cu paralele și seriale cu seriale.
Poate efectua operațiuni de intrare-ieșire atât în modurile serial, cât și în paralel.
O combinație a registrului de deplasare unidirecțional și a registrului de deplasare bidirecțională dă registrul de deplasare al universului.
Acest registru acționează ca o interfață între un dispozitiv pe alt dispozitiv pentru a transfera datele.

Aplicații

aplicații ale unui registru de schimbare universal include următoarele.

Folosit in microcontrolere pentru extinderea I / O
Folosit ca convertor serial-serial
Folosit ca convertor de date paralel-paralel
Folosit ca convertor de date serial-paralel.
Folosit pentru transferul de date de la serie la serie
Folosit în transferul paralel de date.
Folosit ca element de memorie în electronica digitală precum computerele.
Folosit în aplicații de întârziere
Folosit ca contoare de frecvență, contoare binare și ceasuri digitale
Folosit în aplicații de manipulare a datelor.

Astfel, totul este despre universal registru de schimbare - definiție , diagramă, proiectare, lucru, avantaje și dezavantaje. Există diferite tipuri de registre pe 4 biți sunt disponibile sub formă de IC 74291, IC 74395 și multe altele. Iată o întrebare pentru dumneavoastră, „Care este funcționarea registrului de schimb universal bidirecțional?”