Registros Digitais

O flip-flop é uma célula de memória de 1 bit que pode ser usada para armazenar os dados digitais. Para aumentar a capacidade de armazenamento em termos de número de bits, temos que usar um grupo de flip-flop. Esse grupo de flip-flop é conhecido como umRegister. on-bit register consistirá em n número de flip-flop e é capaz de armazenar um n-bit palavra.

Os dados binários em um registro podem ser movidos dentro do registro de um flip-flop para outro. Os registros que permitem tais transferências de dados são chamados deshift registers. Existem quatro modos de operação de um registrador de deslocamento.

  • Serial Input Serial Output
  • Entrada serial Saída paralela
  • Entrada Paralela Saída Serial
  • Entrada paralela Saída paralela

Serial Input Serial Output

Deixe todo o flip-flop estar inicialmente na condição de reset, ou seja, Q 3 = Q 2 = Q 1 = Q 0 = 0. Se uma entrada de um número binário de quatro bits 1 1 1 1 for feita no registrador, este número deve ser aplicado aDinbit com o bit LSB aplicado primeiro. A entrada D do FF-3, ou seja, D 3 está conectada à entrada de dados serialDin. A saída de FF-3, isto é, Q 3 é conectada à entrada do próximo flip-flop, ou seja, D 2 e assim por diante.

Diagrama de bloco

Operação

Antes da aplicação do sinal de clock, seja Q 3 Q 2 Q 1 Q 0 = 0000 e aplique o bit LSB do número a ser inserido em D in . Portanto, D em = D 3 = 1. Aplique o relógio. Na primeira transição de descida do relógio, o FF-3 é definido e a palavra armazenada no registro é Q 3 Q 2 Q 1 Q 0 = 1000.

Aplique o próximo bit a D em . Assim, D em = 1. Assim que a próxima transição negativa do clock chegar, FF-2 será definido e a palavra armazenada mudará para Q 3 Q 2 Q 1 Q 0 = 1100.

Aplique o próximo bit a ser armazenado, ou seja, 1 a D pol . Aplique o pulso do relógio. Assim que a terceira transição negativa do clock atingir, FF-1 será definido e a saída será modificada para Q 3 Q 2 Q 1 Q 0 = 1110.

Similarmente, com D in = 1 e com a chegada da quarta transição negativa do clock, a palavra armazenada no registro é Q 3 Q 2 Q 1 Q 0 = 1111.

Mesa da Verdade

Formas de onda

Entrada serial Saída paralela

  • Em tais tipos de operações, os dados são inseridos em série e retirados em paralelo.

  • Os dados são carregados pouco a pouco. As saídas são desativadas enquanto os dados estão sendo carregados.

  • Assim que o carregamento de dados é concluído, todos os flip-flops contêm seus dados necessários, as saídas são habilitadas para que todos os dados carregados sejam disponibilizados em todas as linhas de saída ao mesmo tempo.

  • São necessários 4 ciclos de clock para carregar uma palavra de quatro bits. Portanto, a velocidade de operação do modo SIPO é a mesma do modo SISO.

Diagrama de bloco

Entrada Paralela Saída Serial (PISO)

  • Os bits de dados são inseridos em paralelo.

  • O circuito mostrado abaixo é um registro de saída serial de entrada paralela de quatro bits.

  • A saída do flip-flop anterior é conectada à entrada do próximo flip-flop por meio de um circuito combinacional.

  • A palavra de entrada binária B 0 , B 1 , B 2 , B 3 é aplicada através do mesmo circuito combinacional.

  • Existem dois modos em que este circuito pode funcionar, nomeadamente - modo de deslocamento ou modo de carga.

Modo de carga

Quando a linha da barra de deslocamento / carga é baixa (0), as portas AND 2, 4 e 6 tornam-se ativas e passam os bits B 1 , B 2 , B 3 para os flip-flops correspondentes. Na transição mais baixa do clock, a entrada binária B 0 , B 1 , B 2 , B 3 será carregada nos flip-flops correspondentes. Assim, o carregamento paralelo ocorre.

Modo de mudança

Quando a linha da barra de mudança / carga está baixa (1), a porta AND 2, 4 e 6 se torna inativa. Portanto, o carregamento paralelo dos dados se torna impossível. Mas a porta AND 1,3 e 5 tornam-se ativas. Portanto, a mudança de dados da esquerda para a direita bit a bit na aplicação de pulsos de clock. Assim, ocorre a operação paralela em saída serial.

Diagrama de bloco

Entrada paralela Saída paralela (PIPO)

Neste modo, a entrada binária de 4 bits B 0 , B 1 , B 2 , B 3 é aplicada às entradas de dados D 0 , D 1 , D 2 , D 3 respectivamente dos quatro flip-flops. Assim que uma transição negativa do clock for aplicada, os bits binários de entrada serão carregados nos flip-flops simultaneamente. Os bits carregados aparecerão simultaneamente no lado da saída. Apenas o pulso de clock é essencial para carregar todos os bits.

Diagrama de bloco

Registro de mudança bidirecional

  • Se um número binário for deslocado para a esquerda em uma posição, isso é equivalente a multiplicar o número original por 2. Da mesma forma, se um número binário for deslocado para a direita em uma posição, isso é equivalente a dividir o número original por 2.

  • Portanto, se quisermos usar o registrador de deslocamento para multiplicar e dividir o número binário fornecido, devemos ser capazes de mover os dados na direção esquerda ou direita.

  • Esse registro é chamado de registro bidirecional. Um registro de deslocamento bidirecional de quatro bits é mostrado na fig.

  • Há duas entradas seriais, a saber, a entrada de dados de deslocamento para a direita serial DR e a entrada de dados de deslocamento para a esquerda serial DL junto com uma entrada de seleção de modo (M).

Diagrama de bloco

Operação

SN Doença Operação
1 With M = 1 − Shift right operation

Se M = 1, então as portas AND 1, 3, 5 e 7 são habilitadas, enquanto as portas AND restantes 2, 4, 6 e 8 serão desabilitadas.

Os dados em D R são deslocados para a direita bit a bit de FF-3 para FF-0 na aplicação de pulsos de clock. Assim, com M = 1 obtemos a operação serial de deslocamento à direita.
2 With M = 0 − Shift left operation

Quando o controle de modo M está conectado a 0, as portas AND 2, 4, 6 e 8 são habilitadas, enquanto 1, 3, 5 e 7 são desabilitadas.

Os dados em D L são deslocados para a esquerda bit a bit de FF-0 para FF-3 na aplicação de pulsos de clock. Assim, com M = 0 obtemos a operação serial de deslocamento à direita.

Registro de deslocamento universal

Um registrador de deslocamento que pode deslocar os dados em apenas uma direção é chamado de registrador de deslocamento unidirecional. Um registrador de deslocamento que pode deslocar os dados em ambas as direções é chamado de registrador de deslocamento bidirecional. Aplicando a mesma lógica, um registrador de deslocamento que pode deslocar os dados em ambas as direções, bem como carregá-los paralelamente, é conhecido como registrador de deslocamento universal. O registrador de deslocamento é capaz de realizar a seguinte operação -

  • Carregamento paralelo
  • Deslocamento à esquerda
  • Mudança para a direita

A entrada de controle de modo é conectada à lógica 1 para operação de carregamento paralelo, enquanto ela é conectada a 0 para deslocamento serial. Com o pino de controle de modo conectado ao terra, o registrador de deslocamento universal atua como um registro bidirecional. Para operação serial esquerda, a entrada é aplicada à entrada serial que vai para AND gate-1 mostrado na figura. Já para a operação de deslocamento para a direita, a entrada serial é aplicada à entrada D.

Diagrama de bloco