Circuitos Digitais - Aplicação de Registros de Turnos
No capítulo anterior, discutimos quatro tipos de registradores de deslocamento. Com base no requisito, podemos usar um desses registradores de deslocamento. A seguir estão as aplicações dos registradores de deslocamento.
O registro de deslocamento é usado como Parallel to serial converter, que converte os dados paralelos em dados seriais. É utilizado na seção do transmissor após o bloco do conversor analógico para digital (ADC).
O registro de deslocamento é usado como Serial to parallel converter, que converte os dados seriais em dados paralelos. É utilizado na seção do receptor antes do bloco do conversor digital para analógico (DAC).
O registrador de deslocamento junto com algumas portas adicionais geram a seqüência de zeros e uns. Portanto, é usado comosequence generator.
Registradores de deslocamento também são usados como counters. Existem dois tipos de contadores baseados no tipo de saída do flip-flop D mais à direita conectado à entrada serial. Esses são contador Ring e contador Johnson Ring.
Neste capítulo, vamos discutir sobre esses dois contadores, um por um.
Contador de anéis
No capítulo anterior, discutimos a operação de Serial In - Parallel Out (SIPO)registro de deslocamento. Ele aceita os dados externos na forma serial e requer pulsos de clock 'N' para mudar os dados de bit 'N'.
Similarmente, ‘N’ bit Ring counterexecuta a operação semelhante. Mas, a única diferença é que a saída do flip-flop D mais à direita é fornecida como entrada do flip-flop D mais à esquerda, em vez de aplicar dados externos. Portanto, o contador de anel produz uma sequência de estados (padrão de zeros e uns) e se repete a cada‘N’ clock cycles.
o block diagram do contador de anel de 3 bits é mostrado na figura a seguir.
O contador de anel de 3 bits contém apenas um registro de deslocamento SIPO de 3 bits. A saída do flip-flop D mais à direita é conectada à entrada serial do flip-flop D mais à esquerda.
Suponha que o status inicial dos flip-flops D da extrema esquerda para a extrema direita seja $ Q_ {2} Q_ {1} Q_ {0} = 001 $. Aqui, $ Q_ {2} $ e $ Q_ {0} $ são MSB e LSB respectivamente. Podemos entender oworking of Ring counter da tabela a seguir.
| Não de borda positiva do relógio | Entrada serial = 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 |
O status inicial dos flip-flops D na ausência de sinal de clock é $ Q_ {2} Q_ {1} Q_ {0} = 001 $. Este status se repete a cada três transições de borda positiva do sinal de clock.
Portanto, o seguinte operations ocorrem para cada borda positiva do sinal de clock.
A entrada serial do primeiro flip-flop D obtém a saída anterior do terceiro flip-flop. Portanto, a saída atual do primeiro flip-flop D é igual à saída anterior do terceiro flip-flop.
As saídas anteriores do primeiro e segundo flip-flops D são deslocadas um bit para a direita. Isso significa que as saídas presentes do segundo e terceiro flip-flops D são iguais às saídas anteriores do primeiro e segundo D flip-flops.
Johnson Ring Counter
A operação de Johnson Ring counteré semelhante ao contador de anel. Mas, a única diferença é que a saída complementada do flip-flop D mais à direita é fornecida como entrada do flip-flop D mais à esquerda, em vez da saída normal. Portanto, o contador 'N' bit Johnson Ring produz uma sequência de estados (padrão de zeros e uns) e se repete a cada‘2N’ clock cycles.
O contador Johnson Ring também é chamado de Twisted Ring countere mudar o contador do anel da cauda. oblock diagram do contador Johnson Ring de 3 bits é mostrado na figura a seguir.
O contador Johnson Ring de 3 bits também contém apenas um registro de deslocamento SIPO de 3 bits. A saída complementada do flip-flop D mais à direita é conectada à entrada serial do flip-flop D mais à esquerda.
Suponha que inicialmente todos os flip-flops D sejam apagados. Portanto, $ Q_ {2} Q_ {1} Q_ {0} = 000 $. Aqui, $ Q_ {2} $ e $ Q_ {0} $ são MSB e LSB respectivamente. Podemos entender oworking do contador Johnson Ring da tabela a seguir.
| Não de borda positiva do relógio | Entrada serial = 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 |
O status inicial dos flip-flops D na ausência de sinal de clock é $ Q_ {2} Q_ {1} Q_ {0} = 000 $. Este status se repete para cada seis transições de borda positiva do sinal de clock.
Portanto, o seguinte operations ocorrem para cada borda positiva do sinal de clock.
A entrada serial do primeiro flip-flop D obtém a saída complementada anterior do terceiro flip-flop. Assim, a saída atual do primeiro flip-flop D é igual à saída complementada anterior do terceiro flip-flop.
As saídas anteriores do primeiro e segundo flip-flops D são deslocadas um bit para a direita. Isso significa que as saídas presentes do segundo e terceiro flip-flops D são iguais às saídas anteriores do primeiro e segundo D flip-flops.