Circuits numériques - Application des registres à décalage
Dans le chapitre précédent, nous avons discuté de quatre types de registres à décalage. En fonction de l'exigence, nous pouvons utiliser l'un de ces registres à décalage. Voici les applications des registres à décalage.
Le registre à décalage est utilisé comme Parallel to serial converter, qui convertit les données parallèles en données série. Il est utilisé au niveau de la section émetteur après le bloc convertisseur analogique-numérique (ADC).
Le registre à décalage est utilisé comme Serial to parallel converter, qui convertit les données série en données parallèles. Il est utilisé dans la section récepteur avant le bloc convertisseur numérique-analogique (DAC).
Le registre à décalage avec quelques portes supplémentaires génèrent la séquence de zéros et de uns. Par conséquent, il est utilisé commesequence generator.
Les registres à décalage sont également utilisés comme counters. Il existe deux types de compteurs en fonction du type de sortie de la bascule D la plus à droite connectée à l'entrée série. Ce sont le compteur Ring et le compteur Johnson Ring.
Dans ce chapitre, parlons de ces deux compteurs un par un.
Compteur de sonneries
Dans le chapitre précédent, nous avons discuté du fonctionnement de Serial In - Parallel Out (SIPO)registre à décalage. Il accepte les données de l'extérieur sous forme série et il nécessite «N» impulsions d'horloge afin de décaler les données de «N» bits.
De même, ‘N’ bit Ring countereffectue l'opération similaire. Mais, la seule différence est que la sortie de la bascule D la plus à droite est donnée comme entrée de la bascule D la plus à gauche au lieu d'appliquer des données de l'extérieur. Par conséquent, Ring counter produit une séquence d'états (motif de zéros et de uns) et il se répète pour chaque‘N’ clock cycles.
le block diagram du compteur en anneau à 3 bits est illustré dans la figure suivante.
Le compteur en anneau à 3 bits contient uniquement un registre à décalage SIPO à 3 bits. La sortie de la bascule D la plus à droite est connectée à l'entrée série de la bascule D la plus à gauche.
Supposons que l'état initial des bascules D de l'extrême gauche à l'extrême droite est $ Q_ {2} Q_ {1} Q_ {0} = 001 $. Ici, $ Q_ {2} $ et $ Q_ {0} $ sont respectivement MSB et LSB. Nous pouvons comprendre leworking of Ring counter du tableau suivant.
| Non du front positif de l'horloge | Entrée série = 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 |
L'état initial des bascules D en l'absence de signal d'horloge est $ Q_ {2} Q_ {1} Q_ {0} = 001 $. Cet état se répète toutes les trois transitions de front montant du signal d'horloge.
Par conséquent, ce qui suit operations ont lieu pour chaque front positif du signal d'horloge.
L'entrée série de la première bascule D obtient la sortie précédente de la troisième bascule. Ainsi, la sortie actuelle de la première bascule D est égale à la sortie précédente de la troisième bascule.
Les sorties précédentes des première et deuxième bascules D sont décalées vers la droite d'un bit. Cela signifie que les sorties présentes des deuxième et troisième bascules D sont égales aux sorties précédentes des première et deuxième bascules D.
Compteur de bagues Johnson
Le fonctionnement de Johnson Ring counterest similaire à celui du compteur Ring. Mais, la seule différence est que la sortie complémentée de la bascule D la plus à droite est donnée comme entrée de la bascule D la plus à gauche au lieu de la sortie normale. Par conséquent, le compteur Johnson Ring 'N' bit produit une séquence d'états (motif de zéros et de uns) et il se répète pour chaque‘2N’ clock cycles.
Le compteur Johnson Ring est également appelé Twisted Ring counteret changer le compteur de l'anneau de queue. leblock diagram du compteur Johnson Ring 3 bits est illustré dans la figure suivante.
Le compteur Johnson Ring à 3 bits contient également uniquement un registre à décalage SIPO à 3 bits. La sortie complétée de la bascule D la plus à droite est connectée à l'entrée série de la bascule D la plus à gauche.
Supposons qu'au départ, toutes les bascules D soient effacées. Donc, $ Q_ {2} Q_ {1} Q_ {0} = 000 $. Ici, $ Q_ {2} $ et $ Q_ {0} $ sont respectivement MSB et LSB. Nous pouvons comprendre leworking du compteur Johnson Ring du tableau suivant.
| Non du front positif de l'horloge | Entrée série = 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 |
L'état initial des bascules D en l'absence de signal d'horloge est $ Q_ {2} Q_ {1} Q_ {0} = 000 $. Cet état se répète toutes les six transitions de front montant du signal d'horloge.
Par conséquent, ce qui suit operations ont lieu pour chaque front positif du signal d'horloge.
L'entrée série de la première bascule D obtient la sortie précédente complémentée de la troisième bascule. Ainsi, la sortie actuelle de la première bascule D est égale à la sortie complémentée précédente de la troisième bascule.
Les sorties précédentes des première et deuxième bascules D sont décalées vers la droite d'un bit. Cela signifie que les sorties présentes des deuxième et troisième bascules D sont égales aux sorties précédentes des première et deuxième bascules D.