באלקטרוניקה דיגיטלית, רושמי משמרות הם מעגלי ההיגיון הרציפים שיכולים לאחסן את הנתונים באופן זמני ומספקים את העברת הנתונים לכיוון מכשיר הפלט שלו לכל דופק שעון. אלה מסוגלים להעביר / להעביר את הנתונים ימינה או שמאלה במצבים סדרתיים ומקבילים. בהתבסס על אופן פעולות הקלט / הפלט, ניתן להשתמש ברשמי משמרות כרישום משמרות סדרתי-במקביל-החוצה, סדרתי-בסדרת-יציאה משמר משמרות , פנקס משמרות מקביל במקביל החוצה, פנקס משמרות מקביל במקביל. בהתבסס על העברת הנתונים, ישנם רושמי משמרות אוניברסליים ורשמי משמרות דו כיווניים. הנה תיאור מלא של מרשם המשמרות האוניברסלי.
מהו מרשם משמרות אוניברסלי?
הַגדָרָה: רושם שיכול לאחסן את הנתונים ו / להעביר את הנתונים ימינה ושמאלה יחד עם יכולת העומס המקבילה מכונה רושם משמרות אוניברסלי. ניתן להשתמש בו לביצוע פעולות קלט / פלט במצבים טוריים ומקבילים כאחד. תזוזה חד כיוונית רושמים ורושמי משמרות דו כיווניים משולבים יחד כדי לקבל את העיצוב של מרשם המשמרות האוניברסלי. זה ידוע גם כמרשם משמרות מקביל במקביל או כמאגר משמרות עם העומס המקביל.
רושמי משמרות אוניברסליים מסוגלים לבצע 3 פעולות כמפורט להלן.
- פעולת עומס מקבילית - מאחסן את הנתונים במקביל כמו גם את הנתונים במקביל
- מעבר שמאלה - מאחסן את הנתונים ומעביר את הנתונים המשתנים לכיוון שמאל בנתיב הסדרתי
- הפעלת פעולה ימינה - מאחסן את הנתונים ומעביר את הנתונים על ידי מעבר לכיוון ימינה בנתיב הסדרתי.
לפיכך, מאגרי משמרת אוניברסליים יכולים לבצע פעולות קלט / פלט עם עומסים סדרתיים ומקבילים כאחד.
תרשים רישום משמרת אוניברסלי
תרשים 4 סיביות של רישום משמרות אוניברסלי מוצג להלן.
תרשים רישום משמרת אוניברסלי
- קלט טורי לבקרת משמרת ימינה מאפשר העברת נתונים ימינה וכל קווי הכניסה והפלט הטוריים מחוברים למצב משמרת ימינה. הקלט ניתן לשער AND 1 של הכפכף -1 כפי שמוצג באיור באמצעות סיכת קלט טורית.
- קלט טורי לשמאלה שמאלה מאפשר העברת נתונים שמאלה וכל קווי הכניסה והפלט הסדרתיים מחוברים למצב משמרת שמאלה.
- בהעברת נתונים מקבילה, כל קווי הכניסה והיציאה המקבילים משויכים לעומס המקביל.
- פינוי נקה מנקה את הרישום ומוגדר ל -0.
- סיכת CLK מספקת פעימות שעון לסינכרון כל הפעולות.
- במצב הבקרה, המידע או הנתונים במרשם לא ישתנו למרות שדופק השעון מוחל.
- אם המרשם פועל בעומס מקביל ומעביר את הנתונים ימינה ושמאלה, הרי שהוא משמש כמרשם משמרות אוניברסלי.
תכנון מרשם המשמרות האוניברסלי
העיצוב של מרשם משמרות אוניברסלי בן 4 סיביות באמצעות מרבבים ו כפכפים מוצג להלן.
עיצוב רישום משמרת אוניברסלי
- S0 ו- S1 הם הסיכות שנבחרו המשמשות לבחירת אופן הפעולה של רישום זה. זה יכול להיות פעולת משמרת שמאלה או הפעלת ימינה או מצב מקביל.
- סיכה 0 של Mux 4 × 1 ראשונים מוזנת לסיכת הפלט של הכפכף הראשון. התבונן בחיבורים כפי שמוצג באיור.
- פין -1 של 4X1 MUX הראשון מחובר לכניסה טורית עבור מעבר ימינה. במצב זה, הרישום מעביר את הנתונים ימינה.
- באופן דומה, סיכה -2 של 4X1 MUX מחוברת לכניסה הסדרתית למשמרת שמאלה. במצב זה, מרשם המשמרות האוניברסלי מעביר את הנתונים לכיוון שמאל.
- M1 הם נתוני הקלט המקבילים שניתנים לסיכה 3 של ה- MUX 4 × 1 הראשון המספקים פעולת מצב מקבילית ואוחסנים את הנתונים במרשם.
- באופן דומה, נתוני קלט מקבילים נותרים נותרים ניתנים לסיכה 3 של 4X1MUX הקשורים לספק טעינה מקבילה.
- F1, F2, F3 ו- F4 הם היציאות המקבילות של כפכפי אצבע, המשויכים ל- MUX 4 × 1.
רישום משמרת אוניברסלי עובד
- מהאיור לעיל, נבחר מצמיד את אופן הפעולה של מרשם המשמרות האוניברסלי. קלט סדרתי מעביר את הנתונים ימינה ושמאלה ושומר את הנתונים במרשם.
- סיכה נקה וסיכה CLK מחוברים לכפכף.
- M0, M1, M2, M3 הם הכניסות המקבילות ואילו F0, F1, F2, F3 הם היציאות המקבילות של כפכפים
- כאשר סיכת הקלט פעילה HIGH, הרישום המשמרת האוניברסלי טוען / מאחזר את הנתונים במקביל. במקרה זה, סיכת הקלט מחוברת ישירות ל- 4 × 1 MUX
- כאשר סיכת הקלט (מצב) פעילה נמוכה, הרישום המשמרת האוניברסלי מעביר את הנתונים. במקרה זה, סיכת הקלט מחוברת ל- MUX של 4 × 1 באמצעות שער NOT.
- כאשר סיכת הקלט (מצב) מחוברת ל- GND (קרקע), אז רושם המשמרת האוניברסלי משמש כמרשם משמרות דו כיווני.
- לביצוע פעולת משמרת ימינה, סיכת הקלט מוזנת לשער ה- AND של הכפכף הראשון באמצעות קלט טורי עבור חרא ימינה.
- לביצוע פעולת משמרת שמאלה, סיכת הקלט מוזנת לשער ה- 8 והכפכף האחרון באמצעות קלט M.
- אם הסיכות שנבחרו S0 = 0 ו- S1 = 0, הרישום הזה לא פועל בשום מצב. פירוש הדבר שהוא יהיה במצב נעול או ללא שינוי במצב למרות שפעימות השעון מוחלות.
- אם הסיכות שנבחרו S0 = 0 ו- S1 = 1, הרישום הזה מעביר או מעביר את הנתונים שמאלה ושומר את הנתונים.
- אם הסיכות שנבחרו S0 = 1 ו- S1 = 0, הרישום הזה מעביר את הנתונים ימינה ומכאן מבצע את הפעולה ימינה משמרת.
- אם הסיכות שנבחרו S0 = 1 ו- S1 = 1, הרישום הזה טוען את הנתונים במקביל. מכאן שהיא מבצעת את פעולת הטעינה המקבילה ומאחסנת את הנתונים.
S0 | S1 | אופן פעולה |
0 | 0 | מצב נעול (ללא שינוי) |
0 | 1 | משמרת-שמאלה |
| 1 | 0 | Shift-Right |
| 1 | 1 | טעינה מקבילה |
מהטבלה לעיל אנו יכולים לראות כי רישום זה פועל בכל המצבים עם כניסות סדרתיות / מקבילות באמצעות 4 × 1 מרבבים וכפכפים.
יתרונות
ה יתרונותיו של מרשם משמרות אוניברסלי כלול את הבאים.
- רישום זה יכול לבצע 3 פעולות כגון משמרת שמאלה, משמרת ימינה וטעינה מקבילה.
- שומר את הנתונים באופן זמני ברשום.
- הוא יכול לבצע פעולות סדרתיות מקבילות, מקבילות סדרתיות, מקבילות לפעולות מקבילות וטוריות.
- זה יכול לבצע פעולות קלט-פלט בשני המצבים הסידוריים והמקבילים.
- שילוב של פנקס המשמרות החד כיווני ורשם המשמרות הדו כיווני נותן את פנקס המשמרות ביקום.
- רישום זה משמש כממשק בין מכשיר אחד למכשיר אחר להעברת הנתונים.
יישומים
ה יישומים של מרשם משמרות אוניברסלי כלול את הבאים.
- משמש ב מיקרו-בקרים להרחבת קלט / פלט
- משמש כממיר סדרתי לסידורי
- משמש כממיר נתונים מקבילי-מקבילי
- משמש כממיר נתונים סדרתי-מקבילי.
- משמש בהעברת נתונים סדרתית
- משמש בהעברת נתונים מקבילה.
- משמש כאלמנט זיכרון באלקטרוניקה דיגיטלית כמו מחשבים.
- משמש ביישומי עיכוב זמן
- משמש כמוני תדרים, מונים בינאריים ושעונים דיגיטליים
- משמש ביישומי מניפולציה של נתונים.
לפיכך, זה הכל על האוניברסלי משמרת - הגדרה , תרשים, תכנון, עבודה, יתרונות וחסרונות. ישנם סוגים שונים של רושמים של 4 סיביות זמינים בצורה של IC 74291, IC 74395, ורבים אחרים. הנה שאלה עבורך, 'מה עובד מרשם המשמרות האוניברסלי הדו-כיווני?'
