شیفت رجیستر ۷۴ls194 , مالتی پلکسر ۷۴۱۵۳

شیفت رجیستر ۷۴۱۹۴ :

در طراحی دیجیتال، شیفت رجیستر (به انگلیسی: Shift register) (به معنی ثبات انتقال‌دهنده)، زنجیره‌ای از فلیپ‌فلاپ‌ها است که یک پالس ساعت مشترک دارند و خروجی هر فلیپ‌فلاپ، به ورودی فلیپ‌فلاپ بعدی در زنجیره متصل شده است؛ درنتیجه مداری حاصل می‌شود که می‌تواند در هر پالس ساعت، آرایه بیتی که در آن ذخیره شده را یک واحد به سمت چپ یا راست شیفت (انتقال) دهد. در عمل شیفت، بیتی که در ورودی قرار دارد به داخل آرایه آورده می‌شود (شیفت به داخل) و آخرین بیت از آرایه خارج می‌شود و از بین می‌رود (شیفت به بیرون). به عبارت دیگر، ثباتی که بتواند اطلاعات دودویی اش را به سمت راست یا چپ شیفت دهد، ثبات شیفت‌دهنده یا شیفت رجیستر نامیده می‌شود. در هر عمل شیفت، بیت‌ها از یک فلیپ‌فلاپ خارج، و به فلیپ‌فلاپ بعدی وارد می‌شوند.

شیفت رجیسترها می‌توانند به صورت سریال (پشت سر هم) یا موازی (همزمان) باشند. در حالت سری، بیت‌ها به صورت پشت سر هم و به ترتیب وارد شیفت رجیستر می‌شوند و در حالت موازی هم داده‌ها به صورت همزمان وارد شیفت رجیستر می‌شوند. مثلاً یک شیفت رجیستر می‌تواند به صورت ورودی سری، خروجی موازی (به انگلیسی: serial-in, parallel-out) یا ورودی موازی، خروجی سری (به انگلیسی: parallel-in, serial-out) باشد. همچنین گونه‌های دیگری هم وجود دارد که در آن هم ورود و هم خروج داده‌ها یا به صورت سری یا به صورت موازی صورت می‌گیرد. مثلاً حالت (به انگلیسی: Serial in, Serial out) که داده‌ها هم به صورت سریال وارد می‌شوند و هم به صورت سریال خارج می‌شوند. همچنین گونه‌های دیگری از شیفت رجیسترها وجود دارد که می‌توانند عمل شیفت را به صورت دوطرفه انجام دهند: شیفت به سمت راست و شیفت به سمت چپ. در یک شیفت رجیستر سری می‌توان آخرین بیت را به اولین بیت متصل کرده تا یک شیفت رجیستر حلقوی حاصل شود. شیفت دادن یک عدد به تعداد n بار به سمت راست، برابر با تقسیم آن عدد به ۲n است. شیفت دادن یک عدد به تعداد n بار به سمت چپ، برابر با ضرب کردن آن عدد در ۲n است.

شیفترجیستر عمومی به شماره ۷۴۱۹۴ یک شیفترجیستر چهار رقمی میباشد که عمل انتقال به راست، انتقال به چپ و ورودی موازی راتوسط پایه های S0 , S1  انجام میدهد.

ابتدا لازم هست تا اطلاعاتی درباره عملکرد ۷۴LS194 بدانیم:

انتقال موازی:

برای انتقال موازی هر دو پایه S0 و S1 باید در وضعیت یک منطقی قرار گیرند و سپس دیتا بر روی ورود های D0 تا D3 قرار می گیرد اگر بسته اطلاعاتی ما ۸ بیتی باشد برای انتقال این بسته به صورت موازی با ۷۴۱۹۴   باید در دو مرحله اقدام کنیم

یا اینکه از دو عدد ۷۴۱۹۴ استفاده کنیم و یک شیفت رجیستر ۸ بیتی ایجاد کنیم.

مالتی پلکسر ۷۴۱۵۳ :

مولتی پلکسر دارای ⁿ2 ورودی، n خط انتخاب یا همان ورودی‌های‌کنترول‌کننده و یک خروجی می‌باشد. MUX در هر لحظه با توجه به خط انتخاب یا ورودی‌های‌کنترول‌کننده یکی از اطلاعات ورودی را انتخاب کرده آنرا بیرون نشان می‌دهد.

لازم هست تا اطلاعاتی درباره عملکرد ۷۴۱۵۳ بدانیم:

این ای سی در واقع از دو عدد مالتی پلکسر تشکیل شده است اما تنها با یک کنترل کننده

پایه ۱Y  خروجی پایه های ۱X0 تا ۱X3 بوده و پایه ۲Y خروجی پایه های ۲X0 تا ۲X3 می باشد

پایه های A , B کنترل کننده خروجی ها نسبت به ورودی ها می باشد بدین صورت که اگر قرار باشد  ورودیهای  ۱X2 , 2X2 را به خروجی وصل شوند باید مقدار باینری ۲ را در پایه A , B قرار دهیم (A=0 , B=1  )

در این صورت خروجی برابر با مقدار پایه های  ۱X2 , 2X2 میشود که ۱Y خروجی ۱X2 و ۲Y خروجی ۲X2 می باشد

البته قبل انجام این عملیات حتما باید پایه های فعال ساز E1 , E2  که مخفف Enable می باشد به زمین وصل شوند در صورتی که این پایه ها به VCC وصل شوند چیپ مربوطه غیر فعال خواهد شد.

توضیحات:

در این مدار از چهار عدد شیفت رجیستر استفاده شده است این شیفت رجیستر ها در حالت موازی پیکره بندی شده اند

این ازمایش بیشتر برای اشنایی دانشجویان با شیفت رجیستر ها و مالتی پلکسر می باشد

خروجی Q0 هر چهار شیفت رجیستر ، به ورودی ۱X0 تا ۱X3 وصل شده اند همین طور خروجی Q1 هر چهار شیفت رجیستر به ۲X0 تا ۲X3 وصل شدند و همینطور بقیه خروجی های شیفت رجیستر ها هم به ورودی های مالتی پلکسر بعدی وصل شدند

این روش وصل شدن دیگر بیت های کنترل کننده A,B را بی تاثیر کرده است در واقع بدین صورت است که خروجی ۱Y به Q0 شیفت رجیستر ها و خروجی ۲Y به  Q1 شیفت رجیستر ها و خروجی ۱Y مالتی پلکسر دوم به Q2 شیفت رجیستر ها  و خروجی ۲Y مالتی پلکسر دوم هم به Q3 شیفت رجیستر ها وصل هست

بنابراین مهم نیست ما با بیت های کنترل کدام پایه ورودی مالتی پلکسر به خروجی بفرستیم چون همه ی پایه های ورودی داری یک سطح منطقی یکسان هستند.

برای درک این موضوع شما می توانید سون سگمنت bcd را مستقیم به خروجی یکی از شیفت رجیستر ها وصل کنید تا پی به این موضوع ببرید.