نحن نعرف ذلك FF أو Flip-Flop يمكن استخدامها لتخزين البيانات في شكل 1 أو 0. ومع ذلك ، إذا احتجنا إلى تخزين عدة بتات بيانات ، فنحن بحاجة إلى العديد من flip-flops. السجل هو جهاز في الإلكترونيات الرقمية يستخدم لتخزين البيانات. تلعب Flip-flops دورًا حيويًا في تصميم أكثر سجلات الورديات شيوعًا . مجموعة Flip-flops ليست سوى سجل ، يستخدم لتخزين العديد من بتات البيانات. على سبيل المثال ، إذا تم استخدام جهاز كمبيوتر لتخزين 16 بت من البيانات ، فإنه يتطلب بالتالي مجموعة من 16-FFs. والمدخلات ، وكذلك مخرجات السجل ، تكون متسلسلة ومتوازية حسب المتطلبات. يناقش هذا المقال ما هو سجل المناوبة وأنواع وتطبيقات.
ما هو سجل الوردية؟
يمكن تعريف السجل على أنه عندما يمكن توصيل مجموعة من FFs داخل السلسلة ، فإن تعريف سجل المناوبة عندما يمكن نقل البيانات المخزنة في السجلات. إنها دارة متسلسلة ، تستخدم بشكل أساسي لتخزين البيانات ، وتنقلها إلى الإخراج في كل دورة CLK (ساعة).
أنواع سجلات الورديات
في الأساس ، هذه السجلات تصنف إلى أربعة أنواع و عمل سجلات الورديات تناقش أدناه.
- Serial in Serial out (SISO) Shift Register
- المسلسل بالتوازي (SIPO) التحول سجل
- بالتوازي في تسلسل الخروج (PISO) سجل التحول
- بالتوازي بالتوازي خارج (PIPO) التحول سجل
Serial in - Serial Out Shift Register (SISO)
يسمح سجل الإزاحة هذا بالإدخال التسلسلي ويولد إخراجًا تسلسليًا ، لذلك يُطلق عليه اسم سجل التحول SISO (Serial in Serial out). لأن هناك مخرجات واحدة فقط ، وفي كل مرة تترك البيانات السجل بتة واحدة بطريقة تسلسلية.
Serial in - Serial Out Shift Register (SISO)
تظهر دائرة المنطق Serial in Serial out (SISO) أعلاه. يمكن بناء هذه الدائرة بأربعة D-Flip Flops بالتسلسل. بمجرد توصيل هذه الشبشب مع بعضها البعض ، يتم إعطاء إشارة CLK المتساوية لكل تقليب.
في هذه الدائرة ، يمكن أخذ إدخال البيانات التسلسلية من الجانب الأيسر من FF (فليب فليب). التطبيق الرئيسي لـ SISO هو العمل كعنصر تأخير.
سجل التحول التسلسلي الموازي (SIPO)
يسمح سجل الإزاحة هذا بالإدخال التسلسلي ويولد مخرجات متوازية ، لذلك يُعرف هذا باسم سجل الإزاحة التسلسلي في التوازي (SIPO).
تظهر دائرة تسجيل التحول التسلسلي على التوازي (SIPO) أعلاه. يمكن بناء الدائرة بأربعة D- فليب يتخبط ، بالإضافة إلى ذلك ، يتم توصيل إشارة CLR بإشارة CLK وكذلك تقلبات من أجل إعادة ترتيبها. يتم توصيل مخرج FF الأول بمدخل FF التالي. بمجرد إعطاء نفس إشارة CLK لكل فليب فليب ، فإن كل قلاب سيكون متزامنة مع بعضها البعض.
سجل التحول التسلسلي الموازي (SIPO)
في هذا النوع من التسجيلات ، يمكن أخذ إدخال البيانات التسلسلية من الجانب الأيسر من FF ويولد مخرجات مكافئة. تتضمن تطبيقات هذه السجلات خطوط الاتصال لأن الوظيفة الرئيسية لسجل SIPO هي تغيير المعلومات التسلسلية إلى معلومات متوازية.
سجل التحول المتوازي للخارج (PISO)
يسمح سجل الإزاحة هذا بإدخال متوازي ويولد مخرجات تسلسلية ، لذلك يُعرف هذا باسم Parallel in Serial out (PISO) Shift Register.
تظهر دائرة سجل التحول المتوازي في المسلسل (PISO) أعلاه. يمكن بناء هذه الدائرة بأربعة D-flip-flops ، حيث يتم توصيل إشارة CLK مباشرة بجميع FFs. ومع ذلك ، يتم توصيل بيانات الإدخال بشكل منفصل لكل FF باستخدام ملف معدد في كل مدخلات FF.
سجل التحول المتوازي للخارج (PISO)
يتم توصيل مخرجات FF السابقة ، بالإضافة إلى إدخال البيانات المتوازي ، باتجاه مدخل مُضاعِف الإرسال ويمكن توصيل إخراج مُضاعِف الإرسال بالقلب الثاني. بمجرد إعطاء نفس إشارة CLK لكل فليب فليب ، فإن كل قلاب سيكون متزامنة مع بعضها البعض. تشمل تطبيقات هذه السجلات تحويل البيانات المتوازية إلى البيانات التسلسلية.
سجل التحول الموازي المتوازي (PIPO)
سجل الإزاحة ، والذي يسمح بإدخال متوازي (يتم إعطاء البيانات لكل منها بشكل منفصل نعال الشاطئ وبطريقة متزامنة) وتنتج أيضًا ناتجًا متوازيًا يُعرف باسم سجل التحول المتوازي في الموازي.
توضح الدائرة المنطقية الواردة أدناه موازاة في سجل التحول الموازي. تتكون الدائرة من أربعة زحافات D متصلة. إشارة (CLR) الواضحة وإشارات الساعة متصلة بجميع الوجهات الأربعة. في هذا النوع من السجلات ، لا يوجد ترابط بين flip-flops الفردية حيث لا يلزم تغيير تسلسلي للبيانات. هنا يتم تقديم البيانات كمدخلات فردية لكل فليب فليب ، وكذلك يتم تلقي الإخراج أيضًا بشكل منفصل عن كل فليب فليب.
سجل التحول الموازي المتوازي (PIPO)
يمكن استخدام سجل التحول PIPO (الموازي والمتوازي للخارج) مثل جهاز التخزين المؤقت ، على غرار سجل SISO Shift ، وهو يعمل كعنصر تأخير.
سجل التحول ثنائي الاتجاه
في هذا النوع من سجلات التحول ، إذا قمنا بتحريك رقم ثنائي باتجاه اليسار بمكان واحد ، فإنه يساوي ضرب الرقم في اثنين وإذا حركنا رقمًا ثنائيًا باتجاه اليمين بمكان واحد ، فإنه يساوي فصل الرقم مع اثنين. يمكن إجراء هذه العمليات باستخدام سجل لنقل البيانات في أي اتجاه.
هذه السجلات قادرة على نقل البيانات في الجانب الأيمن وإلا على الجانب الأيسر بناءً على اختيار الوضع (مرتفع أو منخفض). إذا تم اختيار الوضع العالي ، فسيتم نقل البيانات إلى الجانب الأيمن ، وكذلك إذا تم اختيار الوضع المنخفض ، فسيتم نقل البيانات إلى الجانب الأيسر.
ال دائرة المنطق من هذا السجل هو مبين أعلاه ، ويمكن بناء الدائرة مع 4-D flip-flops. يمكن إجراء اتصال بيانات الإدخال في الجزءين الأخيرين من الدائرة وبناءً على الوضع المحدد فقط ستكون البوابة في الحالة النشطة.
العدادات في سجلات التحول
في الأساس، عدادات في سجلات التحول تصنف إلى نوعين مثل العداد الدائري وكذلك عداد جونسون.
عداد الحلقة
في الأساس ، يعد هذا عدادًا لتسجيل التحول حيث يمكن توصيل مخرج FF الأول بالمخرج FF الثاني وهكذا دواليك يتم تغذية إخراج FF الأخير مرة أخرى إلى مدخل التقليب الأول ، وهو عداد الحلقة.
عداد الحلقة
سينتقل نموذج البيانات في سجل التحول حتى يتم تطبيق نبضات CLK. رسم تخطيطي لدائرة حلقة مضادة هو مبين أعلاه. يمكن تصميم هذه الدائرة باستخدام 4-FFs ، لذلك سيعمل نموذج البيانات مرة أخرى بعد كل 4 نبضات CLK كما هو موضح في جدول الحقيقة التالي. بشكل عام ، يتم استخدام هذا العداد لفك التشفير الذاتي ، ولا يوجد فك تشفير إضافي ليس ضروريًا لتحديد حالة العداد.
| اضغط CLK | س 1 | س 2 | Q3 | س 4 |
0 | 1 | 0 | 0 | 1 |
1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
اثنين | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 3 | 0 | 0 | 1 | 1 |
جونسون عداد
في الأساس ، هذا هو عداد سجل التحول حيث يمكن أن يكون ناتج FF الأول متحالفًا مع FF الثاني وما إلى ذلك ، ويمكن إعادة تغذية الناتج المقلوب الأخير مرة أخرى إلى إدخال التقليب الأول.
جونسون عداد
رسم تخطيطي لدائرة جونسون عداد هو مبين أعلاه ، ويمكن تصميم هذه الدائرة مع 4-D flip-flops. عداد جونسون مع n-stage defers سلسلة حسابية من 2n حالات غير متشابهة. لأن هذه الدائرة يمكن بناؤها باستخدام 4-FFs ، وسيعمل نموذج البيانات مرة أخرى كل نبضات 8-CLK كما هو موضح في جدول الحقيقة التالي.
اضغط CLK | س 1 | س 2 | Q3 | س 4 |
0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
اثنين | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 3 | 1 | 1 | 0 | 0 |
4 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 5 | 1 | 1 | 1 | 1 |
6 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 7 | 0 | 0 | 1 | 1 |
تتمثل الفائدة الرئيسية لهذا العداد في أنه يتطلب عدد n من FFs التي تم تقييمها للعداد الدائري لنقل بيانات معينة لإنتاج سلسلة من حالات 2n.
تطبيقات سجلات الورديات
ال تطبيقات تسجيل التحول تشمل ما يلي.
- تتمثل الفائدة الرئيسية لهذا العداد في أنه يتطلب عدد n من FFs التي تم تقييمها للعداد الدائري لنقل بيانات معينة لإنتاج سلسلة من حالات 2n.
- يستخدم سجل التحول PISO للتحويل المتوازي إلى البيانات التسلسلية.
- تُستخدم سجلات التحول SISO و PIPO لتوليد تأخير زمني تجاه الدوائر الرقمية.
- تُستخدم هذه السجلات لنقل البيانات ومعالجتها وتخزينها.
- يستخدم سجل SIPO لتحويل البيانات التسلسلية إلى موازية وبالتالي في خطوط الاتصال
وبالتالي ، هذا كل شيء عن سجلات التحول الأكثر استخدامًا. وبالتالي ، فإن هذا كله يتعلق بسجلات الإزاحة الأكثر استخدامًا ، وهي دوائر منطقية متسلسلة ، تُستخدم لتخزين البيانات وكذلك نقلها. يمكن إنشاء هذه السجلات باستخدام Flip Flops ويمكن توصيلها بطريقة يمكن من خلالها توصيل FF (flip flop) o / p بمدخل flip-flop التالي ، بناءً على نوع المسجلات يجري تشكيلها. هنا سؤال لك ، ما هي ش سجلات التحول الشامل ؟
