ما هو سجل التحول العالمي وعمله

جرب أداة القضاء على المشاكل





في الإلكترونيات الرقمية ، تعد سجلات الإزاحة عبارة عن دوائر منطقية متسلسلة يمكنها تخزين البيانات مؤقتًا وتوفر نقل البيانات نحو جهاز الإخراج الخاص بها لكل نبضة على مدار الساعة. هذه قادرة على نقل / تحويل البيانات إما نحو اليمين أو اليسار في الوضعين التسلسلي والمتوازي. استنادًا إلى طريقة عمليات الإدخال / الإخراج ، يمكن استخدام سجلات التحول كسجل تسلسلي في موازٍ للخارج ، ومخرج تسلسلي داخلي سجل التحول ، سجل التحول الموازي في الموازي للخارج ، سجل التحول الموازي في الموازي للخارج. بناءً على تحويل البيانات ، توجد سجلات نوبات عالمية وسجلات تحول ثنائية الاتجاه. فيما يلي وصف كامل لسجل التحول الشامل.

ما هو سجل التحول العالمي؟

تعريف: يُعرف السجل الذي يمكنه تخزين البيانات و / ينقل البيانات باتجاه اليمين واليسار جنبًا إلى جنب مع قدرة التحميل المتوازي باسم سجل التحول العالمي. يمكن استخدامه لإجراء عمليات الإدخال / الإخراج في الوضعين التسلسلي والمتوازي. تحول أحادي الاتجاه السجلات ويتم دمج سجلات التحويل ثنائية الاتجاه معًا للحصول على تصميم سجل التحول الشامل. يُعرف أيضًا باسم سجل التحول الموازي في الموازي للخارج أو سجل التحول مع الحمل الموازي.




يمكن لسجلات التحول العالمية إجراء 3 عمليات على النحو الوارد أدناه.

  • عملية تحميل موازية - يخزن البيانات بالتوازي وكذلك البيانات على التوازي
  • عملية التحول إلى اليسار - يخزن البيانات وينقل البيانات التي تتحرك نحو اليسار في المسار التسلسلي
  • التحول الصحيح العملية - يخزن البيانات وينقل البيانات عن طريق التحول نحو اليمين في المسار التسلسلي.

ومن ثم ، يمكن لسجلات النقل العام إجراء عمليات الإدخال / الإخراج مع كل من الأحمال التسلسلية والمتوازية.



مخطط سجل التحول العالمي

يظهر أدناه مخطط تسجيل التحول العالمي 4 بت.

مخطط سجل التحول العالمي

مخطط سجل التحول العالمي

  • يتيح الإدخال التسلسلي للتحكم في shift-right نقل البيانات نحو اليمين ويتم توصيل جميع خطوط الإدخال والإخراج التسلسلية بوضع shift-right. يتم إعطاء الإدخال إلى AND gate-1 من flip-flop -1 كما هو موضح في الشكل عبر دبوس الإدخال التسلسلي.
  • يتيح الإدخال التسلسلي لـ shift-left نقل البيانات نحو اليسار ويتم توصيل جميع خطوط الإدخال والإخراج التسلسلية بوضع shift-left.
  • في نقل البيانات المتوازي ، ترتبط جميع خطوط المدخلات والمخرجات المتوازية بالحمل المتوازي.
  • مسح الدبوس يمسح السجل ويضبط على 0.
  • يوفر CLK pin نبضات الساعة لمزامنة جميع العمليات.
  • في حالة التحكم ، لن تتغير المعلومات أو البيانات الموجودة في السجل على الرغم من تطبيق نبض الساعة.
  • إذا كان السجل يعمل بحمل متوازي وينقل البيانات نحو اليمين واليسار ، فإنه يعمل كسجل تحول عالمي.

تصميم سجل التحول العالمي

تصميم سجل التحول العالمي 4 بت باستخدام معددات الإرسال و شباشب هو مبين أدناه.


تصميم سجل التحول العالمي

تصميم سجل التحول العالمي

  • S0 و S1 هما الدبابيس المختارة التي يتم استخدامها لتحديد طريقة تشغيل هذا السجل. قد تكون عملية التحول إلى اليسار أو التحول إلى التشغيل الصحيح أو الوضع المتوازي.
  • يتم تغذية دبوس 0 من أول 4 × 1 Mux إلى دبوس الإخراج لأول فليب فليب. لاحظ الوصلات كما هو موضح في الشكل.
  • يتم توصيل Pin-1 من أول 4X1 MUX بالإدخال التسلسلي من أجل التحول الأيمن. في هذا الوضع ، يقوم السجل بتحويل البيانات نحو اليمين.
  • وبالمثل ، فإن pin-2 لـ 4X1 MUX متصل بالإدخال التسلسلي من أجل shift-left. في هذا الوضع ، يقوم سجل الإزاحة العام بتحويل البيانات نحو اليسار.
  • M1 هي بيانات الإدخال المتوازي المعطاة للدبوس 3 لأول 4 × 1 MUX لتوفير عملية الوضع المتوازي وتخزين البيانات في السجل.
  • وبالمثل ، يتم إعطاء بتات بيانات الإدخال المتوازي الفردية المتبقية إلى الدبوس 3 الخاص بـ 4X1MUX ذي الصلة لتوفير تحميل متوازي.
  • F1 و F2 و F3 و F4 هي النواتج المتوازية لـ Flip-flops المرتبطة بـ 4 × 1 MUX.

سجل التحول العالمي يعمل

  • من الشكل أعلاه ، حدد دبابيس وضع تشغيل سجل التحول العالمي. الإدخال التسلسلي ينقل البيانات نحو اليمين واليسار ويخزن البيانات داخل السجل.
  • يتم توصيل الدبوس الواضح ودبوس CLK بالقلب.
  • M0 ، M1 ، M2 ، M3 هي المدخلات المتوازية بينما F0 ، F1 ، F2 ، F3 هي مخرجات متوازية من flip-flops
  • عندما يكون دبوس الإدخال نشطًا بدرجة عالية ، يقوم سجل النقل العام بتحميل / استرداد البيانات بالتوازي. في هذه الحالة ، يتم توصيل دبوس الإدخال مباشرة بـ 4 × 1 MUX
  • عندما يكون دبوس الإدخال (الوضع) نشطًا LOW ، فإن سجل الإزاحة العام يغير البيانات. في هذه الحالة ، يتم توصيل دبوس الإدخال بـ 4 × 1 MUX عبر بوابة NOT.
  • عندما يكون دبوس الإدخال (الوضع) متصلاً بـ GND (الأرضي) ، فإن سجل الإزاحة العام يعمل كمسجل إزاحة ثنائي الاتجاه.
  • لإجراء عملية التحول لليمين ، يتم تغذية دبوس الإدخال بالبوابة الأولى AND من أول فليب فليب عبر الإدخال التسلسلي لليمين.
  • لإجراء عملية التحول إلى اليسار ، يتم تغذية دبوس الإدخال بالبوابة الثامنة AND لآخر فليب فليب عبر الإدخال M.
  • إذا كانت الدبابيس المحددة S0 = 0 و S1 = 0 ، فإن هذا السجل لا يعمل في أي وضع. هذا يعني أنه سيكون في حالة مغلق أو لا تغيير على الرغم من تطبيق نبضات الساعة.
  • إذا كانت الدبابيس المحددة S0 = 0 و S1 = 1 ، فإن هذا السجل ينقل البيانات أو يغيرها إلى اليسار ويخزن البيانات.
  • إذا كانت الدبابيس المحددة S0 = 1 و S1 = 0 ، فإن هذا السجل ينقل البيانات إلى اليمين ، وبالتالي يؤدي عملية التحول الصحيح.
  • إذا كانت الدبابيس المحددة S0 = 1 و S1 = 1 ، فإن هذا السجل يقوم بتحميل البيانات بالتوازي. ومن ثم فإنه يؤدي عملية التحميل المتوازي ويخزن البيانات.

S0

S1

طريقة العملية

0

0حالة القفل (بدون تغيير)

0

1تحول اليسار
10

التحول لليمين

11

التحميل الموازي

من الجدول أعلاه ، يمكننا أن نلاحظ أن هذا السجل يعمل في جميع الأوضاع مع مدخلات تسلسلية / متوازية باستخدام معدد إرسال 4 × 1 و flip-flops.

مزايا

ال مزايا سجل الورديات الشامل تشمل ما يلي.

  • يمكن لهذا السجل إجراء 3 عمليات مثل التحول إلى اليسار ، والتحميل الأيمن ، والتحميل المتوازي.
  • يخزن البيانات مؤقتًا في السجل.
  • يمكنه إجراء عمليات تسلسلية إلى موازية ، موازية للتسلسل ، موازية لعمليات متوازية ومتسلسلة إلى تسلسلية.
  • يمكنه إجراء عمليات الإدخال والإخراج في كلا الوضعين التسلسلي والمتوازي.
  • يعطي الجمع بين سجل التحول أحادي الاتجاه وسجل التحول ثنائي الاتجاه سجل تحول الكون.
  • يعمل هذا السجل كواجهة بين جهاز وجهاز آخر لنقل البيانات.

التطبيقات

ال تطبيقات سجل التحول الشامل تشمل ما يلي.

  • مستعمل في أجهزة تحكم دقيقة لتوسيع I / O
  • تستخدم كمحول مسلسل إلى مسلسل
  • تستخدم كمحول بيانات متوازي إلى متوازي
  • تستخدم كمحول بيانات تسلسلي إلى متوازي.
  • تستخدم في نقل البيانات التسلسلي إلى التسلسلي
  • تستخدم في نقل البيانات المتوازي.
  • تستخدم كعنصر ذاكرة في الإلكترونيات الرقمية مثل أجهزة الكمبيوتر.
  • تستخدم في تطبيقات تأخير الوقت
  • تستخدم كعدادات تردد وعدادات ثنائية وساعات رقمية
  • تستخدم في تطبيقات معالجة البيانات.

وبالتالي ، هذا كله يتعلق بالكوني سجل التحول - التعريف ، رسم بياني ، تصميم ، عمل ، مزايا ، وعيوب. تتوفر أنواع مختلفة من السجلات ذات 4 بت في شكل IC 74291 و IC 74395 وغير ذلك الكثير. إليك سؤال لك ، 'ما هو عمل سجل التحول الشامل ثنائي الاتجاه؟'