SIPO షిఫ్ట్ రిజిస్టర్ అంటే ఏమిటి: సర్క్యూట్, వర్కింగ్, ట్రూత్ టేబుల్ & దాని అప్లికేషన్లు

సాధారణంగా, రిజిస్టర్‌ను బైనరీ డేటాను నిల్వ చేయడానికి ఉపయోగించే పరికరంగా నిర్వచించవచ్చు, అయితే మీరు బహుళ డేటా బిట్‌లను నిల్వ చేయాలనుకుంటే, సిరీస్‌లో కనెక్ట్ చేయబడిన ఫ్లిప్ ఫ్లాప్‌ల సమితి ఉపయోగించబడుతుంది. CLK పప్పులను అందించడం ద్వారా కుడి వైపు లేదా ఎడమ వైపున షిఫ్ట్ రిజిస్టర్‌లను ఉపయోగించడం ద్వారా రిజిస్టర్‌లలో నిల్వ చేయబడిన డేటాను మార్చవచ్చు. షిఫ్ట్ రిజిస్టర్ యొక్క సమూహం ఫ్లిప్ ఫ్లాప్‌లు బహుళ బిట్‌ల డేటాను నిల్వ చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. అదేవిధంగా, ప్రతి ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ కేవలం ఒకే డేటా బిట్‌ను నిల్వ చేసే చోట n ఫ్లిప్-ఫ్లాప్‌లను కనెక్ట్ చేయడం ద్వారా n-bits‌తో షిఫ్ట్ రిజిస్టర్‌ను రూపొందించవచ్చు. రిజిస్టర్ బిట్‌లను కుడి వైపుకు మార్చిన తర్వాత అది కుడి షిఫ్ట్ రిజిస్టర్ అయితే అది ఎడమ వైపుకు మారితే దానిని ఎడమ షిఫ్ట్ రిజిస్టర్ అంటారు. ఈ కథనం షిఫ్ట్ రిజిస్టర్ రకాల్లో ఒకదాని యొక్క అవలోకనాన్ని చర్చిస్తుంది, అవి సీరియల్ ఇన్ పారలల్ అవుట్ షిఫ్ట్ రిజిస్టర్ లేదా SIPO షిఫ్ట్ రిజిస్టర్ .

SIPO షిఫ్ట్ రిజిస్టర్ అంటే ఏమిటి?

సీరియల్ ఇన్‌పుట్ సమాంతర అవుట్‌పుట్‌ను అనుమతించే షిఫ్ట్ రిజిస్టర్‌ను SIPO షిఫ్ట్ రిజిస్టర్ అంటారు. SIPO రిజిస్టర్‌లో, SIPO అనే పదం సీరియల్ ఇన్‌పుట్ సమాంతర అవుట్‌పుట్‌ని సూచిస్తుంది. ఈ రకమైన షిఫ్ట్ రిజిస్టర్‌లో, ఇన్‌పుట్ డేటా బిట్ బై బిట్ సీరియల్‌గా ఇవ్వబడుతుంది. ప్రతి క్లాక్ పల్స్ కోసం, అన్ని FFలలోని ఇన్‌పుట్ డేటాను ఒకే స్థానం ద్వారా మార్చవచ్చు. ప్రతి ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ వద్ద o/p సమాంతరంగా అందుకోవచ్చు.

సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం

ది SISO షిఫ్ట్ రిజిస్టర్ సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం క్రింద చూపబడింది. ఈ సర్క్యూట్‌ను 4 D ఫ్లిప్-ఫ్లాప్‌లతో నిర్మించవచ్చు, ఇవి రేఖాచిత్రంలో చూపిన విధంగా అనుసంధానించబడి ఉంటాయి, ఇక్కడ అన్ని FFలకు CLK సిగ్నల్‌కు అదనంగా CLR సిగ్నల్ ఇవ్వబడుతుంది లేదా వాటిని రీసెట్ చేయండి. పై సర్క్యూట్‌లో, మొదటి FF అవుట్‌పుట్ రెండవ FFs ఇన్‌పుట్‌కు ఇవ్వబడుతుంది. ప్రతి ఫ్లిప్-ఫ్లాప్‌కు ఒకే CLK సిగ్నల్ ఇవ్వబడినందున ఈ నాలుగు D ఫ్లిప్-ఫ్లాప్‌లు ఒకదానితో ఒకటి సీరియల్‌గా కనెక్ట్ చేయబడ్డాయి.

SIPO షిఫ్ట్ రిజిస్టర్ పని చేస్తోంది

SIPO షిఫ్ట్ రిజిస్టర్ యొక్క పని; ఇది ఎడమ వైపు మొదటి ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ నుండి సీరియల్ డేటా ఇన్‌పుట్‌ను తీసుకుంటుంది మరియు సమాంతర డేటా అవుట్‌పుట్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. 4-బిట్ SIPO షిఫ్ట్ రిజిస్టర్ సర్క్యూట్ క్రింద చూపబడింది. ఈ షిఫ్ట్ రిజిస్టర్ యొక్క ఆపరేషన్ ఏమిటంటే, ముందుగా FF1 నుండి FF4 వరకు సర్క్యూట్ నుండి అన్ని ఫ్లిప్ ఫ్లాప్‌లను రీసెట్ చేయాలి, తద్వారా QA నుండి QD వంటి FFల యొక్క అన్ని అవుట్‌పుట్‌లు లాజిక్ జీరో స్థాయిలో ఉంటాయి కాబట్టి సమాంతర డేటా అవుట్‌పుట్ ఉండదు.

SIPO షిఫ్ట్ రిజిస్టర్ నిర్మాణం పైన చూపబడింది. రేఖాచిత్రంలో, మొదటి ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ అవుట్‌పుట్ 'QA' రెండవ ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ ఇన్‌పుట్ 'DB'కి కనెక్ట్ చేయబడింది. రెండవ ఫ్లిప్ ఫ్లాప్స్ అవుట్‌పుట్ 'QB' మూడవ ఫ్లిప్ ఫ్లాప్స్ ఇన్‌పుట్ DCకి కనెక్ట్ చేయబడింది మరియు మూడవ ఫ్లిప్ ఫ్లాప్స్ అవుట్‌పుట్ 'QC' నాల్గవ ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ ఇన్‌పుట్ 'DD'కి కనెక్ట్ చేయబడింది. ఇక్కడ, QA, QB, QC మరియు QD డేటా అవుట్‌పుట్‌లు.

ప్రారంభంలో, CLK పల్స్ లేకుండా మొత్తం అవుట్‌పుట్ సున్నా అవుతుంది; మొత్తం డేటా సున్నా అవుతుంది. 1101 వంటి 4-బిట్ డేటా ఇన్‌పుట్ ఉదాహరణను తీసుకుందాం. మనం మొదటి ఫ్లిప్ ఫ్లాప్‌కు మొదటి క్లాక్ పల్స్ '1'ని వర్తింపజేస్తే, FF మరియు QAలో నమోదు చేయాల్సిన డేటా '1' అవుతుంది మరియు QB వంటి అవుట్‌పుట్‌లన్నీ మిగిలి ఉన్నాయి. , QC మరియు QD సున్నా అవుతాయి. కాబట్టి మొదటి డేటా అవుట్‌పుట్ '1000'

మనం మొదటి ఫ్లిప్ ఫ్లాప్‌కు రెండవ క్లాక్ పల్స్‌ని ‘0’గా వర్తింపజేస్తే, QA ‘0’ అవుతుంది, QB ‘0’ అవుతుంది, QC ‘0’ అవుతుంది మరియు QD ‘0’ అవుతుంది. కాబట్టి షిఫ్ట్ రైట్ ప్రాసెస్ కారణంగా రెండవ డేటా అవుట్‌పుట్ '0100' అవుతుంది.

మేము మొదటి ఫ్లిప్ ఫ్లాప్‌కు మూడవ క్లాక్ పల్స్‌ను ‘1’గా వర్తింపజేస్తే, QA ‘1’ అవుతుంది, QB ‘0’ అవుతుంది, QC ‘1’ అవుతుంది మరియు QD ‘0’ అవుతుంది. కాబట్టి షిఫ్ట్ రైట్ ప్రాసెస్ కారణంగా మూడవ డేటా అవుట్‌పుట్ '1011' అవుతుంది.
మనం మొదటి ఫ్లిప్ ఫ్లాప్‌కి నాల్గవ క్లాక్ పల్స్‌ని ‘1’గా వర్తింపజేస్తే, QA ‘1’ అవుతుంది, QB ‘1’ అవుతుంది, QC ‘0’ అవుతుంది మరియు QD ‘1’ అవుతుంది. కాబట్టి షిఫ్ట్ రైట్ ప్రాసెస్ కారణంగా మూడవ డేటా అవుట్‌పుట్ '1101' అవుతుంది.

SIPO షిఫ్ట్ రిజిస్టర్ ట్రూత్ టేబుల్

SIPO షిఫ్ట్ రిజిస్టర్ యొక్క సత్య పట్టిక క్రింద చూపబడింది.

సమయ రేఖాచిత్రం

ది SIPO షిఫ్ట్ రిజిస్టర్ యొక్క సమయ రేఖాచిత్రం క్రింద చూపబడింది.

ఇక్కడ మేము సానుకూల అంచు CLK i/p సిగ్నల్‌ని ఉపయోగిస్తున్నాము. మొదటి గడియారం పల్స్‌లో ఇన్‌పుట్ డేటా QA = '1' అవుతుంది మరియు QB, QC మరియు QD వంటి అన్ని ఇతర విలువలు '0'గా మారతాయి. కాబట్టి అవుట్‌పుట్ '1000' అవుతుంది. రెండవ క్లాక్ పల్స్‌లో, అవుట్‌పుట్ '0101' అవుతుంది. మూడవ క్లాక్ పల్స్‌లో, అవుట్‌పుట్ '1010' అవుతుంది మరియు నాల్గవ క్లాక్ పల్స్‌లో, అవుట్‌పుట్ '1101' అవుతుంది.

SIPO షిఫ్ట్ రిజిస్టర్ వెరిలాగ్ కోడ్

SIPO షిఫ్ట్ రిజిస్టర్ కోసం వెరిలాగ్ కోడ్ క్రింద చూపబడింది.

మాడ్యూల్ సిపోమోడ్ (clk, clear, si, po);
ఇన్పుట్ clk, si, clear;
అవుట్పుట్ [3:0] po;
reg [3:0] tmp;
reg [3:0] po;
ఎల్లప్పుడూ @(posedge clk)
ప్రారంభం
ఉంటే (స్పష్టంగా)
tmp <= 4'b0000;
లేకపోతే
tmp <= tmp << 1;
tmp[0] <= అవును;
పో = tmp;
ముగింపు
ముగింపు మాడ్యూల్

74HC595 IC SIPO షిఫ్ట్ రిజిస్టర్ సర్క్యూట్ & దాని పని

74HC595 IC అనేది పారలల్ అవుట్ షిఫ్ట్ రిజిస్టర్‌లో 8-బిట్ సీరియల్, కాబట్టి ఇది ఇన్‌పుట్‌లను సీరియల్‌గా ఉపయోగిస్తుంది మరియు సమాంతర అవుట్‌పుట్‌లను అందిస్తుంది. ఈ IC 16-పిన్‌లను కలిగి ఉంటుంది మరియు SOIC, DIP, TSSOP & SSOP వంటి విభిన్న ప్యాకేజీలలో అందుబాటులో ఉంటుంది.

74HC595 యొక్క పిన్ కాన్ఫిగరేషన్ క్రింద చూపబడింది, ఇక్కడ ప్రతి పిన్ క్రింద చర్చించబడింది.

పిన్స్ 1 నుండి 7 & 15 (QB నుండి QH & QA): ఇవి 7-సెగ్మెంట్ డిస్‌ప్లేలు మరియు LED ల వంటి అవుట్‌పుట్ పరికరాలను కనెక్ట్ చేయడానికి ఉపయోగించే o/p పిన్‌లు.

పిన్8 (GND): ఈ GND పిన్ కేవలం మైక్రోకంట్రోలర్ విద్యుత్ సరఫరా యొక్క GND పిన్‌కు కనెక్ట్ చేయబడింది.

పిన్9 (QH): ఈ పిన్ వేరొక IC యొక్క SER పిన్‌కి కనెక్ట్ చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది & రెండు ICలకు ఒకే CLK సిగ్నల్ ఇవ్వడానికి ఉపయోగించబడుతుంది, తద్వారా అవి 16-అవుట్‌పుట్‌లతో సహా ఒకే IC వలె పని చేస్తాయి.

పిన్ 16 (Vcc): ఈ పిన్ మైక్రోకంట్రోలర్‌కు కనెక్ట్ చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది, లేకపోతే పవర్ సప్లై ఇది 5V లాజిక్ స్థాయి IC.

పిన్ 14 (BE): ఇది సీరియల్ i/p పిన్, ఈ పిన్‌లో డేటా సీరియల్‌గా నమోదు చేయబడుతుంది.

పిన్ 11 (SRCLK): ఇది షిఫ్ట్ రిజిస్టర్ CLK పిన్, షిఫ్ట్ రిజిస్టర్ కోసం CLK లాగా పనిచేస్తుంది ఎందుకంటే ఈ పిన్ అంతటా CLK సిగ్నల్ ఇవ్వబడుతుంది.

పిన్ 12 (RCLK): ఈ ICలకు కనెక్ట్ చేయబడిన పరికరాలలో o/psని గమనించడానికి ఉపయోగించే రిజిస్టర్ CLK పిన్ ఇది.

పిన్ 10 (SRCLR): ఇది షిఫ్ట్ రిజిస్టర్ CLR పిన్. మనం రిజిస్టర్ నిల్వను క్లియర్ చేయవలసి వచ్చినప్పుడు ఈ పిన్ ప్రధానంగా ఉపయోగించబడుతుంది.

పిన్ 13 (OE): ఇది o/p ఎనేబుల్ పిన్. ఒకసారి ఈ పిన్ హైకి సెట్ చేయబడితే, షిఫ్ట్ రిజిస్టర్ అధిక ఇంపెడెన్స్ స్థితికి సెట్ చేయబడుతుంది & o/ps ప్రసారం చేయబడదు. మనం ఈ పిన్‌ను తక్కువగా సెట్ చేస్తే, మనం o/psని పొందవచ్చు.

74HC595 IC  పని చేస్తోంది

LED లను నియంత్రించడానికి 74HC595 IC యొక్క సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం క్రింద చూపబడింది. షిఫ్ట్ రిజిస్టర్ యొక్క 3- పిన్‌లు పిన్స్ 11, 12 & 14 వంటి Arduinoకి కనెక్ట్ చేయబడాలి. మొత్తం ఎనిమిది LED లు ఈ షిఫ్ట్ రిజిస్టర్ ICకి కనెక్ట్ చేయబడతాయి.

ఈ సర్క్యూట్‌ను రూపొందించడానికి అవసరమైన భాగాలలో ప్రధానంగా 74HC595 షిఫ్ట్ రిజిస్టర్ IC, Arduino UNO, 5V పవర్ సప్లై, బ్రెడ్‌బోర్డ్, 8 LEDలు, 1KΩ రెసిస్టర్‌లు - 8 మరియు కనెక్ట్ చేసే వైర్లు ఉన్నాయి.

ముందుగా, Shift రిజిస్టర్ యొక్క సీరియల్ i/p పిన్ Arduino Uno యొక్క Pin-4కి కనెక్ట్ కావాలి. ఆ తర్వాత, IC యొక్క పిన్స్ 11 & 12 వంటి CLK & లాచ్ పిన్‌లను వరుసగా Arduino Uno యొక్క 5 & 6 పిన్‌లకు కనెక్ట్ చేయండి. IC యొక్క 8-o/p పిన్‌లకు 1KΩ కరెంట్ పరిమితం చేసే రెసిస్టర్‌లను ఉపయోగించడం ద్వారా LEDలు కనెక్ట్ చేయబడ్డాయి. Arduino నుండి 5V సరఫరా చేయడానికి ముందు Arduinoకి సాధారణ GNDతో 74HC595 IC కోసం ప్రత్యేక 5V విద్యుత్ సరఫరా ఉపయోగించబడుతుంది.

కోడ్

శ్రేణిలో 8 LED లను సక్రియం చేయడానికి సులభమైన కోడ్ క్రింద చూపబడింది.

int latchPin = 5;
int clkPin = 6;
int dataPin = 4;
బైట్ LED = 0;
శూన్యమైన సెటప్()
{
సీరియల్.బిగిన్(9600);
పిన్‌మోడ్ (లాచ్‌పిన్, అవుట్‌పుట్);
పిన్‌మోడ్ (డేటాపిన్, అవుట్‌పుట్);
పిన్‌మోడ్ (clkPin, OUTPUT);
}
శూన్య లూప్()
{
int i=0;
LED = 0;
shiftLED();
ఆలస్యం (500);
కోసం (i = 0; i <8; i++)
{
బిట్‌సెట్ (LED, i);
Serial.println(LED);
shiftLED();
ఆలస్యం (500);
}
}
శూన్యమైన shiftLED()
{
డిజిటల్ రైట్ (లాచ్‌పిన్, తక్కువ);
shiftOut(డేటాపిన్, clkPin, MSBFIRST, LED);
డిజిటల్ రైట్ (లాచ్‌పిన్, హై);
}

ఈ షిఫ్ట్ రిజిస్టర్ సర్క్యూట్ యొక్క పని ఏమిటంటే, బైట్ వేరియబుల్ LED సున్నాకి సెట్ చేయబడినందున మొదట మొత్తం 8 LED లు ఆఫ్ చేయబడతాయి. ఇప్పుడు, ప్రతి బిట్ “బిట్‌సెట్” ఫంక్షన్‌తో 1కి సెట్ చేయబడింది & “షిఫ్ట్‌అవుట్” ఫంక్షన్‌తో మార్చబడుతుంది. అదేవిధంగా, ప్రతి LED ఒకే సిరీస్‌లో ఆన్ చేయబడుతుంది. మీరు LED ని ఆఫ్ చేయాలనుకుంటే, మీరు 'bitClear' ఫంక్షన్‌ని ఉపయోగించుకోవచ్చు.

74HC595 షిఫ్ట్ రిజిస్టర్ IC సర్వర్లు, LED నియంత్రణ, పారిశ్రామిక నియంత్రణ, ఎలక్ట్రానిక్ ఉపకరణాలు, నెట్‌వర్క్ స్విచ్‌లు మొదలైన వివిధ అప్లికేషన్‌లలో ఉపయోగించబడుతుంది.

అప్లికేషన్లు

ది సీరియల్ ఇన్‌పుట్ సమాంతర అవుట్‌పుట్ షిఫ్ట్ రిజిస్టర్ యొక్క అప్లికేషన్‌లు క్రింద చూపబడింది.

• సాధారణంగా, షిఫ్ట్ రిజిస్టర్ తాత్కాలిక డేటాను నిల్వ చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది, రింగ్ & జాన్సన్‌గా ఉపయోగించబడుతుంది రింగ్ కౌంటర్ .
• ఇవి డేటా బదిలీ & మానిప్యులేషన్ కోసం ఉపయోగించబడతాయి.
• ఈ ఫ్లిప్ ఫ్లాప్‌లు ప్రధానంగా కమ్యూనికేషన్ లైన్‌లలో ఉపయోగించబడతాయి, అక్కడ డేటా లైన్ డి-మల్టిప్లెక్సింగ్‌ని అనేక సమాంతర రేఖలుగా మార్చడం అవసరం ఎందుకంటే ఈ షిఫ్ట్ రిజిస్టర్ డేటాను సీరియల్ నుండి సమాంతరంగా మార్చడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.
• ఇవి డేటా ఎన్‌క్రిప్షన్ & డిక్రిప్షన్ కోసం ఉపయోగించబడతాయి.
• ఈ షిఫ్ట్ రిజిస్టర్ PN కోడ్ లేదా సూడో నాయిస్ సీక్వెన్స్ నంబర్‌ను రూపొందించడానికి CDMAలో ఉపయోగించబడుతుంది.
• మా డేటాను ట్రాక్ చేయడానికి మేము వాటిని ఉపయోగించవచ్చు!
• SIPO షిఫ్ట్ రిజిస్టర్ డేటా మార్పిడి కోసం వివిధ డిజిటల్ అప్లికేషన్లలో ఉపయోగించబడుతుంది.
• కొన్నిసార్లు, ఈ రకమైన షిఫ్ట్ రిజిస్టర్ కేవలం మైక్రోప్రాసెసర్‌కు కనెక్ట్ చేయబడిన తర్వాత GPIO పిన్స్ అవసరం అవుతుంది.
• ఈ SIPO షిఫ్ట్ రిజిస్టర్ యొక్క ఆచరణాత్మక అనువర్తనం మైక్రోప్రాసెసర్ యొక్క అవుట్‌పుట్ డేటాను రిమోట్ ప్యానెల్ సూచికకు ఇవ్వడం.

కాబట్టి, ఇది SIPO యొక్క అవలోకనం షిఫ్ట్ రిజిస్టర్ - అప్లికేషన్‌లతో సర్క్యూట్, వర్కింగ్, ట్రూత్ టేబుల్ మరియు టైమింగ్ రేఖాచిత్రం. అత్యంత తరచుగా ఉపయోగించే SIPO షిఫ్ట్ రిజిస్టర్ భాగాలు 74HC595, 74LS164, 74HC164/74164, SN74ALS164A, SN74AHC594, SN74AHC595 మరియు CD4094. ఈ రిజిస్టర్‌లు చాలా వేగంగా ఉపయోగంలో ఉన్నాయి, డేటాను సీరియల్ నుండి సమాంతరంగా చాలా సులభంగా మార్చవచ్చు మరియు దాని రూపకల్పన సులభం. ఇక్కడ మీ కోసం ఒక ప్రశ్న ఉంది, PISO షిఫ్ట్ రిజిస్టర్ అంటే ఏమిటి.