Shift Register Nedir?

Bu sıralı cihaz, girişlerinde bulunan verileri yükler ve daha sonra her saat döngüsünde bir kez çıkışına taşır veya “kaydırır”, dolayısıyla Shift Register olarak adlandırılmaktadırlar.

Bir Shift Register temel olarak, her veri biti için bir tane olmak üzere, bir “0” veya “1” mantığı olan ve birbirine bağlanan birkaç tek bitlik “D-Tipi Veri Mandalından” oluşmaktadır. Bir veri mandalı, bir sonraki mandalın girişi olur ve bu böyle devam eder.
Veri bitleri, bir Shift Register içine veya dışına seri olarak, yani sol veya sağ yönden birbiri ardına olacak şekilde sıralanacaktır. Bunu yanı sıra paralel bir konfigürasyonda aynı anda birlikte de beslenebilmektedirler.

Tek bir Shift Register cihazını oluşturmak için gereken veri mandallarının sayısı genellikle saklanacak bit sayısı ile belirlenmektedir. En yaygın olanı sekiz ayrı veri mandalından oluşan 8 bit (bir bayt) genişliğindedir.

Shift Register, verileri depolamak veya taşımak için kullanılmaktadır. Bu nedenle, birlikte eklenmeden önce iki ikili sayı gibi verileri depolamak veya verileri seri formattan paralel formata dönüştürmek için hesap makinelerinde veya bilgisayarlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Tek bir Shift Registeri oluşturan veri mandallarının tümü, senkronize cihazlar yapan ortak bir saat ( Clk ) sinyali tarafından tetiklenmektedir.

• Seri girişten paralel çıkışa (SIPO) – Bu register , seri verilerle her seferinde bir bit ile yüklenmektedir. Kaydedilen veriler çıkışta paralel olarak kullanılabilir.
• Seri girişten seri çıkışa (SISO) – veriler, saat kontrolü altında sol veya sağ yönde bir seferde bir bit olmak üzere, kayıt defterinden seri olarak “giriş” ve “çıkış” olarak kaydırılmaktadır.
• Paralel girişten seri çıkışa (PISO) – paralel veriler aynı anda kayıt defterine yüklenir ve saat kontrolü altında bir seferde bir bit seri olarak kayıt dışına kaydırılır.
• Paralel girişten paralel çıkışa (PIPO) – paralel veriler aynı anda kayıt defterine yüklenir ve aynı saat darbesi ile ilgili çıkışlarına birlikte aktarılır.

Bir Shift Register aracılığıyla soldan sağa veri hareketinin etkisi grafiksel olarak şu şekilde sunulabilir:

Ayrıca verilerin bir shift register aracılığıyla yönlü hareketi soldan sağa veya sağdan sola hatta aynı register içinde hem sola hem de sağa kaydırma olabilir böylece çift yönlü hale gelir. Bu görselde tüm verilerin sağa kaydığı varsayılmaktadır.

Seri Girişten Paralel Çıkışa (SIPO)

4 Bitli Seri Girişten Paralel Çıkışa Shift Register

Tüm flip-flopların ( FFA’DAN FFD’YE ) yeni SIFIRLANDIĞINI ( girişi Temizle ) ve tüm QA-QD çıkışlarının “0” mantık seviyesinde olduğunu, yani paralel veri çıkışı olmadığını varsayalım.

FFA’nın veri giriş pinine bir mantık “1” bağlanırsa, ilk saat darbesinde FFA’NIN çıkışı ve dolayısıyla elde edilen QA, “1” mantığına yüksek olarak ayarlanacak ve diğer tüm çıkışlar hala “0”mantığında düşük kalacaktır.

Daha sonra veriler seri veri giriş sinyalinden paralel veri çıkışına dönüştürüldü. Doğruluk tablosu ve aşağıdaki dalga formları, “1” mantığının soldan sağa doğru kayıt yoluyla yayılmasını aşağıdaki gibi gösterir:

Shift Register İle Temel Veri Hareketi

Dördüncü saat darbesi sona erdikten sonra, 4 bitlik verilerin ( 0-0-0-1 ) kayıt defterinde saklandığını ve kayıt saatinin durması koşuluyla orada kalacağını unutmayın. Uygulamada, kayıt defterine giriş verileri “1” ve “0”mantığının çeşitli kombinasyonlarından oluşabilir. Yaygın olarak bulunan SIPO IC’LERİ standart 8 bit 74LS164 veya 74LS594’Ü içerir.

Seri Girişten Seri Çıkışa (SISO)

Bu shift register, yukarıdaki SIPO’YA çok benzer ancak veriler doğrudan QA-QD çıkışlarından paralel olarak okunmadan önce, bu kez verilerin doğrudan kayıt boyunca ve diğer uçtan dışarı akmasına izin verilir. Yalnızca bir çıktı olduğundan dolayı shift register, seri düzende bir seferde bir bit bırakır.

4 Bitli Seri Girişten Seri Çıkışa Shift Register

Çıkış verileri giriş verileriyle tamamen aynıysa; bir SISO shift register’ın amacının ne olduğunu düşünebilirsiniz ki bu çok normal olacaktır. Bu tür bir shift register, aynı zamanda geçici bir depolama aygıtı olarak da işlev görür veya veriler için bir zaman gecikme cihazı olarak da görev alabilmektedir. Zaman gecikmesi miktarı, registerdeki aşamaların sayısı 4, 8, 16 vb. tarafından veya saat darbelerinin uygulanmasını değiştirerek kontrol edilebilmektedir. Yaygın olarak bulunan IC’LER, 74hc595 8-bit SISO Shift Register.

Paralel Girişten Seri Çıkışa (PISO)

PISO Shift Register, yukarıdaki PIPO Shift Registerinin tam tersi şekilde çalışmaktadır. Veriler, tüm veri bitlerinin girişlerini aynı anda girdiği paralel bir biçimde, kaydın PD’sine kaydedilmektedir. Veriler daha sonra normal shift-right modunda, Pa’da bulunan verileri temsil eden Q’daki kayıttan PD’ye sırayla okunmaktadır.

4 Bitli Paralel Girişten Seri Çıkışa Shift Register

Bu tür bir shift register, 8 bitlik bir veri kelimesi gibi paralel verileri seri formata dönüştürdüğü için birçok farklı giriş hattını doğrudan bir bilgisayara gönderebilmektedir. Buna ek olarak bir iletişim hattı üzerinden iletilebilen tek bir seri veri akışına çoğullamak için kullanılabilir. Yaygın olarak bulunan IC’LER 74HC166 8-bit paralel giriş / seri çıkış kaydırma Yazmaçlarını içerir.

Paralel Girişten Paralel Çıkışa (PIPO)

4 Bitli Paralel Girişten Paralel Çıkışa Shift Register

PIPO shift register, dört konfigürasyonun en basitidir, çünkü sadece üç bağlantıya sahiptir, flip-flop’a neyin girdiğini belirleyen paralel giriş (PI), paralel çıkış (PO) ve sıralama saati sinyalinden (Clk) oluşmaktadır.

Shift Register Özeti

• Basit bir shift register, her veri biti için sadece bir flip-Flop olan D tipi flip-flop kullanılarak yapılabilir.
• Her flip-Flop’un çıkışı, flip-flop’un sağındaki D girişine bağlanır.
• Shift Registerler, verileri her saat darbesinde istenen konumlarına taşınan veya “kaydırılan” belleklerinde tutar.
• Her saat darbesi, kayıt içeriğini bir bit konumuna sola veya sağa kaydırır.
• Veri bitleri, seri giriş (SI) yapılandırmasında bir seferde bir bit yüklenebilir veya paralel yapılandırmada (PI) aynı anda yüklenebilir.

Shift Registerler, bunlar gibi bir sürü özellikten oluşan bir konudur ama ne olursa olsun bu yazımızda güzel bir bilgi sahibi olduk. Artık bunda daha da ilerlemek için Arduino ile shift register kulanımı ile ilgili yazdığımız yazımızı okumanızı öneriyoruz. Sonuç olarak bundan sonra göreceğiniz her şey size ekstra tecrübe katacaktır.