Registradores de deslocamento (Shift Register)

Registradores de deslocamento (Shift Register)

Um registrador de deslocamento é um registrador de n bits com a capacidade de deslocar em uma posição o valor armazenado, em cada ciclo de relógio.

Registradores de deslocamento

Um registrador de deslocamento com entrada e saída série possui apenas uma entrada (entrada) euma saída(saida).


Na entrada aplica-se um novo bit que será deslocado até à saída da cadeia de Flip-Flops, um Flip-Flop a cada ciclo do relógio.


O bit aplicado na entrada surge na saída passados n ciclos do relógio

Bit ‘1’ Aplicado à entrada do registrador

Bit ‘1 aparece na saída após 4 ciclos do relógio (clock)

4 ciclos de relógio (clock)


Um registrador de deslocamento com entrada e saída série, e com n bits, permite atrasar um sinal em n ciclos do relógio


1o. ciclo 2o. ciclo

3o. ciclo

4o. ciclo

Um registrador de deslocamento com entrada e saída série, e com n bits, permite atrasar um sinal em n ciclos do relógio


• Um registrador de deslocamento com entrada série e saída paralela possui uma saída para cada bit armazenado, colocando-os disponíveis de Q1 até Qn.• Os registradores deste tipo são utilizados para efetuar conversões de série para paralelo.


• Um registrador de deslocamento com entrada série e saídas paralelas possui uma saída para cada bit armazenado, colocando-os disponíveis de Q1 até Qn.• Os registradores deste tipo são utilizados para efetuar conversões de série para paralelo.

1 0 1 0

101

0


• Um registrador de deslocamento com entradas paralelas e saída série proporciona a conversão de uma informação paralela para serial. São os

chamados conversores paralelo serial.


• 1 entrada serial (Es)• 4 entradas paralelo (E0, E1, E2, E3)• 1 entrada de relógio (clock)• 1 entrada de reset (CLRN)• 1 entrada para habilitação (habilita)


• Converter o dado “1011” para serialPassos:

1) Fazer CLRN = ‘0’ => Zera todas as saídas dos Flip-Flops


• Converter o dado “1011” para serialPassos: 2) Fazer CLRN = ‘1’ 3) Fazer habilita = ‘1’ 4) Fazer E3 = ‘1’ ; E2 = ‘0’; E1 = ‘1’ e E0 = ‘1’ 5) Fazer habilita = ‘0’


• Converter o dado “1011” para serial

E3 = ‘1’; E2 = ‘0’ ; E1 = ‘1’; E0 = ‘1’

1

X

X

0

1

1

X

X

Registradores de deslocamento - Aplicação

• A comunicação entre dois microcomputadores através de suas portas seriais é baseada em registradores de deslocamento (conversão serial / paralelo – paralelo/ serial)

• Em cada porta serial, um registrador de deslocamento transforma os dados do barramento interno do microcomputador (que estão em formato paralelo) no formato serial adequado para a transmissão através do cabo que interliga os dois computadores.


• Circuito multiplicador (x2n) – Deslocamento para a esquerda

Ex: n = 1 => 21 => Desloca 1 posição à esquerda - (x2) n = 2 => 22 => Desloca 2 posições à esquerda - (x4) n = 3 => 23 => Desloca 3 posições à esquerda - (x8) . . .


• Circuito divisor (/2n) – Deslocamento para a direita

0110011010 410 Decimal

n = 1

0011001101 205 Decimal

‘0’ incluídobit perdido

• Contadores são circuitos digitais que variam os seus estados, sob um comando de um clock (relógio), de acordo com uma sequencia predeterminada.

• São utilizados principalmente para contagens diversas, divisão de frequencia, e tempo, geração de formas de onda e conversão de analógico para digital.

• Basicamente, estes sistemas, são divididos em duas categorias:Contadores Assíncronos e Síncronos.

Contadores

• Um contador síncrono é caracterizado por possuir o mesmo clock acionando todos os flip-flops simultaneamente.

• É construído a partir de flip-flops tipo T.

• A saída Q de cada flip-flop só muda se as saídas Q dos flip-flops de menor ordem estiverem em ‘1’.

Contadores

Contador Síncrono

Contador Síncrono

Q3 Q2 Q1 Q0

0 0 0 0

0 0 0 1

0 0 1 0

0 0 1 1

0 1 0 0

0 1 0 1

0 1 1 0

0 1 1 1

1 0 0 0

1 0 0 1

1 0 1 0

1 0 1 1

1 1 0 0

1 1 0 1

1 1 1 0

1 1 1 1

Contador Síncrono

Q0.Q1 Q0.Q1.Q2

Contador Síncrono - Simulação

Q0 = Q1 = Q2 = Q3 = 0 (0)

Q0 = 1

Q1 = Q2 = Q3 = 0 (1)

Q0 = Q1 = Q2 = Q3 = 1 (15)

Contador – Descrição Verilog

module contador_4bits(output reg [3:0] q, input clock, clrn); always @(posedge clock, negedge clrn) // clrn assíncrono if (~clrn) q <= 0; else q <= q + 1; endmodule


module contador_4bits(output reg [3:0] q, input clock, clrn); always @(posedge clock, negedge clrn) // clrn assíncrono if (~clrn) q <= 0; else q <= q + 1; endmodule Descrição RTL

Contador - clrn assíncrono


module contador_4bits(output reg [3:0] q, input clock, clrn); always @(posedge clock) // clrn síncrono if (~clrn) q <= 0; else q <= q + 1; endmodule Descrição RTL

Contador - clrn síncrono

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