Register Digital
Flip-flop adalah sel memori 1 bit yang dapat digunakan untuk menyimpan data digital. Untuk meningkatkan kapasitas penyimpanan dalam hal jumlah bit, kita harus menggunakan kelompok flip-flop. Kelompok flip-flop seperti itu dikenal sebagai aRegister. Itun-bit register akan terdiri dari n jumlah flip-flop dan mampu menyimpan file n-bit kata.
Data biner dalam register dapat dipindahkan dalam register dari satu flip-flop ke flip-flop lainnya. Register yang memungkinkan transfer data tersebut disebut sebagaishift registers. Ada empat mode operasi register geser.
- Input Serial Output Serial
- Input Serial Output Paralel
- Output Serial Input Paralel
- Input Paralel Output Paralel
Input Serial Output Serial
Biarkan semua flip-flop awalnya dalam kondisi reset yaitu Q 3 = Q 2 = Q 1 = Q 0 = 0. Jika entri nomor biner empat bit 1 1 1 1 dibuat ke dalam register, nomor ini harus diaplikasikan keDinbit dengan bit LSB diterapkan terlebih dahulu. Input D FF-3 yaitu D 3 terhubung ke input data serialDin. Output dari FF-3 yaitu Q 3 dihubungkan ke input flip-flop berikutnya yaitu D 2 dan seterusnya.
Diagram Blok
Operasi
Sebelum penerapan sinyal clock, biarkan Q 3 Q 2 Q 1 Q 0 = 0000 dan terapkan bit LSB dari nomor yang akan dimasukkan ke D in . Jadi D in = D 3 = 1. Terapkan jam. Pada tepi jam jatuh pertama, FF-3 diatur, dan kata yang disimpan dalam register adalah Q 3 Q 2 Q 1 Q 0 = 1000.
Terapkan bit berikutnya ke D in . Jadi D in = 1. Segera setelah tepi negatif jam berikutnya mengenai, FF-2 akan diatur dan kata yang disimpan berubah menjadi Q 3 Q 2 Q 1 Q 0 = 1100.
Terapkan bit berikutnya yang akan disimpan yaitu 1 ke D in . Terapkan detak jam. Segera setelah clock edge negatif ketiga mengenai, FF-1 akan diatur dan output akan diubah ke Q 3 Q 2 Q 1 Q 0 = 1110.
Demikian pula dengan D in = 1 dan dengan clock edge negatif keempat tiba, kata yang disimpan dalam register adalah Q 3 Q 2 Q 1 Q 0 = 1111.
Meja kebenaran
Bentuk gelombang
Input Serial Output Paralel
Dalam jenis operasi seperti itu, data dimasukkan secara serial dan diambil secara paralel.
Data dimuat sedikit demi sedikit. Keluaran dinonaktifkan selama data sedang dimuat.
Segera setelah pemuatan data selesai, semua flip-flop berisi data yang diperlukan, keluaran diaktifkan sehingga semua data yang dimuat tersedia di semua jalur keluaran pada saat yang bersamaan.
4 siklus clock diperlukan untuk memuat kata empat bit. Oleh karena itu, kecepatan pengoperasian mode SIPO sama dengan mode SISO.
Diagram Blok
Output Serial Input Paralel (PISO)
Bit data dimasukkan secara paralel.
Sirkuit yang ditunjukkan di bawah ini adalah register output serial input paralel empat bit.
Output dari Flip Flop sebelumnya dihubungkan ke input berikutnya melalui rangkaian kombinasional.
Kata masukan biner B 0 , B 1 , B 2 , B 3 diterapkan melalui rangkaian kombinasional yang sama.
Ada dua mode dimana rangkaian ini dapat bekerja yaitu - mode shift atau mode beban.
Mode beban
Ketika garis shift / load bar rendah (0), gerbang AND 2, 4 dan 6 menjadi aktif mereka akan melewatkan bit B 1 , B 2 , B 3 ke flip-flop yang sesuai. Di tepi jam yang rendah, input biner B 0 , B 1 , B 2 , B 3 akan dimuat ke dalam flip-flop yang sesuai. Dengan demikian pembebanan paralel terjadi.
Mode shift
Ketika garis shift / load bar rendah (1), gerbang AND 2, 4 dan 6 menjadi tidak aktif. Oleh karena itu, pemuatan data secara paralel menjadi tidak mungkin. Tapi gerbang AND 1,3 dan 5 menjadi aktif. Oleh karena itu pergeseran data dari kiri ke kanan sedikit demi sedikit pada penerapan pulsa clock. Dengan demikian operasi paralel dalam serial keluar terjadi.
Diagram Blok
Parallel Input Parallel Output (PIPO)
Dalam mode ini, input biner 4 bit B 0 , B 1 , B 2 , B 3 diterapkan ke input data D 0 , D 1 , D 2 , D 3 masing-masing dari empat flip-flop. Segera setelah clock edge negatif diterapkan, bit biner input akan dimuat ke dalam flip-flop secara bersamaan. Bit yang dimuat akan muncul secara bersamaan ke sisi keluaran. Hanya pulsa clock yang penting untuk memuat semua bit.
Diagram Blok
Register Geser Dua Arah
Jika bilangan biner digeser ke kiri dengan satu posisi maka itu setara dengan mengalikan bilangan asli dengan 2. Demikian pula jika bilangan biner digeser ke kanan dengan satu posisi maka itu setara dengan membagi bilangan asli dengan 2.
Oleh karena itu, jika kita ingin menggunakan register geser untuk mengalikan dan membagi bilangan biner yang diberikan, maka kita harus bisa memindahkan data ke arah kiri atau kanan.
Register seperti itu disebut register dua arah. Register geser dua arah empat bit ditunjukkan pada gambar.
Ada dua input serial yaitu input data geser kanan serial DR, dan input data geser kiri serial bersama dengan input mode pilih (M).
Diagram Blok
Operasi
| SN | Kondisi | Operasi |
|---|---|---|
| 1 | With M = 1 − Shift right operation | Jika M = 1, maka gerbang AND 1, 3, 5 dan 7 diaktifkan sedangkan gerbang AND 2, 4, 6 dan 8 yang tersisa akan dinonaktifkan. Data di D R digeser ke kanan sedikit demi sedikit dari FF-3 ke FF-0 pada penerapan pulsa clock. Jadi dengan M = 1 kita mendapatkan operasi pergeseran kanan serial. |
| 2 | With M = 0 − Shift left operation | Ketika kontrol mode M terhubung ke 0 maka gerbang AND 2, 4, 6 dan 8 diaktifkan sementara 1, 3, 5 dan 7 dinonaktifkan. Data di DL digeser ke kiri sedikit demi sedikit dari FF-0 ke FF-3 pada penerapan pulsa clock. Jadi dengan M = 0 kita mendapatkan operasi pergeseran kanan serial. |
Register Geser Universal
Register geser yang dapat menggeser data hanya dalam satu arah disebut register geser uni-directional. Register geser yang dapat menggeser data ke dua arah disebut register geser dua arah. Menerapkan logika yang sama, register geser yang dapat menggeser data di kedua arah serta memuatnya secara paralel, dikenal sebagai register geser universal. Register geser mampu melakukan operasi berikut -
- Pembebanan paralel
- Pergeseran Kiri
- Pergeseran kanan
Input kontrol mode dihubungkan ke logika 1 untuk operasi pembebanan paralel sedangkan itu terhubung ke 0 untuk perpindahan serial. Dengan pin kontrol mode yang terhubung ke ground, register geser universal bertindak sebagai register dua arah. Untuk operasi kiri serial, input diterapkan ke input serial yang menuju gerbang AND-1 yang ditunjukkan pada gambar. Sedangkan untuk operasi shift kanan, input serial diterapkan ke input D.
Diagram Blok
