デジタル回路-シフトレジスタの応用
前の章では、4種類のシフトレジスタについて説明しました。要件に基づいて、これらのシフトレジスタの1つを使用できます。以下は、シフトレジスタのアプリケーションです。
シフトレジスタは Parallel to serial converter、パラレルデータをシリアルデータに変換します。アナログ-デジタルコンバータ（ADC）ブロックの後の送信機セクションで利用されます。
シフトレジスタは Serial to parallel converter、シリアルデータをパラレルデータに変換します。これは、デジタル-アナログコンバーター（DAC）ブロックの前のレシーバーセクションで使用されます。
シフトレジスタといくつかの追加ゲートは、0と1のシーケンスを生成します。したがって、それはとして使用されますsequence generator。
シフトレジスタは、 counters。シリアル入力に接続されている右端のDフリップフロップからの出力のタイプに基づいて、2つのタイプのカウンタがあります。リングカウンターとジョンソンリングカウンターです。
この章では、これら2つのカウンターについて1つずつ説明します。
リングカウンター
前の章では、シリアル入力-パラレル出力の操作について説明しました (SIPO)シフトレジスタ。外部からのデータをシリアル形式で受け入れ、「N」ビットデータをシフトするために「N」クロックパルスを必要とします。
同様に、 ‘N’ bit Ring counter同様の操作を実行します。ただし、唯一の違いは、右端のDフリップフロップの出力が、外部からデータを適用するのではなく、左端のDフリップフロップの入力として提供されることです。したがって、リングカウンターは一連の状態（0と1のパターン）を生成し、それはすべてに対して繰り返されます‘N’ clock cycles。
ザ・ block diagram 次の図に、3ビットリングカウンタの概要を示します。
3ビットのリングカウンタには、3ビットのSIPOシフトレジスタのみが含まれています。右端のDフリップフロップの出力は、左端のDフリップフロップのシリアル入力に接続されています。
左端から右端へのDフリップフロップの初期ステータスが$ Q_ {2} Q_ {1} Q_ {0} = 001 $であると仮定します。ここで、$ Q_ {2} $と$ Q_ {0} $はそれぞれMSBとLSBです。私たちは理解することができますworking of Ring counter 次の表から。
| クロックの立ち上がりエッジがありません | シリアル入力= Q 0 | Q 2（MSB） | Q 1 | Q 0（LSB） |
|---|---|---|---|---|
| 0 | - | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 2 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 3 | 0 | 0 | 0 | 1 |
クロック信号がない場合のDフリップフロップの初期ステータスは$ Q_ {2} Q_ {1} Q_ {0} = 001 $です。このステータスは、クロック信号の3つの立ち上がりエッジ遷移ごとに繰り返されます。
したがって、次の operations クロック信号のすべての立ち上がりエッジで発生します。
最初のDフリップフロップのシリアル入力は、3番目のフリップフロップの前の出力を取得します。したがって、最初のDフリップフロップの現在の出力は、3番目のフリップフロップの前の出力と等しくなります。
1番目と2番目のDフリップフロップの以前の出力は、1ビット右シフトされます。つまり、2番目と3番目のDフリップフロップの現在の出力は、1番目と2番目のDフリップフロップの以前の出力と同じです。
ジョンソンリングカウンター
の操作 Johnson Ring counterリングカウンタと同様です。ただし、唯一の違いは、右端のDフリップフロップの補完出力が、通常の出力ではなく、左端のDフリップフロップの入力として与えられることです。したがって、「N」ビットのジョンソンリングカウンターは一連の状態（0と1のパターン）を生成し、それはすべてに対して繰り返されます‘2N’ clock cycles。
ジョンソンリングカウンターは、 Twisted Ring counterテールリングカウンターを切り替えます。ザ・block diagram 次の図に、3ビットのジョンソンリングカウンタを示します。
3ビットのジョンソンリングカウンタには、3ビットのSIPOシフトレジスタのみが含まれています。右端のDフリップフロップの補完出力は、左端のDフリップフロップのシリアル入力に接続されています。
最初にすべてのDフリップフロップがクリアされていると仮定します。したがって、$ Q_ {2} Q_ {1} Q_ {0} = 000 $です。ここで、$ Q_ {2} $と$ Q_ {0} $はそれぞれMSBとLSBです。私たちは理解することができますworking 次の表からジョンソンリングカウンターの。
| クロックの立ち上がりエッジがありません | シリアル入力= Q 0 | Q 2（MSB） | Q 1 | Q 0（LSB） |
|---|---|---|---|---|
| 0 | - | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 2 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 3 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 4 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 5 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 6 | 0 | 0 | 0 | 0 |
クロック信号がない場合のDフリップフロップの初期ステータスは$ Q_ {2} Q_ {1} Q_ {0} = 000 $です。このステータスは、クロック信号の6つの立ち上がりエッジ遷移ごとに繰り返されます。
したがって、次の operations クロック信号のすべての立ち上がりエッジで発生します。
最初のDフリップフロップのシリアル入力は、3番目のフリップフロップの前の補完出力を取得します。したがって、最初のDフリップフロップの現在の出力は、3番目のフリップフロップの以前の補完された出力と等しくなります。
1番目と2番目のDフリップフロップの以前の出力は、1ビット右シフトされます。つまり、2番目と3番目のDフリップフロップの現在の出力は、1番目と2番目のDフリップフロップの以前の出力と同じです。