Číslicová technika - XVIII

Sekvenční logické obvody, posuvné registry.

Minule jsme si v našem seriálu vyzkoušeli v praxi princip klopného obvodu typu J-K. Dnes se klopnými obvody budeme zabývat také, ale už v trochu jiné podobě.
V číslicové technice je zapotřebí nejen data, tím myslím jedničky a nuly, logicky vyhodnotit, ale čas od času také nějakou informaci udanou v bitech, tj. jedničkách a nulách zapamatovat. Pomineme-li různé druhy pamětí, jako jsou například SRAM, DRAM, EPROM, EEPROM a různé střadače binárních informací, kterými se budeme zabývat později, zbývají nám pro uchování nějaké té binární kombinace jedniček a nul klopné obvody, přesněji řečeno posuvné registry.
A co to tedy posuvný registr vlastně je? V odborné literatuře bychom našli definici, že posuvný registr je sekvenční logický obvod, který umožňuje vložení a uchování binární informace, skládající se z několika klopných obvodů.

Obecně je to tedy integrovaný obvod, který obsahuje několik vzájemně propojených klopných obvodů, které mají některé společné vývody.
Podle toho jak jsou KO (klopné obvody) vzájemně propojeny rozlišujeme tři druhy posuvných registrů. Jsou to: paralelní, sériový a kruhový. Dnes si popíšeme princip sériového a paralelního.
Posuvné registry se dají složit z několika druhů KO, ať už se jedná KO typu D, nebo J-K, vždy se ale v daném posuvném registru používá vždy jen jeden z možných.
Jak je patrné z obrázku, paralelní posuvný registr může být například sestaven z KO typu D. Ty jsou vzájemně propojeny pouze společným řízením – vstupem hodinového signálu, který je označen CK a je spojen se všemi hodinovými vstupy C každého KO. Každý KO má samostatně vyvedeny vstupy, označené jako Din a výstupy, které jsou označeny jako Dout.
Pro zaznamenání jedné čtyřbitové informace, která je přivedena na vstupy Din tak stačí pouze jeden hodinový impuls, který tuto informaci zapíše do KO a která bude až do příchodu dalšího řídícího impulsu na CK a změny vstupních hodnot na Din také na výstupech Dout.
U sériového registru je to poněkud složitější. Ten má stejně jako předchozí typ sice společné řízení hodinových impulsů, ale už má pouze jeden vstup pro informace, který je na obrázku označen jako Din 1234. Účel je však stejný, uchovat vstupní informace.
Informace přivedená na vstup se prvním HI (hodinovým impulsem) do CK zapíše do prvního KO a také se objeví na jeho výstupu Q. Dalším hodinovým impulsem se tato informace přesune do druhého KO. Do prvního KO se opět zapíše nová informace, která je přivedena na vstup Din 1234. Po čtyřech HI je tedy celá čtyřbitová informace zapsána.
Oproti paralelnímu posuvnému registru, je zde pro zapsání stejné čtyřbitové informace potřeba čtyř a ne pouze jednoho HI.
Příště si oba tyto principy ověříme na pokusu s integrovaným obvodem.