Điện Tử - Kỹ Thuật Số Professional Books part 33 pot

   Loại được nạp song song (vào song song) ra nối tiếp và song song  Bây giờ muốn đưa dữ liệu vào song song (còn gọi là nạp song song) ta có thể tận dụng ngõ vào không đồng bộ Pr và Cl của các FF để nạp dữ liệu cùng một lúc vào các FF. Như vậy có thể dùng thêm 2 cổng nand và một cổng not cho mỗi tầng. Mạch mắc như sau    H3.2.4a Mạch ghi dịch nạp song song  Mạch hoạt động bình thường khi nạp song song ở thấp như đã nói. Khi nạp song song WRITE = 1 cho phép nạp    ABCD được đưa vào Pr và Cl đặt và xoá để Q0 = A, Q1 = B, … Xung ck và ngõ vào nổi tiếp không có tác dụng (vì sử dụng ngõ không đồng bộ Pr và Cl)  Một cách khác không sử dụng chân Pr và Cl được minh hoạ như hình dưới đây.Các cổng nand được thêm vào để nạp các bit thấp D1, D2, D3. Ngõ WRITE/SHIFT dùng để cho phép nạp (ở mức thấp) và cho phép dịch (ở mức cao). Dữ liệu nạp và dịch vẫn được thực hiện đồng bộ như các mạch trước.    H3.2.4b Mạch ghi dịch nạp song song ra nối tiếp   Với mạch hình 3.2.4b ngõ ra dữ liệu là nối tiếp, ta cũng có thể lấy ra dữ liệu song song như ở hình 3.2.5, Cấu trúc mạch không khác so với ở trên. Dữ liệu được đưa vào cùng lúc và cũng lấy ra cùng lúc (mạch như là tầng đệm và hoạt động khi có xung ck tác động lên.    Hình 3.2.5 Mạch ghi dịch vào song song ra song song   Ghi dịch 2 chiều  Như đã thấy, các mạch ghi dịch nói ở những phần trên đều đưa dữ liệu ra bên phải nên chúng thuộc loại ghi dịch phải. Để có thể dịch chuyển dữ liệu ngược trở lại (dịch trái) ta chỉ việc cho dữ liệu vào ngõ D của tầng cuối cùng, ngõ ra Q được đưa tới tầng kế tiếp, …. Dữ liệu lấy ra ở tầng đầu.  Để dịch chuyển cả 2 chiều, có thể nối mạch như hình dưới đây :    Hình 3.2.6 Mạch ghi dịch cho phép dịch chuyển cả 2 chiều  Với mạch trên, các cổng NAND và đường cho phép dịch chuyển dữ liệu trái hay phải. Bảng dưới đây minh hoạ cho mạch trên : dữ liệu sẽ dịch phải 4 lần rồi dịch trái 4 lần. Để ý là thứ tự 4 bit ra bị đảo ngược lại so với chúng ở trên.     MỘT SỐ IC GHI DỊCH  Nhận thấy rằng các ghi dịch mô tả ở trên đều dùng các FF rời, rồi phải thêm nhiều cổng logic phụ để tạo các loại SR khác nhau. Trong thực tế ghi dịch được tích hợp sẵn các FF và đã nối sẵn nhiều đường mạch bên trong; người sử dụng chỉ còn phải làm một số đường nối bên ngoài điều khiển các ngõ cho phép thôi. Các SR cũng được tích hợp sẵn các chức năng như vừa có thể dịch trái dịch phải vừa vào nối tiếp vừa nạp song song. Ở đây là một số ghi dịch hay được dùng :  Liệt kê  7494 : 4bit vào song song, nối tiếp; ra nối tiếp  7495/LS95 : 4 bit, vào song song/nối tiếp; ra song song; dịch chuyển trái phải  7495/LS96 : 5 bit, vào nối tiếp/song song; ra song song nối tiếp  74164/LS164 : 8 bit vào song song ra nối tiếp  74165/LS765 : 8 bit, vào song song/nối tiếp; ra nối tiếp bổ túc  74166/LS166 : 8 bit; vào song song/nối tiếp; ra nối tiếp; có thể nạp đồng bộ  74194/LS194 : 4 bit vào song song/nối tiếp; ra song song; nạp đồng bộ dịch chuyển trái phải  74195/LS195 : 4 bit, vào song/nối tiếp; ra song song; tầng đầu vào ở JK  74295/LS295 : như 74194/LS194 nhưng ra 3 trạng thái  74395/LS295 : 4 bit vào song song; ra song song 3 trạng thái  74LS671/672 : 4 bit có thêm chốt  74LS673/674 : 16 bit   Khảo sát ghi dịch tiêu biểu 74/74LS95    Hình 3.2.7 Sơ đồ chân ra 74LS95   Sơ đồ cấu tạo và bảng hoạt động của IC như hình trên. Các chế độ hoạt động của nó như sau :  Nạp nối tiếp  Đưa dữ liệu vào tầng đầu Q0  Đặt điều khiển chọn ở mức thấp  Khi có ck1 hay ck2 thì dữ liệu sẽ lần lượt nạp vào ghi dịch và sẽ được đưa tới các tầng sau  Nạp song song  Dữ liệu vào ở 4 ngõ ABCD  Đưa điều khiển kiểu lên cao  Khi có ck1 hay ck2 thì dữ liệu sẽ được nạp vào đồng thời các tầng của ghi dịch ở cạnh lên đầu của xung ck.  ỨNG DỤNG  Thanh ghi dịch đóng vai trò cực kì quan trọng trong việc lưu trữ, tính toán số học và logic. Chẳng hạn trong các bộ vi xử lí, máy tính đều có cấu tạo các thanh ghi dịch; trong vi điều khiển (8051) cũng có các ghi dịch làm nhiều chức năng hay như trong nhân chia, ALU đã xét ở chương 2 ghi dịch cũng đã được đề cập đến. Ở đây không đi vào chi tiết mà chỉ nói khái quát ngắn gọn về ứng dụng của chúng.   1. Lưu trữ và dịch chuyển dữ liệu  Đây là ứng dụng cơ bản và phổ biến nhất của chúng. Ghi dịch n bit sẽ cho phép lưu trữ được n bit dữ liệu một thời gian mà chừng nào mạch còn được cấp điện. Hay nói cách khác dữ liệu khi dịch chuyển đã được trì hoãn một khoảng thời gian, nó tuỳ thuộc vào :  - Số bit có thể ghi dịch (số tầng FF cấu tạo nên ghi dịch)  - Tần số xung đồng hồ  2. Tạo kí tự hay tạo dạng song điều khiển  Ta có thể nạp vào ghi dịch, theo cách nạp nối tiếp hay song song, một mã nhị phân của một chữ nào đó (A, B, ) hay một dạng sóng nào đó. Sau đó nếu ta nối ngõ ra nối tiếp của ghi dịch vòng trở lại ngõ vào nối tiếp thì khi có xung ck các bit sẽ dịch chuyển vòng quanh theo tốc độ của đồng hồ. Cách này có thể điều khiển sáng tắt của các đèn (sắp xếp trên vòng tròn hay cách nào khác) Như mô phỏng sau là dạng sáng tắt của đèn led. Với tải cổng suất thì cần mạch giao tiếp công suất như thêm trans, rờ le, SCR, đã nói ở chương 1 cũng sẽ được dùng. Cũng có thể tạo ra dạng sóng tín hiệu tuần hoàn cho mục đích thử mạch bằng cách này. Ta có thể thay đổi dạng sóng bằng cách thay đổi mã số nhị phân nạp cho ghi dịch, và thay đổi tần số xung kích ck được cấp từ mạch dao động ngoài từ 0 đến 200MHz tuỳ loại mạch ghi dịch.    Hình 3.2.10 Tạo dạng sóng điều khiển bởi ghi dịch   3. Chuyển đổi dữ liệu nối tiếp sang song song và ngược lại  Các máy tính hay các bộ vi xử lí khi giao tiếp với nhau hay với các thiết bị ngoài thường trao đổi dữ liệu dạng nối tiếp khi giữa chúng có một khoảng cách khá xa. Ngoài cách dùng các bộ dồn kênh tách kênh ở 2 đầu truyền mà ta đã nói ở chương 2 thì ghi dịch cũng có thể được dùng. Các ghi dịch chuyển song song sang nối tiếp sẽ thay thế cho mạch dồn kênh và các ghi dịch chuyển nối tiếp sang song song sẽ thay thế cho mạch tách kênh. Bên cạnh ghi dịch, cũng cần phải có các mạch khác để đồng bộ, chống nhiễu, rò sai… nhằm thực hiện quá trình truyền nối tiếp hiệu quả.   . được cấp điện. Hay nói cách khác dữ liệu khi dịch chuyển đã được trì hoãn một khoảng thời gian, nó tuỳ thuộc vào :  - Số bit có thể ghi dịch (số tầng FF cấu tạo nên ghi dịch)  - Tần số xung. một số đường nối bên ngoài điều khiển các ngõ cho phép thôi. Các SR cũng được tích hợp sẵn các chức năng như vừa có thể dịch trái dịch phải vừa vào nối tiếp vừa nạp song song. Ở đây là một số. mạch bằng cách này. Ta có thể thay đổi dạng sóng bằng cách thay đổi mã số nhị phân nạp cho ghi dịch, và thay đổi tần số xung kích ck được cấp từ mạch dao động ngoài từ 0 đến 200MHz tuỳ loại