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Abb. 4.44: Schieberegister-Klassen.
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Durch die Rückkopplung wurde
in die Verknüpfungsnetze das Element der Speicherung eingeführt.
Die entstandenen Flipflops stellen daher im Prinzip Informationsspeicher
mit einer Kapazität von einem Bit dar.
Größere Speicher können
durch Verknüpfung mehrerer Flipflops realisiert werden. In
der einfachsten Form werden die mit einer begrenzten Menge von
FFs aufgebauten Speichereinheiten als "Register"
bezeichnet. Kennzeichnend für derartige Register ist außerdem
die gleichzeitige Taktung aller beteiligten Flipflops über
ein einziges Taktsignal.
Unterschiedliche Registerarten können
durch geeignetes Zusammenschalten der notwendigen Anzahl von FFs
erstellt werden, wobei die Beschaltung der Dateneingänge
bzw. Datenausgänge typ- und funktionsbestimmend ist.
Da in den Registern grundsätzlich
mit jeder Taktung Informationen bitweise verschoben werden, ist
die Bezeichnung "Schieberegister" (Abk. SRG,
engl. shift register) üblich.
4.5.1 Schieberegister-Klassifizierung
Ihrer Funktion entsprechend können
die folgenden Schieberegister unterschieden werden:
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Abb. 4.44: Schieberegister-Klassen.
4.5.2 Schieberegister-Realisierung
Zur Realisierung von Schieberegistern
können im Prinzip alle behandelten Flipflop-Arten eingesetzt
werden. Häufig zur Anwendung kommen insbesondere die D- und
JK-Flipflops (sowohl pegel- als auch flankengesteuert).
Beispiel:
Abb. 4.45: Realisierung eines rechtsschiebenden Registers.
Vollständige Schieberegister
benötigen über die hier gezeigten Funktionen hinaus
weitere Steuereingänge, wie z.B.:
Wird die Verbindung zwischen Q-Ausgang einer FF-Stufe und D-Eingang der folgenden FF-Stufe nicht direkt sondern über einen Multiplexer geschaltet, ist die Programmierung unterschiedlicher SRG-Typen möglich:
Abb. 4.46: Schieberegister-Aufbau mit Hilfe von Multiplexern.
Die Funktionen der Steuereingänge s0 und s1
sind damit wie folgt definiert:
| ohne Funktion | ||
| paralleles Laden | ||
| Rechtsschieben | ||
| Linksschieben |
Tab. 4.12: Definition der in Abb. 4.46 definierten Steuereingänge.
Beispiel:
Zeitdiagramm und Funktionstabelle
für das in Abb. 4.45 dargestellte 4-Bit-Schieberegister.
Forderungen:
Abb.: 4.47: Zeitdiagramm (Zeitablaufplan)
Tab. 4.13: Funktionstabelle
(Die schraffiert gezeichneten Felder entsprechen der gestrichelten Linie im Zeitdiagramm)
4.5.3 Schieberegister-Bausteine
Beispiel eines modernen SRG-Bausteins:
Abb. 4.48: Integrierter SRG-Baustein (74LS194).
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