Was ein Schieberegister macht
Ein Schieberegister ist eine Kette von D-Flip-Flops, bei der der Ausgang jeder Stufe direkt in den Eingang der nächsten gespeist wird. Bei jeder Taktflanke rückt jedes Bit in der Kette eine Position weiter, ein neues Bit tritt an einem Ende ein, während das Bit am anderen Ende herausfällt.
Seriell-Eingang, Seriell-Ausgang (SISO)
In der einfachsten Konfiguration treten Daten bitweise am D-Eingang des ersten Flip-Flops ein und verlassen bitweise den Q-Ausgang des letzten Flip-Flops, verzögert um genau N Taktzyklen bei einem Register mit N Stufen. Dies ist der grundlegende Baustein von Verzögerungsleitungen und einfacher seder Kommunikation.
Parallelladen und Seriell-Parallel-Umwandlung
Fügt man jedem Flip-Flop einen Parallellade-Eingang und eine Steuerleitung hinzu, kann das gesamte Register in einem Taktzyklus mit einem N-Bit-Wert geladen und dann bitweise ausgeschoben werden — genau das, was ein UART- oder SPI-Peripheriegerät tut, um ein paralleles Byte in einen seriellen Bitstrom zur Übertragung umzuwandeln, oder umgekehrt: Bits seriell empfangen und das zusammengesetzte Byte parallel auslesen, sobald alle Bits angekommen sind.
Wo sie verwendet werden
Über die serielle Kommunikation hinaus steuern Schieberegister LED-Lauflichter und das Scannen von Siebensegmentanzeigen (indem ein einzelnes aktives Bit durch eine Reihe von Ausgängen geschoben wird), implementieren einfache Verzögerungsleitungen und bilden die Grundlage linearer Rückkopplungsschieberegister zur Erzeugung von Pseudozufallssequenzen.
Laden Sie ein Schieberegister-Beispiel in Boolflow, schalten Sie den CLOCK um und beobachten Sie, wie sich das aktive Bit pro Impuls eine Position durch die Kette der OUTPUT-Elemente bewegt.