Thanh ghi là một thiết bị được sử dụng để lưu trữ thông tin nhị phân. Nó là một nhóm các flip-flop được kết nối nối tiếp để lưu trữ nhiều bit dữ liệu. Thông tin được lưu trữ trong các thanh ghi này có thể được truyền đi với sự trợ giúp của thanh ghi dịch chuyển (shift register).
4 Bit Shift Register là một nhóm các flip-flop được sử dụng để lưu trữ 4 bit dữ liệu. Các bit được lưu trữ trong thanh ghi như vậy có thể được di chuyển bên trong thanh ghi và vào/ra khỏi thanh ghi bằng cách áp dụng các xung nhịp. Một thanh ghi dịch chuyển n-bit có thể được hình thành bằng cách kết nối n flip-flop, trong đó mỗi flip-flop lưu trữ một bit dữ liệu. Các thanh ghi dịch chuyển bit sang trái được gọi là “Thanh ghi dịch trái”. Các thanh ghi dịch chuyển bit sang phải được gọi là “Thanh ghi dịch phải”.
Có nhiều loại thanh ghi dịch chuyển 4 bit, bao gồm:
-
Serial In Serial Out (SISO): Nhận dữ liệu tuần tự và xuất ra dữ liệu tuần tự. Được sử dụng như một phần tử trễ.
-
Serial In Parallel Out (SIPO): Nhận dữ liệu tuần tự và xuất ra dữ liệu song song. Được sử dụng trong các đường truyền thông nơi cần giải mã một đường dữ liệu thành nhiều đường song song, chuyển đổi dữ liệu nối tiếp thành dữ liệu song song.
Sau đoạn mô tả về SIPO, chèn hình ảnh sau:
-
Parallel In Serial Out (PISO): Nhận dữ liệu song song và xuất ra dữ liệu tuần tự. Được sử dụng để chuyển đổi dữ liệu song song thành dữ liệu nối tiếp.
-
Parallel In Parallel Out (PIPO): Nhận dữ liệu song song và xuất ra dữ liệu song song. Được sử dụng như một thiết bị lưu trữ tạm thời và hoạt động như một phần tử trễ, tương tự như SISO.
Sau đoạn mô tả về PIPO, chèn hình ảnh sau:
-
Bidirectional Shift Register: Có thể dịch chuyển dữ liệu sang phải hoặc sang trái tùy thuộc vào chế độ được chọn. Thực hiện các phép nhân và chia cho 2 trên số nhị phân.
-
Universal Shift Register: Kết hợp cả dịch phải, dịch trái và khả năng tải song song. Thường được sử dụng làm phần tử bộ nhớ trong máy tính.
Sau đoạn mô tả về Universal Shift Register, chèn hình ảnh sau:
- Shift Register Counter: Các thanh ghi dịch chuyển trong đó đầu ra được kết nối trở lại đầu vào để tạo ra các chuỗi cụ thể. Bao gồm Ring Counter và Johnson Counter. Ring Counter tự giải mã, không cần mạch giải mã bổ sung. Johnson counter tạo ra chuỗi đếm 2n trạng thái với chỉ n flip-flop.
Sau đoạn mô tả về Ring Counter, chèn hình ảnh sau:
Sau đoạn mô tả về Johnson Counter, chèn hình ảnh sau:
Ứng dụng của 4 bit Shift Register:
4 bit shift register được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng, bao gồm:
- Lưu trữ dữ liệu tạm thời.
- Truyền và xử lý dữ liệu.
- Tạo độ trễ thời gian trong mạch kỹ thuật số.
- Chuyển đổi dữ liệu nối tiếp thành dữ liệu song song và ngược lại.
