User manual
44 Schieberegister mit seriellem Laden
5.5 Schieberegister
Schieberegister bestehen aus in Serie geschalteten Flipops, die synchron getaktet werden. Das bitweise
Schieben zählt neben der Addition (siehe Kap. 5.3 auf Seite 34) zu den elementaren Operationen einer
arithmetischen Recheneinheit. Wird beispielsweise die eingelesene Dualzahl um eine Stelle nach rechts ge-
schoben, entspricht das dezimale Ergebnis einer Division mit 2. Zur Multiplikation muss die entsprechende
Dualzahl um eine Stelle nach links geschoben werden. Je nach Anwendungsfall haben Schieberegister un-
terschiedliche Bit-Breite, schieben nach rechts oder links und können seriell oder parallel geladen werden.
Für viele Aufgaben eignen sich Schieberegister als integrierte Schaltkreise (ICs), die bereits alle Standard-
funktionalitäten beinhalten.
Einsatzmöglichkeiten für Schieberegister sind:
•Arithmetische Operationen (Multiplikation, Division)
•Ringspeicher
•Seriell-Parallel-Wandler und Parallel-Seriell-Wandler
•Verzögerung von Signalen
5.5.1 Schieberegister mit seriellem Laden
Wird ein Schieberegister am D-Eingang mit einer "1" geladen, so wird dieser Wert mit jedem Takt um eine
Stelle (Flipop) weitergeschoben.
Abb. 42: 4-Bit-Schieberegister aus D-Flipops mit serieller Ein- und Ausgabe (links), Schaltzeichen (rechts)
Abb. 43: Timing-Diagramm Schieberegister
In der folgenden Brick-Schaltung ist das Schieberegister aus vier D-Flipops aufgebaut. Solange der Taster
gedrückt wird, liegt am Daten-Eingang des ersten Flipops ein High-Pegel an. Mit der nächsten positiven
Flanke des Taktes C wird die "1" übernommen und an Q
A
ausgegeben. Zugleich wird der Pegel von Q
A
an
den Dateneingang des zweiten Flipops weitergegeben. Das Prinzip setzt sich fort, bis nach vier Taktzyklen
das 4-Bit-breite Datenwort im Schieberegister (Q
A
bis Q
D
) steht. Q
D
ist in unserem Beispiel zugleich der se-
rielle Datenausgang D
OUT
. Dieser könnte alternativ auch mit D
IN
verbunden werden um ein Ringregister zu
bauen in dem die Bits quasi im Kreis geschoben werden.
Der Takt wird in unserem Fall mit dem Taktgeber-Brick erzeugt. Unter der Haube kommt der bekannte
Timer-Baustein vom Typ 555 zum Einsatz. Die Taktfrequenz ist zwischen 0,5 Hz und 100 Hz einstellbar.