El registro de desplazamiento

Dentro de la lógica secuencial se estudian los registros de desplazamiento, éstos consisten en un serie de flip-flop configurados de modo la salida de uno se aplica a la entrada del siguiente, aplicando a todos ellos en común la señal  de reloj, para garantizar la sincronía de transferencia de datos. Esta configuración propicia un movimiento de datos entre flip-flop contiguos con cada llegada de los flancos de reloj.

Se establecen tres conceptos, según la clase: el método que utiliza combinaciones serie-paralelo para la entrada y salida de datos; la dirección del desplazamiento de datos a izquierda, a derecha o bidireccionales y por último de longitud de bit.

Como se recordará, del sistema de numeración que, la posición de cada bit determina su peso. Este es un buen lugar para aplicar el sistema de numeración octal y recordemos su sencillez de conversión a binario o viceversa.

En la demo que se adjunta a la anterior figura 4-01, se presenta la secuencia inicial de desplazamiento de un bit a través de la cadena de 4 registros. Los 4 indicadores L1-L4 son cuatro LED que muestran el estado que presenta del registro en cada pulso de reloj, con esto se puede apreciar el desplazamiento del Bit (dato) entrado en el primer FF, estos mismos LED sirven como indicadores de salida paralelo del registro de desplazamiento, consecuentemente por la salida Q del cuarto FF, disponemos de la salida serie. 

Mediante el cierre momentáneo del interruptor 1, el nivel 1 de /Q de FF1, pondrá a 1 la entrada D del mismo FF, el interruptor debe volver al estado abierto inicial una vez ha bajado el nivel de reloj y empezará el desplazamiento del dato, al ritmo de los flancos de bajada de los pulsos de reloj. La combinación de otros interruptores da como resultado situaciones que conviene experimentar. 

En la siguiente figura 4-02, se muestra la opción de desplazamiento de tres bits a través de la cadena de 4 registros. En el momento de llegar el flanco de subida de CLK y teniendo cerrada la llave 3, se introduce un bit en la cadena de registros, y siguen llegando pulsos de CLK, una vez hay 3 Bits en los 3 primeros  FF, se abre la llave 3, de modo que los Bits que se han incluido en la secuencia empiezan su desplazamiento hacia la derecha de la cadena de registros hasta su salida por el último registro, en este caso sólo disponemos de una cadena de cuatro con entrada en serie y la salida en paralelo por los Q de cada FF.

De este modo, se debe proceder a realizar las combinaciones 2, 3 y 4, para comprender las diferencias que se producen con las mismas. De hecho lo que ocurre en la práctica es que dependiendo de la llave cerrada, los bits implicados (1, 2, 3 o 4), se desplazan a la derecha y si no son realimentados los bits de entrada en D, se extinguen cuando llegan al final de la cadena.

Ahora, realizaremos el mismo ejercicio sin utilizar interruptores mecánicos, usaremos puertas lógicas, en concreto una puerta EXOR (O EXclusiva) que realice la misma función, en la siguiente imagen se muestra dicha configuración.

Fig.2-03

Básicamente su funcionamiento es el siguiente: Con la configuración actual, un pulso de reloj de entrada y el nivel 1 de /Q2 pasa por la EXOR hasta el D1 del FF1, con la bajada del nivel de reloj dicho nivel 1 (1 Bit) se transmite a la salida Q1 del FF1, llegando a la entrada D2 de FF2, un nuevo pulso de reloj entra en FF1 y al bajar su nivel la señal de reloj, como no ha cambiado nada en la salida de la puerta EXOR, un nuevo BIT es introducido en el primer FF, en ese momento el nivel que permanecía en la Q1 = D2 =1, se transfiere a la salida Q2 de FF2, lo cual cambia /Q = 0 y por consiguiente la salida de la puerta EXOR también cambia a nivel 0, por lo tanto D1 = 0, en la siguiente bajada del pulso de reloj el nivel 0 del dato D1, se transfiere a la salida Q1 y entrada D2, en ese mismo momento el nivel 1 de Q2 y D3, es transferido a la salida Q3 de FF3 y D4 de FF4. La  siguiente bajada del nivel de la señal de reloj, como la salida de la puerta EXOR, sigue sin cambios, un nuevo nivel 0 será transferido a la cadena de FF, lo que hace avanzar un paso más a cada uno de los Bits almacenados en cada FF, del FF1 al FF4, desplazándose hacia la derecha.

Creada el: 15/04/10