LES REGISTRES À DÉCALAGE

Un registre à décalage est composé de n bascules. Il peut donc emmagasiner une information de n bits. Ces bascules sont interconnectées de façon à ce que l'état logique du rang i soit transmis au rang i + 1,ou au rang i - 1, quand le signal d'horloge est actif.

Le registre peut recevoir une information :
- soit par chargement parallèle (l'information doit être présentée sur les entrées parallèles).
- soit par chargement série (décalage à droite ou à gauche)

Le registre peut retransmettre l'information :
- par déchargement parallèle (lecture des sorties parallèles)
- par déchargement série (décalage à droite ou à gauche)

 

 

Organisation d'un registre à décalage universel de 4 bits

Un registre à décalage peut posséder plusieurs modes de fonctionnement :

- chargement parallèle
- maintien des sorties (mémorisation)
- décalage à gauche
- décalage à droite

Un registre peut posséder aussi une entrée de remise à zéro.

 

 

Fonctionnement en mode chargement parallèle

L'information de n bits est introduite d'un seul coup dans le registre.

Cliquer sur le bouton "Chargement parallèle", pour observer le fonctionnement.

Cliquer sur le bouton "État initial", pour revenir à la figure de départ.

 

 

Fonctionnement en mode maintien des sorties

Le registre peut être utilisé en mémoire, l'évolution des entrées n'affecte plus les sorties.

L' information mémorisée ici est celle du chargement parallèle précédent.

 

 

Fonctionnement en mode décalage à droite

L'information est introduite bit après bit dans le registre à chaque impulsion d'horloge.

À la première impulsion d' horloge
 - l'information présentée sur l'entrée série droite (ESD) est recopiée sur la sortie Q0
 - l'état antérieur de Q0 est recopié sur Q1
 - l'état antérieur de Q1 est recopié sur Q2
 - l'état antérieur de Q2 est recopié sur Q3
 - l'état antérieur de Q3 est perdu
le décalage ainsi réalisé se reproduira à chaque nouvelle impulsion d' horloge.

Cliquer sur le bouton "Décalage à droite", pour observer le fonctionnement d'un décalage à droite.

Cliquer sur le bouton "État initial", pour revenir à la figure de départ.

 



 

 

Fonctionnement en mode décalage à gauche

L'information est introduite bit après bit dans le registre à chaque impulsion d'horloge.

À la première impulsion d' horloge
 - l'information présentée sur l'entrée série droite (ESG) est recopiée sur la sortie Q3
 - l'état antérieur de Q3 est recopié sur Q2
 - l'état antérieur de Q2 est recopié sur Q1
 - l'état antérieur de Q1 est recopié sur Q0
 - l'état antérieur de Q0 est perdu
le décalage ainsi réalisé se reproduira à chaque nouvelle impulsion d' horloge.

Cliquer sur le bouton "Décalage à gauche", pour observer le fonctionnement d'un décalage à gauche.

Cliquer sur le bouton "État initial", pour revenir à la figure de départ.

 

 

 

 

EXEMPLES D' APPLICATION DES REGISTRES À DÉCALAGE

 

Transmission série

Le quartet 1010 présent sur les entrées parallèles du premier registre doit être envoyé sur le second registre bit après bit.
Le registre est donc configuré en mode décalage.

La première opération est le chargement parallèle du quartet dans le premier registre.
Ensuite à chaque impulsion d' horloge, le bit qui se trouve sur la sortie série du premier registre, donc qui est présent sur l'entrée série du second, est mémorisé dans le second registre.

Il faudra quatre impulsions d'horloge (quatre décalages) pour que le transfert soit effectué.

Cliquer sur le bouton "Autoriser la transmission", pour observer le déroulement du transfert du quartet.

Cliquer sur le bouton "État initial", pour revenir à la figure de départ.

 

 

 

Commande d'un moteur pas à pas

Le registre est configuré en mode décalage, il a été au préalable chargé avec la valeur 1000.

Par décalages successifs, le 1L va permettre d'alimenter tour à tour les enroulements du moteur pas (au travers d'un système de commutation à transistors non représenté ici).

Le registre est  bouclé sur lui même (les entrées séries sont reliées au sorties séries).

La vitesse du moteur dépende de la fréquence du signal d' horloge. Le sens de rotation dépend du sens du décalage.

 

 

Autres exemples d' application

- multiplication et division par 2 par décalage à gauche ou à droite
- division de fréquence
- compteur en anneau (l'information circule indéfiniment au rythme de l' horloge)
- etc