عام طور پر، ایک رجسٹر کو بائنری ڈیٹا کو ذخیرہ کرنے کے لیے استعمال ہونے والے آلے کے طور پر بیان کیا جا سکتا ہے لیکن اگر آپ متعدد ڈیٹا بٹس کو ذخیرہ کرنا چاہتے ہیں تو فلپ فلاپس کا ایک سیٹ استعمال کیا جاتا ہے جو سیریز میں جڑے ہوتے ہیں۔ رجسٹروں میں محفوظ کردہ ڈیٹا کو CLK دالیں فراہم کرکے دائیں جانب یا بائیں جانب شفٹ رجسٹر استعمال کرکے منتقل کیا جاسکتا ہے۔ شفٹ رجسٹر کا ایک گروپ ہے فلپ فلاپ ڈیٹا کے متعدد بٹس کو ذخیرہ کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ اسی طرح، n-بٹس کے ساتھ ایک شفٹ رجسٹر صرف n فلپ فلاپ کو جوڑ کر بنایا جا سکتا ہے جہاں ہر فلپ فلاپ صرف ایک ڈیٹا بٹ کو محفوظ کرتا ہے۔ ایک بار جب رجسٹر بٹس کو دائیں جانب شفٹ کرتا ہے تو یہ دائیں شفٹ رجسٹر ہوتا ہے جبکہ اگر یہ بائیں جانب شفٹ ہوتا ہے تو اسے بائیں شفٹ رجسٹر کے نام سے جانا جاتا ہے۔ اس مضمون میں شفٹ رجسٹر کی اقسام میں سے ایک کا جائزہ لیا گیا ہے یعنی سیریل ان متوازی آؤٹ شفٹ رجسٹر یا SIPO شفٹ رجسٹر .
SIPO شفٹ رجسٹر کیا ہے؟
شفٹ رجسٹر جو سیریل ان پٹ کے متوازی آؤٹ پٹ کی اجازت دیتا ہے اسے SIPO شفٹ رجسٹر کے نام سے جانا جاتا ہے۔ SIPO رجسٹر میں، SIPO کی اصطلاح سیریل ان پٹ متوازی آؤٹ پٹ کے لیے ہے۔ اس قسم کے شفٹ رجسٹر میں، ان پٹ ڈیٹا کو تھوڑا سا سلسلہ وار دیا جاتا ہے۔ ہر گھڑی کی نبض کے لیے، تمام FFs پر ان پٹ ڈیٹا کو ایک ہی پوزیشن سے منتقل کیا جا سکتا ہے۔ ہر فلپ فلاپ پر o/p متوازی وصول کیا جا سکتا ہے۔
سرکٹ ڈایاگرام
دی SISO شفٹ رجسٹر سرکٹ ڈایاگرام ذیل میں دکھایا گیا ہے. اس سرکٹ کو 4 D فلپ فلاپ کے ساتھ بنایا جا سکتا ہے جو منسلک ہیں جیسا کہ خاکہ میں دکھایا گیا ہے جہاں CLR سگنل کے علاوہ تمام FFs کو CLK سگنل دیا جاتا ہے یا انہیں دوبارہ ترتیب دیں۔ مندرجہ بالا سرکٹ میں، پہلا FF آؤٹ پٹ دوسرے FFs ان پٹ کو دیا جاتا ہے۔ یہ چاروں D فلپ فلاپ ایک دوسرے سے سلسلہ وار جڑے ہوئے ہیں کیونکہ ہر فلپ فلاپ کو ایک ہی CLK سگنل دیا جاتا ہے۔
SIPO شفٹ رجسٹر کا کام کرنا
SIPO شفٹ رجسٹر کا کام یہ ہے؛ کہ یہ بائیں جانب کے پہلے فلپ فلاپ سے سیریل ڈیٹا ان پٹ لیتا ہے اور ایک متوازی ڈیٹا آؤٹ پٹ تیار کرتا ہے۔ 4 بٹ SIPO شفٹ رجسٹر سرکٹ ذیل میں دکھایا گیا ہے۔ اس شفٹ رجسٹر کا کام یہ ہے کہ پہلے FF1 سے FF4 تک کے تمام فلپ فلاپس کو ری سیٹ کرنا پڑتا ہے تاکہ FFs کے تمام آؤٹ پٹ جیسے QA سے QD منطقی صفر کی سطح پر ہوں گے لہذا کوئی متوازی ڈیٹا آؤٹ پٹ نہیں ہے۔
SIPO شفٹ رجسٹر کی تعمیر اوپر دکھائی گئی ہے۔ خاکہ میں، پہلا فلپ فلاپ آؤٹ پٹ 'QA' دوسرے فلپ فلاپ ان پٹ 'DB' سے منسلک ہے۔ دوسرا فلپ فلاپ آؤٹ پٹ 'QB' تیسرے فلپ فلاپ ان پٹ DC سے منسلک ہے، اور تیسرا فلپ فلاپ آؤٹ پٹ 'QC' چوتھے فلپ فلاپ ان پٹ 'DD' سے منسلک ہے۔ یہاں، QA، QB، QC، اور QD ڈیٹا آؤٹ پٹ ہیں۔
ابتدائی طور پر، تمام آؤٹ پٹ صفر ہو جائے گا لہذا CLK پلس کے بغیر؛ تمام ڈیٹا صفر ہو جائے گا. آئیے 4 بٹ ڈیٹا ان پٹ کی مثال لیتے ہیں جیسے 1101۔ اگر ہم پہلی کلاک پلس '1' کو پہلے فلپ فلاپ پر لگائیں تو FF اور QA میں داخل ہونے والا ڈیٹا '1' ہو جائے گا، اور باقی تمام آؤٹ پٹ جیسے QB ، QC اور QD صفر ہو جائیں گے۔ تو پہلا ڈیٹا آؤٹ پٹ '1000' ہے
اگر ہم دوسری گھڑی کی نبض کو پہلے فلپ فلاپ پر '0' کے طور پر لگاتے ہیں تو QA '0'، QB '0'، QC '0' اور QD '0' بن جاتا ہے۔ تو دوسرا ڈیٹا آؤٹ پٹ شفٹ رائٹ پروسیس کی وجہ سے '0100' بن جائے گا۔
اگر ہم تیسری گھڑی کی نبض کو پہلے فلپ فلاپ پر '1' کے طور پر لگاتے ہیں تو QA '1'، QB '0'، QC '1' اور QD '0' بن جاتا ہے۔ تو تیسرا ڈیٹا آؤٹ پٹ شفٹ رائٹ پروسیس کی وجہ سے '1011' بن جائے گا۔
اگر ہم چوتھی گھڑی کی نبض کو پہلے فلپ فلاپ پر '1' کے طور پر لگاتے ہیں تو QA '1'، QB '1'، QC '0' اور QD '1' بن جاتا ہے۔ تو تیسرا ڈیٹا آؤٹ پٹ شفٹ رائٹ پروسیس کی وجہ سے '1101' بن جائے گا۔
SIPO شفٹ رجسٹر ٹروتھ ٹیبل
SIPO شفٹ رجسٹر کا سچ ٹیبل ذیل میں دکھایا گیا ہے۔
ٹائمنگ ڈایاگرام
دی SIPO شفٹ رجسٹر کا ٹائمنگ ڈایاگرام ذیل میں دکھایا گیا ہے.
یہاں ہم ایک مثبت کنارے CLK i/p سگنل استعمال کر رہے ہیں۔ پہلی گھڑی کی نبض میں ان پٹ ڈیٹا QA = '1' بن جاتا ہے اور دیگر تمام قدریں جیسے QB، QC، اور QD '0' بن جاتی ہیں۔ تو آؤٹ پٹ '1000' بن جائے گا۔ دوسری گھڑی کی نبض میں، آؤٹ پٹ '0101' بن جائے گا۔ تیسری گھڑی کی نبض میں، آؤٹ پٹ '1010' ہو جائے گا اور چوتھی گھڑی کی نبض میں، آؤٹ پٹ '1101' ہو جائے گا.
SIPO شفٹ رجسٹر ویری لاگ کوڈ
SIPO شفٹ رجسٹر کے لیے ویری لاگ کوڈ نیچے دکھایا گیا ہے۔
ماڈیول sipomod (clk، واضح، si، po)؛
ان پٹ clk, si, clear;
آؤٹ پٹ [3:0] po;
reg [3:0] tmp;
reg [3:0] po;
ہمیشہ @(posdge clk)
شروع
اگر (واضح)
tmp <= 4’b0000;
اور
tmp <= tmp << 1;
tmp[0] <= ہاں؛
po = tmp؛
اختتام
endmodule
74HC595 IC SIPO شفٹ رجسٹر سرکٹ اور اس کا کام کرنا
A 74HC595 IC متوازی آؤٹ شفٹ رجسٹر میں ایک 8 بٹ سیریل ہے، لہذا یہ ان پٹ کو سیریل طور پر استعمال کرتا ہے اور متوازی آؤٹ پٹ فراہم کرتا ہے۔ اس آئی سی میں 16 پن شامل ہیں اور یہ مختلف پیکجوں جیسے SOIC، DIP، TSSOP اور SSOP میں دستیاب ہے۔
74HC595 کی پن کنفیگریشن ذیل میں دکھائی گئی ہے جہاں ہر پن پر بات کی گئی ہے۔
پن 1 سے 7 اور 15 (QB سے QH اور QA): یہ او/p پن ہیں جو آؤٹ پٹ ڈیوائسز جیسے 7 سیگمنٹ ڈسپلے اور ایل ای ڈی کو جوڑنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔
Pin8 (GND): یہ GND پن صرف پاور سپلائی ot microcontroller کے GND پن سے جڑا ہوا ہے۔
Pin9 (QH): اس پن کا استعمال مختلف IC کے SER پن سے جڑنے اور دونوں ICs کو ایک ہی CLK سگنل دینے کے لیے کیا جاتا ہے تاکہ وہ 16 آؤٹ پٹ سمیت ایک ہی IC کی طرح کارکردگی کا مظاہرہ کریں۔
Pin16 (Vcc): یہ پن مائیکرو کنٹرولر سے جڑنے کے لیے استعمال ہوتا ہے ورنہ پاور سپلائی کیونکہ یہ 5V لاجک لیول کا IC ہے۔
Pin14 (BE): یہ سیریل i/p پن ہے جہاں اس پن میں ڈیٹا کو سیریلی طور پر داخل کیا جاتا ہے۔
Pin11 (SRCLK): یہ شفٹ رجسٹر CLK پن ہے جو شفٹ رجسٹر کے لیے CLK کی طرح کام کرتا ہے کیونکہ اس پن میں CLK سگنل دیا جاتا ہے۔
Pin12 (RCLK): یہ رجسٹر CLK پن ہے جو ان ICs سے منسلک آلات پر o/ps کو دیکھنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔
Pin10 (SRCLR): یہ شفٹ رجسٹر سی ایل آر پن ہے۔ یہ پن بنیادی طور پر اس وقت استعمال ہوتا ہے جب ہمیں رجسٹر کا ذخیرہ صاف کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔
پن 13 (OE): یہ o/p فعال پن ہے۔ ایک بار جب یہ پن HIGH پر سیٹ ہو جاتا ہے تو شفٹ رجسٹر کو ہائی امپیڈینس کی حالت پر سیٹ کر دیا جاتا ہے اور o/ps منتقل نہیں ہوتے ہیں۔ اگر ہم اس پن کو کم پر سیٹ کرتے ہیں، تو ہم o/ps حاصل کر سکتے ہیں۔
74HC595 IC کام کر رہا ہے۔
ایل ای ڈی کو کنٹرول کرنے کے لیے 74HC595 IC کا سرکٹ ڈایاگرام نیچے دکھایا گیا ہے۔ شفٹ رجسٹر کے 3 پنوں کو Arduino سے منسلک کرنے کی ضرورت ہے جیسے پن 11، 12 اور 14۔ تمام آٹھ ایل ای ڈی اس شفٹ رجسٹر IC سے آسانی سے منسلک ہوں گے۔
اس سرکٹ کو ڈیزائن کرنے کے لیے درکار اجزاء میں بنیادی طور پر 74HC595 Shift Register IC، Arduino UNO، 5V پاور سپلائی، Breadboard، 8 LEDs، 1KΩ Resistors – 8، اور منسلک تاریں شامل ہیں۔
سب سے پہلے، شفٹ رجسٹر کے سیریل i/p پن کو Arduino Uno کے پن-4 سے مربوط کرنے کی ضرورت ہے۔ اس کے بعد، CLK اور latch دونوں پنوں جیسے IC کے پن 11 اور 12 کو بالترتیب Arduino Uno کے پن 5 اور 6 سے جوڑیں۔ LEDs کو IC کے 8-o/p پنوں سے 1KΩ کرنٹ محدود کرنے والے ریزسٹرس کا استعمال کرتے ہوئے منسلک کیا جاتا ہے۔ Arduino سے 5V سپلائی کرنے سے پہلے 74HC595 IC کے لیے ایک الگ 5V پاور سپلائی استعمال کی جاتی ہے۔
کوڈ
ایک سیریز میں 8 LEDs کو چالو کرنے کا آسان کوڈ ذیل میں دکھایا گیا ہے۔
int latchPin = 5;
int clkPin = 6;
int dataPin = 4;
بائٹ ایل ای ڈی = 0؛
باطل سیٹ اپ()
{
Serial.begin(9600)؛
پن موڈ (لچ پن، آؤٹ پٹ)؛
پن موڈ (ڈیٹا پین، آؤٹ پٹ)؛
پن موڈ (clkPin، آؤٹ پٹ)؛
}
باطل لوپ ()
{
int i = 0؛
ایل ای ڈی = 0;
شفٹ ایل ای ڈی ()؛
تاخیر (500)؛
کے لیے (i = 0؛ i <8؛ i++)
{
بٹ سیٹ (ایل ای ڈی، آئی)؛
Serial.println(LED)؛
شفٹ ایل ای ڈی ()؛
تاخیر (500)؛
}
}
باطل شفٹ ایل ای ڈی ()
{
ڈیجیٹل رائٹ (لچ پن، کم)؛
شفٹ آؤٹ (ڈیٹا پین، کلک پن، ایم ایس بی فرسٹ، ایل ای ڈی)؛
ڈیجیٹل رائٹ (لچ پن، ہائی)؛
}
اس شفٹ رجسٹر سرکٹ کا کام یہ ہے کہ، سب سے پہلے تمام 8 ایل ای ڈیز کو آف کر دیا جائے گا کیونکہ بائٹ ویری ایبل ایل ای ڈی صفر پر سیٹ ہے۔ اب، ہر بٹ کو 'bitSet' فنکشن کے ساتھ 1 پر سیٹ کیا جاتا ہے اور 'shiftOut' فنکشن کے ساتھ باہر منتقل کیا جاتا ہے۔ اسی طرح، اسی سیریز میں ہر ایل ای ڈی کو آن کیا جائے گا۔ اگر آپ ایل ای ڈی کو بند کرنا چاہتے ہیں، تو آپ 'bitClear' فنکشن استعمال کر سکتے ہیں۔
74HC595 شفٹ رجسٹر آئی سی مختلف ایپلی کیشنز جیسے سرورز، ایل ای ڈی کنٹرول، انڈسٹریل کنٹرول، الیکٹرانک آلات، نیٹ ورک سوئچز وغیرہ میں استعمال ہوتا ہے۔
ایپلی کیشنز
دی سیریل ان پٹ متوازی آؤٹ پٹ شفٹ رجسٹر کی ایپلی کیشنز ذیل میں دکھایا گیا ہے.
- عام طور پر، شفٹ رجسٹر کا استعمال عارضی ڈیٹا کو ذخیرہ کرنے کے لیے کیا جاتا ہے، جسے انگوٹھی اور جانسن کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ رنگ کاؤنٹر .
- یہ ڈیٹا کی منتقلی اور ہیرا پھیری کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔
- یہ فلپ فلاپ بنیادی طور پر کمیونیکیشن لائنوں کے اندر استعمال ہوتے ہیں جہاں کہیں بھی ڈیٹا لائن کو متعدد متوازی لائنوں میں ملٹی پلیکس کرنا ضروری ہوتا ہے کیونکہ اس شفٹ رجسٹر کا استعمال ڈیٹا کو سیریل سے متوازی میں تبدیل کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔
- یہ ڈیٹا انکرپشن اور ڈکرپشن کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔
- اس شفٹ رجسٹر کو CDMA کے اندر PN کوڈ یا Pseudo Noise Sequence Number بنانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔
- ہم اپنے ڈیٹا کو ٹریک کرنے کے لیے ان کا استعمال کر سکتے ہیں!
- SIPO شفٹ رجسٹر ڈیٹا کی تبدیلی کے لیے مختلف ڈیجیٹل ایپلی کیشنز میں استعمال ہوتا ہے۔
- بعض اوقات، اس قسم کا شفٹ رجسٹر صرف مائکرو پروسیسر سے جڑا ہوتا ہے جب مزید GPIO پنوں کی ضرورت ہوتی ہے۔
- اس SIPO شفٹ رجسٹر کا عملی اطلاق مائکرو پروسیسر کے آؤٹ پٹ ڈیٹا کو ریموٹ پینل اشارے کو دینا ہے۔
اس طرح، یہ SIPO کا ایک جائزہ ہے۔ شفٹ رجسٹر - ایپلی کیشنز کے ساتھ سرکٹ، ورکنگ، سچ ٹیبل، اور ٹائمنگ ڈایاگرام۔ SIPO شفٹ رجسٹر کے سب سے زیادہ استعمال ہونے والے اجزاء 74HC595, 74LS164, 74HC164/74164, SN74ALS164A, SN74AHC594, SN74AHC595, اور CD4094 ہیں۔ یہ رجسٹر استعمال میں بہت تیز ہیں، ڈیٹا کو سیریل سے متوازی میں بہت آسانی سے تبدیل کیا جا سکتا ہے، اور اس کا ڈیزائن آسان ہے۔ یہاں آپ کے لیے ایک سوال ہے، PISO شفٹ رجسٹر کیا ہے۔
