Circuitos secuenciales. (Registros de desplazamiento).

REGISTROS DE DESPLAZAMIENTO

Es un circuito digital que acepta datos binarios de una fuente de entrada y luego los desplaza, un bit a la vez, a través de una cadena de flip-flops.

Este sistema secuencial es muy utilizado en los sistemas digitales. Un ejemplo de esto se ve en las calculadoras comunes, donde al escribir una cifra de varios números, se nota que el primer número pulsado le cede espacio a los demás corriéndose a la izquierda, donde además se nota que hay características de memoria porque se mantienen visualizados los números pulsados.

Los registros de desplazamiento son construidos a partir de flip-flops. Además de tener características de memoria y la función de desplazar datos, también se utilizan para convertir datos serie a paralelo y paralelo a serie.

Figura 1 Ejemplo de registro de desplazamiento

Un método de identificar los registros de desplazamiento es por la forma en que se introducen y leen los datos en la unidad de almacenamiento.
Existen cuatro categorías de registro de desplazamiento.


Entrada serie/Salida serie

Entrada serie/Salida paralelo

Entrada paralelo/Salida serie

Entrada paralelo/Salida paralelo 

Aplicaciones

Además de la conversión serie-paralelo y paralelo-serie, los registros de desplazamiento tienen otras aplicaciones típicas:

• Generador pseudoaleatorio. Se construye con un registro de desplazamiento, realimentando a la entrada una combinación de varias salidas, normalmente un or exclusivo entre ellas.
• Multiplicador serie. Se realiza la multiplicación mediante sumas y desplazamientos. Un ejemplo es el 74LS384.
• Registro de aproximaciones sucesivas. Se usa en conversores A/D. Se van calculando los bits sucesivamente, empezando por el más significativo. Mediante un conversor DAC se compara la entrada analógica con los resultados parciales, generando el siguiente bit.
• Retardo. Se pueden utilizar para retardar un bit un número entero de ciclos de reloj (consiste simplemente en un conjunto de biestables en cascada, tantos como ciclos de reloj deseemos retardar los bits).

Formas de construir registros de desplazamiento

Se pueden combinacionales y secuenciales). Por ejemplo:

• Registro de entrada paralelo y salida serie. Puede construirse con un multiplexor digital combinacional y un contador. Las entradas de datos del multiplexor se conectan a los datos a transmitir, y las entradas de control, a las salidas del contador (el bMs del MUX conectado al bMs del contador), dicho contador deberá estar en modo de carrera libre.

• Registro de entrada serie y salida paralelo. Similar al caso anterior, se sustituye el muliplexor por un demultiplexor, ahora las salidas de éste serán las salidas paralelos.

• Biestables en cascada. Con esto y la lógica combinacional adecuada, se pueden construir incluso registros de desplazamiento bidireccionales y universales, aunque en este caso es más aconsejable disponer del 74HC194, dado que ocupa mucho menos espacio (y el precio del integrado es muy asequible) y en un solo integrado incluye las cuatro posibles configuraciones y la funcionalidad de desplazar los bits en ambos sentidos.

 Adjunto un video de un pequeño y simple circuito en el que se ve graficamente como se van encendiendo los leds:

http://www.youtube.com/watch?v=jwhvvGVYNWg
http://www.youtube.com/watch?v=_jNPGnCg5Qs