Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Funktionsweise eines Schieberegisters (SIPO PISO)


von Thomas B. (thomas2706)


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Hallo zusammen :),
könnte mir vieleicht jemand mit einfachen Worten erklären wie ein 
Schieberegister bzw. ein Seriell-Parallel-Wandler und ein 
Parallel-Seriell-Wandler funktioniert?

Ich werde irgendwie nicht schlau aus den Erklärungen die ich im Internet 
dazu finde.

Vielen Dank

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Thomas B. schrieb:
> Ich werde irgendwie nicht schlau aus den Erklärungen die ich im Internet
> dazu finde.
Wo klemmt es denn?
Hast du verstanden, wie ein einzelnes D-Flipflop funktioniert? Dass es 
mit einer Taktflanke den Zustand, der direkt bei und ein paar ns vor 
der Taktflanke am Eingang anliegt, übernimmt und als Ausgangswert 
speichert? Dass sich also dieser Eingangspegel sofort nach der 
Taktflanke gleich wieder ändern darf?
Wenn du das verstanden hast, bist du nicht mehr weit davon entfernt ein 
SIPO zu verstehen.

Und ein PISO ist "eigentlich" gleich. Nur gibt es einen zusätzlichen 
Steuereingang, der die Flipflops im Schieberegister auf einen aussen 
anliegenden Wert setzt.

: Bearbeitet durch Moderator
von georg (Gast)


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Thomas B. schrieb:
> Ich werde irgendwie nicht schlau

Was genau möchtest du denn wissen:
A Was ein Schieberegister im Allgemeinen tut
B wieso die abgebildeten Schaltungen ein Schieberegister bilden
?

Georg

von Stefan F. (Gast)


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Ist Dir die Funktionsweise des D-Flipflops bekannt?
Kennst du den Unterschied zwischen Pegel-Gesteuerter und 
Flanken-Gesteuerter Taktung?
Sagt Dir "retardierende Ausgänge" etwas?

Wenn nicht, dann lies Dich erstmal zu diesen Themen ein, damit wir eine 
Grundlage haben, über die wir sprechen können.

von Kloni (Gast)


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Stefanus F. schrieb:
> lies Dich erstmal zu diesen Themen ein...

Oft gegebene Empfehlung und m.E. genauso sinn- und wertlos. Dieses 
Einlesen ist für Leute vom Fach hilfreich, die mit dem "sich einlesen" 
ihr bereits bestehendes Wissen auffrischen oder ergänzen. Ein 
Fachfremder oder Neuling versteht nur Bahnhof, sofern es sich nicht um 
einen geistigen Überflieger handelt.

Früher selbst gleich zwei solche Versuche gestartet, um mich mit einem 
Mikrocontroller anzufreunden. War einfach nur chancenlos. Plötzlich 
steht da was von Akku, den ich nur aus dem Auto kenne...

Erst in der Ausbildung im Dialog mit erstklassigen und berufenen 
Ausbildern/Dozenten war es möglich, die Technik zu verstehen. Dann aber 
bis in Untiefen und bis in die letzte Ecke. Danach habe ich mein 
Entwicklungssystem selber entwickelt, incl. Disassembler, Crossassembler 
und Logikanalyser.

Wenn ich heute lese: "Lies dich mal eben ein" kriege ich sofort einen 
Affen. Da frage ich mich immer, wieso wir eigentlich noch Schulen und 
Unis unterhalten.

von Thomas B. (thomas2706)


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Stefanus F. schrieb:
> Ist Dir die Funktionsweise des D-Flipflops bekannt?
> Kennst du den Unterschied zwischen Pegel-Gesteuerter und
> Flanken-Gesteuerter Taktung?
> Sagt Dir "retardierende Ausgänge" etwas?

Lothar M. schrieb:
> Hast du verstanden, wie ein einzelnes D-Flipflop funktioniert?

Was ein Retardierter Ausgang ist sagt mir noch nichts, wie die 
verschiedenen Flipflops funktionieren ist mir aber bekannt. Mein Problem 
ist das ich die grundsätzliche Funktionsweise des Schieberegisters nicht 
verstehe.

Bei dem Parallel-Seriell-Wandler liegen, so wie ich es sehe, von d(0) 
bis d(5) parallele Daten an.
Diese werden beim Ausgang Q0 Seriell ausgegeben.

Was ich jetzt nicht verstehe ist das Schieben und was der Laden Eingang 
bei einem LOW, oder HIGH Pegel macht.

So wie ich es gelesen habe wird  ein Bit bei jedem Takt ein Flipflop 
weiter geschoben. Aber genau an der Stelle hab ich irgendwie ein Brett 
vorm Kopf.

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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Kloni schrieb:
> Wenn ich heute lese: "Lies dich mal eben ein" kriege ich sofort einen
> Affen. Da frage ich mich immer, wieso wir eigentlich noch Schulen und
> Unis unterhalten.

Ich habe ihm durchaus sinnvolle Stichworte gegeben. Grundlagenkurse 
findet man im Internet und ihn Büchern. Diese hier in eigenen Worten zu 
wiederholen halte ich für sinnlos. Wer zum Lesen und Nachforschen zu 
faul oder zu dumm ist, hat auf Schulen oberhalb der 10. Klasse nichts 
verloren.

Im übrigen habe ich diese Grundlagen als 12 jähriger aus einem Buch von 
Jean Pütz gelernt: Einführung in die Digitalelektronik Band 1 bis 3. 
Sehr empfehlenswert.

> Was ein Retardierter Ausgang ist sagt mir noch nichts,
> Was ich jetzt nicht verstehe ist das Schieben und was der
> Laden Eingang bei einem LOW, oder HIGH Pegel macht.

Das hängt miteinander zusammen.

Diese D-Flipflops haben zwei Speicherstufen hintereinander geschaltet. 
Wenn der Takt auf High geht, übernimmt die erste Speicherstufe das 
Eingangssignal. Wenn der Takt auf Low geht, übernimmt die zweite Stufe 
das Signal der ersten Stufe und legt es auf den Ausgang.

Um das Signal vom Eingang auf den Ausgang zu übertragen, sind also zwei 
Taktflanken nötig. Von Low nach High gefolgt von High nach Low.

Diese Eigenschaft ist beim Schieberegister elementar wichtig. Sie sorgt 
dafür, dass beim ersten Taktimpuls jedes D-Flipflop das Signal seines 
Vorgängers übernimmt.

Wenn die Flipflops einstufig wären (also keine Retardierten Ausgänge 
hätten), für beim ersten Taktimpuls das Eingangssignal der ersten Stufe 
durch alle Stufen durchlaufen und nur wenige ns verzögert am letzten 
Ausgang heraus kommen.

von Stefan F. (Gast)


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http://dispert.international-university.eu/Digital_Design_Website_German/digital4/dig004_4.htm
Kapitel 4.4.7 stellt die Innenschaltung eines D-Flipflops mit 
retardierende Ausgängen dar, dass sich für die Verkettung in 
Schieberegistern eignet.

Ich würde Dir empfehlen, bei Gelegenheit die ganze Seize zu lernen. 
Eventuell auch mit ein paar Experimenten vertiefen. Diese 74er 
Mikrochips kann man für wenige Cent kaufen. Wenn du welche aus der 
74HCxx Serie nimmst, kannst du sie sehr bequem mit 3 bis 4 Batterien 
(3,6 bis 6V) betreiben.

von Harald W. (wilhelms)


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Kloni schrieb:

> Dieses
> Einlesen ist für Leute vom Fach hilfreich, die mit dem "sich einlesen"
> ihr bereits bestehendes Wissen auffrischen oder ergänzen.

Da war für mich oft der Tietze/Schenk hilfreich

> Ein
> Fachfremder oder Neuling versteht nur Bahnhof,

Ja, der Tietze/Schenk erwartet ein gewisses Vorwissen.
Hier im Forum ist es oft schwierig, einzuschätzen, wie gross das
Vorwissen der "Frager" ist. Ohne vorhandene Grundkenntnisse über
die digitalen Schaltkreise wie Gatter und Flipflops macht es
wenig Sinn, ein Schieberegister zu erklären.

von fop (Gast)


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Der Seriell-Parallel-Wandler sieht doch erstmal einfacher aus. Bei einer 
bestimmten Flanke (also einem Pegelwechsel) übernimmt jedes Flip-Flop 
den dann am D-Eingang liegenden Pegel an seinen Ausgang. Danach bleibt 
der Ausgang bis zur nächsten Flanke dieser Richtung gleich. Retardierend 
bedeutet, es dauert einen ganz kleinen Moment, so dass das nächste 
Flip-Flop noch den alten Pegel von seinem Vorgänger übernimmt.
Am Eingang D der Schaltung gibst Du vor, was das erste Flip-Flop für 
einen Pegel übernimmt. Danach geht es von einem zum nächsten. Die Pegel 
wackeln da bei jedem Takt durch wie eine Entenfamilie.

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