Post on 13-May-2015
behoort bij open leertaak OT 8.4.2
© friesland college 2000
Serieel naar parallel omzetting
Serieel naar parallel omzetting
Serieel naar parallel omzettingSerieel naar parallel omzetting
Menu:
Wat is serieel en parallel?
Het schuifregister als omzetter
Voer de onderstaande onderdelen beide uit
Serieel naar parallel omzettingSerieel naar parallel omzetting
In de computer komen we verschillende vormen van datatransport tegen: parallel en serieel.
Serieel naar parallel omzettingSerieel naar parallel omzetting
Parallelle communicatie vindt bijvoorbeeld plaats tussen de computer en de printer
Serieel naar parallel omzettingSerieel naar parallel omzetting
Bij parallelle communicatie wordt elk bit van een karakter over een apart draadje getransporteerd.De printerpoort in de PC noemen we b.v. LPT1:
10011011
Serieel naar parallel omzettingSerieel naar parallel omzetting
Een printerkabel bevat 8 datadraadjes.
10011011
Serieel naar parallel omzettingSerieel naar parallel omzetting
Seriële communicatie vindt b.v. plaats tussen de computer en een extern modem. Maar ook de USB, het toetsenbord en netwerkkaarten werken serieel. We kennen de standaard seriële poorten als COM1: en COM2:
Serieel naar parallel omzettingSerieel naar parallel omzetting
Bij de seriële poort worden de bitjes na elkaar verzonden via één draadje heen en één draadje terug.
Serieel naar parallel omzettingSerieel naar parallel omzetting
De bitjes worden in een bepaald tempo na elkaar verzonden.
tijd
1
0
10011011 wordt serieel verzonden
start
Serieel naar parallel omzettingSerieel naar parallel omzetting
De bitjes worden in een bepaald tempo na elkaar verzonden.
tijd
1
0
10011011 wordt serieel verzonden
Serieel naar parallel omzettingSerieel naar parallel omzetting
De bitjes worden in een bepaald tempo na elkaar verzonden.
tijd
1
0
10011011 wordt serieel verzonden
Serieel naar parallel omzettingSerieel naar parallel omzetting
De bitjes worden in een bepaald tempo na elkaar verzonden.
tijd
1
0
10011011 wordt serieel verzonden
Serieel naar parallel omzettingSerieel naar parallel omzetting
De bitjes worden in een bepaald tempo na elkaar verzonden.
tijd
1
0
10011011 wordt serieel verzonden
Serieel naar parallel omzettingSerieel naar parallel omzetting
De bitjes worden in een bepaald tempo na elkaar verzonden.
tijd
1
0
10011011 wordt serieel verzonden
Serieel naar parallel omzettingSerieel naar parallel omzetting
De bitjes worden in een bepaald tempo na elkaar verzonden.
tijd
1
0
10011011 wordt serieel verzonden
Serieel naar parallel omzettingSerieel naar parallel omzetting
De bitjes worden in een bepaald tempo na elkaar verzonden.
tijd
1
0
10011011 wordt serieel verzonden
Serieel naar parallel omzettingSerieel naar parallel omzetting
De bitjes worden in een bepaald tempo na elkaar verzonden.
tijd
1
0
10011011 wordt serieel verzonden
Serieel naar parallel omzettingSerieel naar parallel omzetting
De bitjes worden in een bepaald tempo na elkaar verzonden.
tijd
1
0
10011011 wordt serieel verzonden
nog eens
Let op: de LSB wordt eerst verzonden
LSB
LSB
Serieel naar parallel omzettingSerieel naar parallel omzetting
De processor en het geheugen werken (bijna altijd) parallel. In de processor bevinden zich registers die 8, 16, 32 of 64 bits breed zijn. Een register is een groep flipflops.
Serieel naar parallel omzettingSerieel naar parallel omzetting
De uitwisseling in een computer van data tussen processor en geheugen vindt ook parallel plaats
Serieel naar parallel omzettingSerieel naar parallel omzetting
Dit is het laatste scherm van dit onderdeel.
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Een schuifregister met JK flipflops ziet er zo uit.We nemen hier voor de overzichtelijkheid een 6 bits schuifregister. Meestal bevat een register voor dit doel 8 bits of meer.
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
seriële ingang
klok ingang
parallelle uitgangen
Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 Q0
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
We kijken eerst nog even naar de werking van een JK flipflop. Links staat de waarheidstabel. Kijk naar het schema. K is altijd gelijk aan /J. Hierdoor gebruiken we alleen de 2 omrande regels
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
seriële ingang
klok ingang
parallelle uitgangen
Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 Q0
J K Qn+1
0 0 Qn
0 1 0
1 0 1
1 1 /Qn
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Als J=0 en K=1 wordt de flipflop gereset op het moment van de opgaande flank van de klokpuls !Klik een aantal malen op de button en bekijk wat er gebeurt.
J
K
klok ingang
J K Qn+1
0 0 Qn
0 1 0
1 0 1
1 1 /Qn
0
1
klok
Q?
?
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
De klokingang is 0We weten niet of Q 0 is of 1
J
K
klok ingang
J K Qn+1
0 0 Qn
0 1 0
1 0 1
1 1 /Qn
0
1
klok
Q?
?
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
De klokpuls aansluiting gaat van 0 naar 1. We noemen dit de opgaande flank.
J
K
klok ingang
J K Qn+1
0 0 Qn
0 1 0
1 0 1
1 1 /Qn
0
1
klok
Q?
?
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Alleen op dit moment kan de uitgang Q van waarde veranderen. Omdat J=0 en K=1 wordt de flipflop nu gereset
J
K
klok ingang
J K Qn+1
0 0 Qn
0 1 0
1 0 1
1 1 /Qn
0
1
Op dit moment wordt Q=0
klok
Q?
0
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
De klokpuls wordt weer 0 maar dit heeft geen invloed. Q blijft gereset.
J
K
klok ingang
J K Qn+1
0 0 Qn
0 1 0
1 0 1
1 1 /Qn
0
1
Op dit moment wordt Q=0
klok
Q?
0
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Als J=1 en K=0 zal op de opgaande flank van de klokpuls de uitgang Q=1 worden. De flipflop wordt dan geset.
J
K
klok ingang
J K Qn+1
0 0 Qn
0 1 0
1 0 1
1 1 /Qn
1
0
Op dit moment wordt Q=1
klok
Q?
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Er zijn ook flipflops die op de neergaande flank werken. In dat geval bevat het schemasymbool een rondje (invertor) aan de klokingang
J
K
klok ingang
J K Qn+1
0 0 Qn
0 1 0
1 0 1
1 1 /Qn
1
0
Op dit moment wordt Q=1
klok
Q?
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Terug naar het schuifregister. Stel dat alle flipflops zijn gereset. Alle Q uitgangen zijn 0 (blauw) en alle /Q uitgangen zijn dan 1 (rood)
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
seriële ingang
klok ingang
parallelle uitgangen
Q5=0 Q4=0 Q3=0 Q2=0 Q1=0 Q0=0
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
We sluiten nu op de seriële ingang het bovenstaande signaal aan.Het LSB wordt eerst verzonden, dus het signaal heeft de waarde 010110Schrijf die waarde even op.
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
seriële ingang
klok ingang
parallelle uitgangen
Q5=0 Q4=0 Q3=0 Q2=0 Q1=0 Q0=0
0 1 1 0 1 0
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Op de klokingang sluiten we een kloksignaal aan met opgaande flanken die precies midden in een informatiebit vallen.We gaan nu stap voor stap de werking bekijken.
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
seriële ingang
klok ingang
parallelle uitgangen
Q5=0 Q4=0 Q3=0 Q2=0 Q1=0 Q0=0
0 1 1 0 1 0tijd
serieel in
klok
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
De seriële ingang is 0. Er is geen klokpuls.
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
seriële ingang
klok ingang
parallelle uitgangen
Q5=0 Q4=0 Q3=0 Q2=0 Q1=0 Q0=0
0serieel in
klok
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Er is een klokpuls geweest. Op de opgaande flank is flipflop Q5 gereset. Deze was al gereset, dus er verandert niets.
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
seriële ingang
klok ingang
parallelle uitgangen
Q5=0 Q4=0 Q3=0 Q2=0 Q1=0 Q0=0
0serieel in
klok
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
De seriële ingang wordt 1. Van de linker flipflop wordt J = 1 en K = 0. Er is nog geen klokpuls en er verandert nog niets.
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
seriële ingang
klok ingang
parallelle uitgangen
Q5=0 Q4=0 Q3=0 Q2=0 Q1=0 Q0=0
0 1serieel in
klok
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
De tweede klokpuls komt voorbij. Op de opgaande flank wordt flipflop Q5 geset (J=1 en K=0 als de klokingang 1 wordt).
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
seriële ingang
klok ingang
parallelle uitgangen
Q5=1 Q4=0 Q3=0 Q2=0 Q1=0 Q0=0
0 1serieel in
klok
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
De seriële ingang blijft 1. Kijk goed naar de toestand voordat klokpuls 3 komt. Welke flipflops zullen nu geset gaan worden?
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
seriële ingang
klok ingang
parallelle uitgangen
Q5=1 Q4=0 Q3=0 Q2=0 Q1=0 Q0=0
0 1 1serieel in
klok
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Op de opgaande flank van klokpuls 3 worden Q5 en Q4 geset.
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
seriële ingang
klok ingang
parallelle uitgangen
Q5=1 Q4=1 Q3=0 Q2=0 Q1=0 Q0=0
0 1 1serieel in
klok
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
De seriële ingang wordt 0. De uitgangen veranderen niet.
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
seriële ingang
klok ingang
parallelle uitgangen
Q5=1 Q4=1 Q3=0 Q2=0 Q1=0 Q0=0
0 1 1 0serieel in
klok
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Na de vierde klokpuls schuif de informatie in het schuifregister weer één plaats naar rechts.
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
seriële ingang
klok ingang
parallelle uitgangen
Q5=0 Q4=1 Q3=1 Q2=0 Q1=0 Q0=0
0 1 1 0serieel in
klok
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
De seriële ingang wordt nu 1.
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
seriële ingang
klok ingang
parallelle uitgangen
Q5=0 Q4=1 Q3=1 Q2=0 Q1=0 Q0=0
0 1 1 0 1serieel in
klok
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Pas als er weer een (opgaande flank van de) klokpuls is geweest schuift alles door naar rechts.
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
seriële ingang
klok ingang
parallelle uitgangen
Q5=1 Q4=0 Q3=1 Q2=1 Q1=0 Q0=0
0 1 1 0 1serieel in
klok
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
De seriële ingang wordt weer 0.
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
seriële ingang
klok ingang
parallelle uitgangen
Q5=1 Q4=0 Q3=1 Q2=1 Q1=0 Q0=0
0 1 1 0 1 0serieel in
klok
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Op het moment van de laatste klokpuls schuift alles nog een keer naar rechts.
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
seriële ingang
klok ingang
parallelle uitgangen
Q5=0 Q4=1 Q3=0 Q2=1 Q1=1 Q0=0
0 1 1 0 1 0serieel in
klok
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Op de parallele uitgangen staat nu de binaire waarde 010110. Dit is gelijk aan de informatie in het seriële signaal. Denk eraan bij seriële signalen wordt de LSB eerst verzonden.
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
seriële ingang
klok ingang
parallelle uitgangen
Q5=0 Q4=1 Q3=0 Q2=1 Q1=1 Q0=0
0 1 1 0 1 0serieel in
klok
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Je kunt nu de uitleg herhalen of de simulatie van het schuiven versneld uitvoeren.
uitleg herhalen door met versneldesimulatie
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
seriële ingang
klok ingang
parallelle uitgangen
Q5=0 Q4=0 Q3=0 Q2=0 Q1=0 Q0=0
0serieel in
klok
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
seriële ingang
klok ingang
parallelle uitgangen
Q5=0 Q4=0 Q3=0 Q2=0 Q1=0 Q0=0
0serieel in
klok
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
seriële ingang
klok ingang
parallelle uitgangen
Q5=0 Q4=0 Q3=0 Q2=0 Q1=0 Q0=0
0 1serieel in
klok
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
seriële ingang
klok ingang
parallelle uitgangen
Q5=1 Q4=0 Q3=0 Q2=0 Q1=0 Q0=0
0 1serieel in
klok
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
seriële ingang
klok ingang
parallelle uitgangen
Q5=1 Q4=0 Q3=0 Q2=0 Q1=0 Q0=0
0 1 1serieel in
klok
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
seriële ingang
klok ingang
parallelle uitgangen
Q5=1 Q4=1 Q3=0 Q2=0 Q1=0 Q0=0
0 1 1serieel in
klok
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
seriële ingang
klok ingang
parallelle uitgangen
Q5=1 Q4=1 Q3=0 Q2=0 Q1=0 Q0=0
0 1 1 0serieel in
klok
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
seriële ingang
klok ingang
parallelle uitgangen
Q5=0 Q4=1 Q3=1 Q2=0 Q1=0 Q0=0
0 1 1 0serieel in
klok
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
seriële ingang
klok ingang
parallelle uitgangen
Q5=0 Q4=1 Q3=1 Q2=0 Q1=0 Q0=0
0 1 1 0 1serieel in
klok
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
seriële ingang
klok ingang
parallelle uitgangen
Q5=1 Q4=0 Q3=1 Q2=1 Q1=0 Q0=0
0 1 1 0 1serieel in
klok
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
seriële ingang
klok ingang
parallelle uitgangen
Q5=1 Q4=0 Q3=1 Q2=1 Q1=0 Q0=0
0 1 1 0 1 0serieel in
klok
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
seriële ingang
klok ingang
parallelle uitgangen
Q5=0 Q4=1 Q3=0 Q2=1 Q1=1 Q0=0
0 1 1 0 1 0serieel in
klok
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Kies een van de mogelijkheden
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
J
K
seriële ingang
klok ingang
parallelle uitgangen
Q5=0 Q4=1 Q3=0 Q2=1 Q1=1 Q0=0
0 1 1 0 1 0serieel in
klok
Terug naar uitleg schuifregister
Snelle simulatie herhalen
door met volgende scherm
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
In de PC vinden we de serieel naar parallel omzetter in interfaces zoals de seriële poorten COM1: enCOM2:
serieel in
ser > par omzetter
geheugen processor
databus(parallel)
PC
ontvangen data(RxD)
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Het schuifregister alsserieel-parallel omzetter
Dit is de laatste pagina van dit programma.Kies een van de mogelijkheden
Terug naar keuze menu
Stoppen met dit programma