Unterrichts- und Lernmaterial für Mikrocontroller
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1 - 8-Bit Schieberegister

Das in dieser Simulation vorgestellte Schieberegister verfügt über einen Richtungseingang R/L, mit dem die Schieberichtung bestimmt wird. Eine 1 am L/R Eingang bedeutet Linksschieben, eine 0 entsprechend Rechtsschieben. Bei jeder fallenden Flanke am Takteingang CK wird der Inhalt des gesamten Schieberegisters in die gewünschte Richtung verschoben. Das erste Bit beim Linksschieben und das 8. Bit beim Rechtsschieben gehen verloren. Beim Linksschieben wird das erste Bit aufgefüllt mit dem Signal, das am Eingang DL anliegt, beim Rechtsschieben mit dem Pegel, der am Eingang DR anliegt.

Eingelesen werden die Eingänge DL und DR mit der steigenden Flanke des Taktes. Zurückgesetzt wird das Register über den statischen Reset-Eingang /RST, der Low-Active ist; eine Null setzt alle Ausgänge des Schieberegisters zurück.

2 - Simulation

Simulation Schieberegister
Material
  • 1x  Programm ProfiLab-Expert 4.0
  • 1x  PC oder Laptop
Aufgaben
  • Starte das Programm Schieberegister1.exe
  • Stelle über das Konfigurationsmenü den Taktzyklus auf 3s (0,33...Hz) ein.
  • Setze den /RST Eingang (S4) auf HIGH und den L/R Eingang (S3) auf LOW (Rechtsschieben).
  • Über den Eingang DR (S2) können jetzt die Nullen und Einsen eingegeben werden. Nach jeweils 3s werden die einzelnen Bitinformationen am Ausgang (Q0 ... Q7)  nach rechts verschoben.

Schaltungsaufbau

Abbildung 1 - 8-Bit Schieberegister; der Taktimpuls (Voreinstellung: 1 Hz) und alle Eingänge können während eines Programmlaufs verändert werden (Simulation mit ProfiLab Expert 4.0).

3 - Praktische Übung mit dem IC 74HC164

Der IC-Baustein 74HC164 ist ein 8-Bit Schieberegister. Seine Versorgungsspannung kann zwischen 2V und 6V liegen. Die Pinbelegung zeigt Abb. 2.

Abbildung 2 - Pinbelegung des IC 74HC164 (Schieberegister)

Die Bedeutung der Abkürzungen

DSA          Setzeingang 1 an AND-Logik
DSB          Setzeingang 2 an AND-Logik
Q0 ... Q7    Ausgänge 
/MR          Master Reset (active low)
CP           Takteingang (Triggerung über steigende Flanke)
GND          Masse, 0V
Vcc          Versorgungsspannung 3,3V oder 5,0V
Praktische Übung mit dem IC 74HC164
Material
  • 1x  Propeller BoE oder Propeller AB
  • 8x  LED mit Vorwiderstand 220Ohm (beim Einsatz eines Prop-AB)
  • 1x  USB-Adapterkabel
  • 1x  Schaltnetzteil
  • 1x  74HC164
  • 1x  Datenblatt des 74HC164
  • 9x  Steckdraht
Aufgaben
  • Informiere dich anhand des Datenblattes über die Anschlussbelegung des IC 74HC164
  • Baue die Schaltung aus Abb. 3 auf dem Steckbrett auf.
  • Übertrage das Programm schieberegister.c in den Editor und speichere es ab.
  • Starte das Programm.
  • Das Programm sollte nacheinander folgende Funktionen ausführen:
    a) 1x HIGH durchschieben

    b)  Die Bitfolge 11010011 setzen

Die Schaltung

Abbildung 3 - Schaltungsaufbau auf dem Steckbrett eines Prop-BoE

Das Programm Schieberegister.c

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Kommentare

  • olaf (Sonntag, 10. Dezember 2017 08:35)

    wow...die mit Abstand beste Site, die ich bisher zu diesem Thema gesehen habe :-))
    Vielen Dank dafür. Hilft super beim Erklären!!

  • David Eisenblätter (Sonntag, 11. Februar 2018 13:38)

    Sehr schön erklärt, und zufällig heute, wo ich nochmal nach einer detailierten Gedankenstütze diesbezüglich gesucht habe!

    Vielen vielen Dank!

    David.

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