(都留キャンパス電子技術科No.482)
こんにちは！まだまだ残暑が続いていますが、みなさんはお元気でしょうか？
今回は、令和6年8月23日(金)の1,2限に行われた、2年生の『デジタル回路実験Ⅱ』について紹介します。
この授業では、『フリップフロップ』『カウンタ』『マルチバイブレータ』などの基本的なデジタル回路について学びながら、これらを応用した、①回路設計、②回路組立、③回路評価の手法について身に付けています。今回の授業では、『シフトレジスタ』の動作について学びながら、これを応用したデータの『シリアル入出力』について学びました。
『シフトレジスタ』とは、入力された1ビットのデータが『レジスタ(記憶装置)』の内部を、シフト(移動)するように設計された回路です。基本的な回路は下図のようになります。4個のDフリップフロップ(D-FF)を使って、前段の出力Qを後段の入力Dに接続します。これにより、初段のD-FFへの1ビットの入力データB0が、クロックパルスの立ち上りに同期して、2段目、3段目のD-FFへ次々とシフトしていきます。
このように1ビットのデータB0を入力する『シフトレジスタ』を、4ビットのデータB0～B3を同時に入力する回路に変更したものが下図になります。『ロード0/シフト1』の信号を0にすると、クロックパルスの立ち上がりに同期して、4ビットデータB0～B3が同時に『シフトレジスタ』を構成する各D-FFの入力Dに入力され、出力Qに出力(ロード)されます。このように複数ビットのデータを同時に入出力する方法を『パラレル入出力』といいます。
つぎに『ロード0/シフト1』信号を1に設定すると、クロックパルスの立ち上がりに同期して、ロードされた4ビットのデータが、隣り合ったD-FF間を1ビットずつシフトしていきます。
今回の授業では、この4ビットの『シフトレジスタ』を2個接続した回路を設計しました。この回路の動作は、つぎのとおりです。はじめに前段の『シフトレジスタ』に4ビットのデータB0～B3をロードし、つぎにシフト動作で4ビットのデータがクロックパルスの立ち上がりに同期して、前段の『シフトレジスタ』から出力され、後段の『シフトレジスタ』に1ビットずつ順次入力されていきます。このように、複数ビットのデータに対して、1ビットずつデータの入出力を行う方法を『シリアル入出力』といいます。この様子を、各D-FFの出力に接続したLED点灯回路で視覚的に確認できるようにしました。
授業では、はじめにシフトレジスタの基本動作について学んだあと、今回の演習問題『2個のシフトレジスタの接続回路』の動作について説明しました。
学生は、説明に基づいて回路図を描きながら回路を設計していきます。
回路図が完成したら、回路図どおりにブレッドボード上に回路を組み立てていきます。
どうやらブレッドボード上に回路が完成したようです。今回の演習問題では、ブレッドボードを2枚使った学生もいました。回路が完成したら、各自で2個の『シフトレジスタ』間での4ビットデータの『シリアル入出力』について検証しました。
『シリアル入出力』の検証が終了したら、担当の先生のチェックを受けます。今回は、全員、時間内に終了しました。
みんな、今日も1日おつかれさま☆彡
「電子技術科(都留キャンパス)では、ほぼ毎日『電子回路』や『プログラム』の設計図を描いて、『電子回路』を組み立てたり、『プログラム』をコーディングしたりしています。」
今日も『産業技術短大のTopics』をみてくれてありがとう！
また明日からがんばろっ٩( ‘ω’ )و
それじゃ≡3 ≡3 ≡3
(都留キャンパス電子技術科No。482)
