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Automatismi a scorrimento

Indice

Premessa

Dopo aver visto gli automatismi basati sul conteggio, possiamo esaminare soluzioni ancor più flessibili, basate sull'uso dei registri a scorrimento , forse più noti con la dizione inglese di shift-registers.

In questi dispositivi infatti, il dato applicato all'ingresso, viene fatto "scorrere" attraverso i vari stadi di cui sono composti, mediante un impulso di clock.

Nei vari stadi si ha perciò la sequenza degli stati presenti all'ingresso in corrispondenza dei singoli impulsi di clock applicati.

Rispetto alle soluzioni con conteggio viste in precedenza, questo permette la contemporaneità del comando di più uscite (anziché di una sola per volta), ampliando quindi le possibilità di controllo.

Funzionamento di uno shift-register

Per dare un'idea più concreta del funzionamento, si osservi questo videoclip:

Il componente CMOS 4015

Per la realizzazione concreta di uno shift-register può essere usato un componente della serie CMOS4000 (la stessa vista per il conteggio con il contatore decadico 4017). L'integrato 4015 è infatti uno shift-register (unidirezionale) ad 8 bit .

Per la comprensione del suo utilizzo è molto utile una simulazione (in Multisim) come ad es. la seguente.

Lo scorrimento del dato (deviatore J1, tasto di spaziatura) è ottenuto con la commutazione di J2 (tasto C, clock).

Il reset a 0 di tutte le uscite è invece ottenuto con J3 (tasto R).

Un'applicazione: sequenza di accensione LED

Fra diverse richieste nel Forum riguardanti il controllo di una serie di LED, ne cito una particolarmente significativa per l'applicazione di quanto finora visto: questa.

Poiché la richiesta riguarda non 8 lampade ma 12, occorreranno evidentemente 2 integrati 4015, in cascata.

Ecco una possibile soluzione:

Come si può notare, in questo caso il deviatore J1 (tasto spaziatura) serve a dare gli impulsi di clock (e può essere sostituito da un oscillatore), mentre il dato iniziale è fisso (a +12V).

Il tredicesimo impulso infine provoca il reset generale (MR) di tutte la uscite.

Ed ecco la relativa sequenza di accensione:

Scorrimento bidirezionale

In alcuni casi lo scorrimento in una sola direzione non basta.

Dove è richiesto che sia possibile anche il cambiamento di direzione, occorre utilizzare altri tipi di componenti, ad es., della stessa famiglia CMOS, il 40194.

Essendo più complesso (e soprattutto avendo la possibilità di caricamento parallelo dei dati), questo integrato ha solo 4 bit.

La differenza più significativa rispetto ai precedenti è naturalmente il controllo di direzione dello scorrimento.

Per tale controllo sono previsti 2 ingressi, S0 ed S1 (rispettivamente pin9 e pin10) che col loro stato determinano, all'arrivo di un fronte positivo del clock, le seguenti azioni:

S0="1" ed S1="0" -> Shift a destra (Q0 -> Q3)

S0="0" ed S1="1" -> Shift a sinistra (Q3 -> Q0)

S0="1" ed S1="1" -> caricamento parallelo dei 4 bit


Naturalmente ci vogliono anche gli ingressi dei rispettivi dati da far scorrere:

IN(shift-right) su pin2

IN(shift-left) su pin7


Per il dato parallelo sono previsti gli ingressi D0..D3

Le uscite sono, come solito, Q0..Q3


Ecco allora una possibile configurazione per simulazione (Multisim):

Il deviatore J1 (tasto B) stabilisce la direzione di scorrimento, mentre il J2 determina il reset (a "0") di tutte le uscite.

Nel circuito sono previsti 2 integrati 40194 , quindi per un totale di 8 bit, che evidenzia il modo di collegamento a catena.

E' anche previsto un oscillatore (con integrato 555) che fornisce il clock.


Un circuito del genere è stato trattato in questo thread, dove è possibile vedere anche l'interfacciamento delle uscite.

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Commenti e note

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di ,

Bisogna esaminare il caso specifico. Per una risposta più concreta suggerisco di esporre il particolare problema nel Forum.

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di ,

Come fare lo gli stessi circuiti però togliendo i deviatori(pulsanti) i n maniera che le luci si accendano in automatico

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