Aula 11 - Registradores

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Registradores
Introdução
Introdução
• Exemplos de subsistemas combinacionais: circuitos
aritméticos, decodificadores, multiplex, demultiplex
e etc;
• Exemplos de subsistemas sequenciais: registradores, 
contadores e memórias;
• O registrador é um subsistema sequencial 
constituído basicamente por flip-flops e que serve 
para a manipulação e armazenamento de dados.
• Os registradores podem ter 4 diferentes configurações 
dependendo de como os dados são tratados, ou seja, 
se entram e saem de forma serial e paralela.
 Modo Serial: a informação é recebida ou transmitida bit a bit 
em uma única linha.
 Modo Paralelo: todos os bits da informação são recebidos ou 
transmitidos simultaneamente (número de linhas = número 
de bits de informação)
Registradores-Configurações básicas
• Registrador Série-Série:
Registradores-Configurações básicas
• Registrador Série-Paralelo:
Registradores-Configurações básicas
• Registrador Paralelo-Serial:
Registradores-Configurações básicas
• Registrador Paralelo-Paralelo:
Registradores-Configurações básicas
• Nos registradores que utilizam entrada e/ou saída 
seriais, os dados movimentam-se internamente e, 
são chamados de registradores de deslocamento 
(shift register), conforme a figura abaixo:
Registrador de Deslocamento
• O funcionamento deste registrador depende de forma 
como são ativadas as suas entradas CK, MR, PL e S.
• CK: entrada de pulso de clock – possibilita o 
deslocamento dos dados no registrador;
• MR: entrada Master Reset – habilita as entradas clear
(CL) de todos os flip-flops, fazendo com que as saídas 
Qd , Qc , Qb e Qa fiquem resetadas (em nível lógico 0);
• PL: entrada paralela load – habilita as entradas 
paralelas Pd , Pc , Pb e Pa transferindo-as para as saídas 
Qd , Qc , Qb e Qa ;
• S: entrada serial – por onde os dados podem entrar 
serialmente para serem armazenadas no registrador.
Registrador de Deslocamento
• Este registrador é denominado síncrono, 
porque os pulsos de clock ativam todos os flip-
flops simultaneamente. Porém, as entradas 
MR e PL são denominadas assíncronas, pois, 
independem do pulso de clock.
Registrador de Deslocamento
• Opera com entrada e saídas seriais. Para isso, a 
entrada de controle PL deve permanecer com nível 
lógico 0, desabilitando as entradas paralelas;
• A entrada de controle MR pode ser habilitada (nível 
lógico 0), para resetar o registrador mas, em seguida, 
deve ser desabilitada (nível lógico 1) para permitir o 
acesso dos dados presentes na entrada serial.
Registrador Série-Série
• A operação de armazenamento serial é realizada 
através da aplicação de pulsos de clock, fazendo com 
que as informações bit a bit, que cheguem à entrada 
serial S sejam deslocadas a cada pulso de clock;
• A transmissão serial é realizada bit a bit pela saída 
serial Qa através da aplicação de novos pulsos de 
clock.
Registrador Série-Série
Registrador Série-Série
• Notar que no gráfico da entrada S, a informação 
(0011) aparece, invertida (1100), pois, o primeiro bit 
(0011) da informação deve ser o último bit (1100) a 
ser armazenado em Qd, já que há um deslocamento 
à direita;
• Inicialmente o registrador encontra-se resetado (MR 
= 0), ou seja, o seu conteúdo é QdQcQbQa = 0000.
Registrador Série-Série
• A partir daí, cada borda de descida do pulso de clock
provoca um deslocamento à direita do conteúdo do 
registrador, ou seja, a informação presente em Qb
passa para Qa , Qc para Qb , Qd para Qc e S para Qd.
Registrador Série-Série
Pulsos de Clock S Qd Qc Qb Qa
Inicialmente (t0) 1 0 0 0 0
Após a 1ª 
descida (t1)
1 1 0 0 0
Após a 2ª 
descida (t2)
0 1 1 0 0
Após a 3ª 
descida (t3)
0 0 1 1 0
Após a 4ª 
descida (t4)
X 0 0 1 1
• A operação de armazenamento serial é realizada da 
mesma forma que no registrador série-série, mas a 
transmissão da informação pode ser realizada no 
modo paralelo já no instante t4 através da saídas Qd , 
Qc , Qb e Qa.
Registrador Série-Paralelo
• A entrada de controle MR, inicialmente em 0, reseta
o registrador (QdQcQbQa = 0000);
• O armazenamento paralelo da informação 1011 
estando presente nas entradas Pd, Pc, Pb e Pa, é 
realizado pela habilitação da entrada de controle PL 
(nível lógico 1);
Registrador Paralelo-Série
• Tal armazenamento ocorre da seguinte forma:
• Nível lógico 0:
• Se uma entrada paralela contém nível lógico 0, a 
entrada PR (PRESET) do flip-flop fica desabilitada
(nível lógico 1), mantendo o nível lógico 0 na sua saída
correspondente (pois o MR foi habilitado antes);
• Nível lógico 1:
• Se uma entrada paralela contém nível lógico 1, a 
entrada PR (PRESET) do flip-flop fica habilitada (nível
lógico 0), fazendo com que sua saída correspondente
fique no nível lógico 1.
Registrador Paralelo-Série
Registrador Paralelo-Série
• Desta forma tem-se QdQcQbQa = 1011, ou seja, o 
armazenamento paralelo está terminado;
• Para a transmissão desta informação armazenada 
são necessários apenas 3 pulsos de clock (transições 
negativas em t1, t2 e t3), uma vez que o primeiro bit a 
ser transmitido já se encontra presente na saída 
serial (Qa).
Registrador Paralelo-Série
• O procedimento de entrada é igual ao do registrador
paralelo-série, estando a informação pronta para ser
lida ou transmitida de forma paralela através das 
saídas Qd , Qc , Qb e Qa;
• Nota-se que, neste caso, nenhum pulso de clock 
precisou ser aplicado, devendo a entrada CK 
permanecer com nível lógico 0;
• Este registrador é chamado de latch.
Registrador Paralelo-Paralelo
Exemplo de Aplicação- Somador Serial
• (1°) Desenhar o circuito de um registrador de 
deslocamento que funcione como o da figura (dada 
em sala de aula), utilizando, porém, flip-flops JK 
Master-Slave.
• (2°) Desenhar o diagrama de tempos relativos ao 
armazenamento serial e transmissão serial da 
informação 1010, utilizando o registrador de 
deslocamento do exercício anterior. 
Exercícios:
• (3°) Desenhar o circuito de um registrador série-série 
de 4 bits com deslocamento à esquerda, utilizando 
flip-flop D.
• (4°) Esboce as formas de onda, para o registrador de 
deslocamento, abaixo, em função dos sinais 
aplicados, considerando a entrada PL igual a 0. 
Exercícios: