寄存器和移位寄存器-文档资料

1、了解集成移位寄存器的应用。了解集成移位寄存器的应用。主要要求：主要要求：理解寄存器和移位寄存器的作用和工作原理。理解寄存器和移位寄存器的作用和工作原理。6.4 寄存器和移位寄存器寄存器和移位寄存器 下面请看置数演示下面请看置数演示一、寄存器一、寄存器Register，用于存放二进制数码。，用于存放二进制数码。4 位位 寄寄 存存 器器Q0 Q1 Q2Q3 Q0 Q1 Q2 Q3FF0FF1FF2FF3D0CPC1C1C11D1D1D R R R R D1 D2 D3 C11DCR1D1D1D1D 由由D 触发器触发器构成，因此能锁存输入数据。构成，因此能锁存输入数据。D0D1 D2D3RRRR

2、1CR CR 为异步清零端，为异步清零端，当当 CR = 0 时时，各触发器均，各触发器均被被置置 0。寄存器工作时，。寄存器工作时，CR 应为高电平。应为高电平。 D0 D3 称为称为并行数据输入端并行数据输入端，当时钟，当时钟 CP 上升沿上升沿到达时，到达时，D0 D3 被并行置入到被并行置入到 4 个触发器中，使个触发器中，使 Q3 Q2 Q1 Q0 = D3 D2 D1 D0。D0D1 D2D3D0D1 D2D3D0D1 D2D3在在 CR = 1 且且CP上升沿未到达时，各触发器上升沿未到达时，各触发器的状态不变，即寄存的数码保持不变。的状态不变，即寄存的数码保持不变。Q0 Q3

3、是同时输出的，这种输出是同时输出的，这种输出方式称并行输出。方式称并行输出。Q0 Q1Q2 Q31 个触发器能存放个触发器能存放 1 位二进制数码，因此位二进制数码，因此 N 个触发器可构成个触发器可构成 N 位寄存器。位寄存器。各触发器均为各触发器均为 D 功能且并行使用。功能且并行使用。Q0 Q1 Q2Q3 Q0 Q1 Q2 Q3FF0FF1FF2FF3D0CPC1C1C11D1D1D R R R R D1 D2 D3 C11DCR1D1D1D1D 寄存器的结构特点寄存器的结构特点二、移位寄存器二、移位寄存器在控制信号作用下，可实现右移在控制信号作用下，可实现右移也可实现左移。也可实现左移

4、。 双向移位双向移位寄寄 存存 器器单向移位单向移位寄寄 存存 器器 左左 移移寄存器寄存器 右右 移移寄存器寄存器每输入一个移位脉冲，移位寄存器每输入一个移位脉冲，移位寄存器中的数码依次向右移动中的数码依次向右移动 1 位。位。 每输入一个移位脉冲，移位寄存器每输入一个移位脉冲，移位寄存器中的数码依次向左移动中的数码依次向左移动 1 位。位。 Shift register用于存放数码和使数码根据需要向左或向右移位。用于存放数码和使数码根据需要向左或向右移位。右移输入右移输入D0D1D3DID2右移输出右移输出Q11D1D1D1DQ3Q0Q2C1C1C1C1FF1FF0FF2FF3移位脉冲移位

5、脉冲CP右右 移移 位位 寄寄 存存 器器 由由 D 触发器构成。触发器构成。在在 CP 上升沿作用下，上升沿作用下，串行输入数据串行输入数据 DI逐步被移入逐步被移入 FF0 中；同时，数据逐步被右移。中；同时，数据逐步被右移。D0=DI，D1=Q0，D2=Q1，D3= Q2。DI右移输入右移输入D0Q0右移输出右移输出D1D2D3Q1Q2Q31D1D1D1D1. 单向移位寄存器的结构与工作原理单向移位寄存器的结构与工作原理移位寄存器除了能寄存数码外，还能实现移位寄存器除了能寄存数码外，还能实现数据的串、并行转换数据的串、并行转换。CRCRDSLDSRCPCT74LS194Q0Q1Q2Q3M

6、1M0D0D1D2D32. 集成双向移位寄存器集成双向移位寄存器 CT74LS194Q3Q2Q1Q0SRSLM1M0D3D2D1D0移位脉冲移位脉冲输入端输入端右移串行数码右移串行数码输输 入入 端端并行数码输入端并行数码输入端左移串行数码输入端左移串行数码输入端 工作方式控制端工作方式控制端M1 M0 = 00 时，保持功能。时，保持功能。M1 M0 = 01 时，右移功能。时，右移功能。M1 M0 = 10 时，左移功能。时，左移功能。M1 M0 = 11 时，并行置数时，并行置数 功能。功能。并行数据输出端，从高并行数据输出端，从高位到低位依次为位到低位依次为 Q3 Q0。异步置异步置

7、0 端端低电平有效低电平有效 时序逻辑电路时序逻辑电路计数器型顺序脉冲发生器计数器型顺序脉冲发生器三、顺序脉冲发生器三、顺序脉冲发生器计数器型顺序脉冲发生器一般用按自然态序计数的二计数器型顺序脉冲发生器一般用按自然态序计数的二进制进制计数器计数器和和译码器译码器构成。构成。移位型顺序脉冲发生器移位型顺序脉冲发生器移位型顺序脉冲发生器一般用移位型顺序脉冲发生器一般用移位寄存器移位寄存器和和译码电路译码电路构成。构成。 产生在每个循环周期内，在时产生在每个循环周期内，在时间上按先后顺序排列的脉冲信号。间上按先后顺序排列的脉冲信号。 时序逻辑电路时序逻辑电路D0D1D2D3STA Y0STB Y1S

8、TC Y2Y3Y4Y5Y6Y7LDCRCTTCTPQ0Q1Q2Q3CO74LS16374LS138计数器译码器 1CPY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7本章小结本章小结时序逻辑电路由触发器时序逻辑电路由触发器和组合逻辑电路和组合逻辑电路组成组成，其中触发器必不可少。时序逻辑电路的其中触发器必不可少。时序逻辑电路的输出输出不仅与输入有关，而且还与电路原来的状态不仅与输入有关，而且还与电路原来的状态有关有关。时序逻辑电路的工作状态由触发器存。时序逻辑电路的工作状态由触发器存储和表示。储和表示。时序逻辑电路按时钟控制方式不同分为时序逻辑电路按时钟控制方式不同分为同步时同步时序逻辑电路序逻辑电路和和异步

9、时序逻辑电路异步时序逻辑电路。前者所有触。前者所有触发器的时钟输入端发器的时钟输入端 CP 连在一起，在同一个时连在一起，在同一个时钟脉冲钟脉冲 CP 作用下，凡具备翻转条件的触发器作用下，凡具备翻转条件的触发器在同一时刻翻转。后者时钟脉冲在同一时刻翻转。后者时钟脉冲 CP 只触发部只触发部分触发器，其余触发器由电路内部信号触发，分触发器，其余触发器由电路内部信号触发，因此，其触发器的翻转不在同一输入时钟脉冲因此，其触发器的翻转不在同一输入时钟脉冲作用下同步进行。作用下同步进行。时序逻辑电路分析时序逻辑电路分析的关键是求出状态方程的关键是求出状态方程和状态转换真值表，然后由此分析时序逻和状态转

10、换真值表，然后由此分析时序逻辑电路的功能。辑电路的功能。描述时序电路逻辑功能的方法有逻辑图、描述时序电路逻辑功能的方法有逻辑图、状态方程、驱动方程、输出方程、状态转状态方程、驱动方程、输出方程、状态转换真值表、状态转换图和时序图等。换真值表、状态转换图和时序图等。计数器计数器是快速记录输入脉冲个数的部件。是快速记录输入脉冲个数的部件。按计数进制分有：二进制计数器、十进制按计数进制分有：二进制计数器、十进制计数器和任意进制计数器；按计数增减分计数器和任意进制计数器；按计数增减分有：加法计数器、减法计数器和加有：加法计数器、减法计数器和加/减计数减计数器；按触发器翻转是否同步分有：同步计器；按触发

11、器翻转是否同步分有：同步计数器和异步计数器。计数器除了用于计数数器和异步计数器。计数器除了用于计数外，还常用于分频、定时等。外，还常用于分频、定时等。中规模集成计数器功能完善、使用方便灵活。中规模集成计数器功能完善、使用方便灵活。功能表是其正确使用的依据。利用中规模集成功能表是其正确使用的依据。利用中规模集成计数器可很方便地构成计数器可很方便地构成 N 进制进制( (任意进制任意进制) )计计数器。其主要方法为：数器。其主要方法为： ( (1) ) 用同步用同步置零端或置数端置零端或置数端获得获得 N 进制计进制计数器。这时应根据数器。这时应根据 SN- -1 对应的二进制代码写对应的二进制代

12、码写反反馈函数馈函数。 ( (2) ) 用异步用异步置零端或置数端置零端或置数端获得获得 N 进制计进制计数器。这时应根据数器。这时应根据 SN 对应的二进制代码写对应的二进制代码写反反馈函数馈函数。 ( (3) ) 当需要扩大计数器容量时，可将当需要扩大计数器容量时，可将多片集成计数器多片集成计数器进行级联进行级联。寄存器主要用以存放数码。寄存器主要用以存放数码。移位寄存器不但可移位寄存器不但可存放数码，还能对数码进行移位操作存放数码，还能对数码进行移位操作。移位寄。移位寄存器有单向移位寄存器和双向移位寄存器。集存器有单向移位寄存器和双向移位寄存器。集成移位寄存器使用方便、功能全、输入和输出成移位寄存器使用方便、功能全、输入和输出方式灵活，功能表是其正确使用的依据。移位方式灵活，功能表是其正确使用的依据。移位寄存器常用