数字电路与数字系统——3-3

1、 001或或 011 序列检测器，且不重叠。序列检测器，且不重叠。3.3 3.3 锁存器和寄存器锁存器和寄存器 锁存器锁存器 寄存器寄存器 移位寄存器移位寄存器 单向移位寄存器单向移位寄存器 单向移位寄存器应用单向移位寄存器应用 中规模双向移位寄存器中规模双向移位寄存器环形计数器环形计数器扭环型计数器扭环型计数器锁存器：立即响应输入（或电平触发）；锁存器：立即响应输入（或电平触发）；寄存器：依赖时钟响应输入（边沿触发）。寄存器：依赖时钟响应输入（边沿触发）。用来暂时存放二进制代码或数据的电路。用来暂时存放二进制代码或数据的电路。一一. . 锁存器锁存器D：数据输入：数据输入 G：输入使能：输入

2、使能Q：数据输出：数据输出OE：输出使能：输出使能OEQ(输出)D7D0输出保持高阻态OELE D(输入)0 1 D7D00 0 X1 X X在在LELE(latch enable)(latch enable)高电平期间输出随输入变化高电平期间输出随输入变化 集成三态输出集成三态输出8 8位锁存器位锁存器74LS37374LS373二二. . 寄存器寄存器CP：寄存指令。：寄存指令。DiCP 寄存器是计算机或其他数字系统的主要部件之一，它寄存器是计算机或其他数字系统的主要部件之一，它用来暂时存放数据或代码。用来暂时存放数据或代码。74LS374集成三态输出集成三态输出8 8位寄存器位寄存器74

3、LS37474LS374C在在CP作用下，将所存的代码移至紧邻的左一位或右一位。作用下，将所存的代码移至紧邻的左一位或右一位。三三. . 移位寄存器移位寄存器 Shift register1. 1. 单向移存器（右移）单向移存器（右移） nnnnnnnQQQQQQDQ21311201110,例如：要移入D3D2D1D04个CP过后，D3D2D1D0移入CFF0CLKCFF1CFF2CFF4D0D1D2D4SerialdataoutputSerialdatainputCFF3D3Q4Q0Q1Q2Q3111111CLKCP DIR Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3D0 X X XX X

4、 XD1 D0 X X D01D12D23D34D2 D1 D0 X D3 D2 D1 D0可用于串并转换可用于串并转换 D D：串行输入：串行输入CLKCLK：时钟：时钟 RSTRST：异步清零：异步清零Q0Q3Q0Q3：输出：输出(Q0(Q0 - - Q3)Q3)双四位移位寄存器双四位移位寄存器tCP0tQ31tQ21tQ1tQ0tD1nnnnnnnQQQQQQDQ11021131213,DI1JFF0C11JFF0C11JFF0C11JFF0C1CP串串行行输输入入移移位位脉脉冲冲串串行行输输出出DOQ0Q1Q2Q3 并并 行行 输输 出出1K11K1K1K将移存器中某些触发器的输出反馈

5、到串行输入端。将移存器中某些触发器的输出反馈到串行输入端。用移位寄存器来构成的计数器。用移位寄存器来构成的计数器。 环型计数器环型计数器 扭环型计数器扭环型计数器2. 2. 单向移存器的应用移存型计数器单向移存器的应用移存型计数器 1) 1) 环型计数器环型计数器（Ring Counter)取输出只有一个取输出只有一个 1 1或或0 0 的为主循环，的为主循环，4 4进制计数器。进制计数器。不需要译码不需要译码1000010000100001 电路结构：电路结构： 0000 1111 1010 0101 1100 0110 1001 0011 1110 0111 1101 1011 将移存器的

6、最后一级输出反馈到第一级的输入。将移存器的最后一级输出反馈到第一级的输入。1DC1Q01DC1Q11DC1Q21DC1Q3D0CP3210QQQQ CP Q0 Q1 Q2 Q3 主循环波形图：主循环波形图：顺序脉冲顺序脉冲12347891056CLKQ0Q1Q3Q4Q2Q5Q6Q7n 位移存器，可构成位移存器，可构成 模模 M MN N 的环形计数器。的环形计数器。缺点：缺点：无自启动能力，电路利用率不高。在计数开始之前，无自启动能力，电路利用率不高。在计数开始之前，预置预置 Q Q0 0Q Q1 1Q Q2 2Q Q3 310001000，进入主循环。，进入主循环。优点：优点：不需要译码器，

7、输出顺序脉冲。不需要译码器，输出顺序脉冲。 电路特点电路特点取格雷码计数状态为主循环，模取格雷码计数状态为主循环，模 M M8 8 的计数。的计数。2). 2). 扭环形计数器扭环形计数器（Johnson Counter)00001000001100011100111011110111 0010 1001 0101 1011 0100 0110 1010 1101 电路结构：电路结构：nQD30将移存器的最后一级输出反相后接到第一级的输入。将移存器的最后一级输出反相后接到第一级的输入。1DC1Q01DC1Q11DC1Q21DC1Q3D0CP3210QQQQ 主循环波形图：主循环波形图： CP

8、Q0 Q1 Q2 Q3 优点：优点： 扭环形计数器的扭环形计数器的模模 M M2N2N ，提高了电路利用率；，提高了电路利用率； 电路状态译码时不会产生竞争冒险现象电路状态译码时不会产生竞争冒险现象。缺点：缺点：无自启动能力。无自启动能力。在异步清零在异步清零00000000，进入主循环。，进入主循环。 电路特点电路特点 异步清零；异步清零； CP CP ： 有效有效; ;四、中规模四、中规模 8 8位双向移位移存器位双向移位移存器74LS299 74LS299 S S1 1S S0 0 控制四种操作。控制四种操作。 并行数据端输入并行数据端输入/ /输出双向口输出双向口; ; 两个低电平有效

9、的输两个低电平有效的输出使能控制出使能控制G1G1、G2G2。两。两者为全者为全“0 0”时，端口为时，端口为输出方式输出方式; ;实现实现7 7位并行位并行 串行转换电路串行转换电路 CP QA QB QC QD QE QF QG QH 1 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 2 1 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 3 1 1 0 D0 D1 D2 D3 D4 4 1 1 1 0 D0 D1 D2 D3 5 1 1 1 1 0 D0 D1 D2 6 1 1 1 1 1 0 D0 D1 7 1 1 1 1 1 1 0 D0 8 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 置

10、数置数右移右移串串出出Parallel in/Serial out实现实现8位位串行串行并行数据转换并行数据转换 CP QA QB QC QD QE QF QG QH 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 2 D0 1 0 0 0 0 0 0 3 D1 D0 1 0 0 0 0 0 4 D2 D1 D0 1 0 0 0 0 5 D3 D2 D1 D0 1 0 0 0 6 D4 D3 D2 D1 D0 1 0 0 7 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 0 8 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 9 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0右移右移锁存锁存清零清零Serial-to-parallel Converter“0”“1”“0”二进制计算：二进制计算：左移左移n为，乘为，乘2