寄存器和移位寄存器 (1)讲解

项目五时序逻辑电路

任务2寄存器和移位寄存器寄存器

数字电路中用来存放二进制数代码的电路称为寄存器。

寄存器是计算机的重要部件，通常由具有存储功能的多位触发器组合起来构成。单独一位触发器可存储1个二进制代码，存放n个二进制代码的寄存器，需用n位触发器来构成。

按照功能的不同，可将寄存器分为数码寄存器和移位寄存器两大类。数码寄存器只能并行送入数据，需要时也只能并行输出。移位寄存器中的数据可以在移位脉冲作用下依次逐位右移或左移，数据既可以并行输入、并行输出，也可以串行输入、串行输出，还可并行输入、串行输出，串行输入、并行输出，应用十分灵活，用途也很广。异步复位端为低电平时，寄存器清零。1数码寄存器D触发器构成的四位寄存器D2

1D

Q3D3

1D

1D

D1

1D

D0CPQ2Q1Q0R00000异步复位端为高电平时：无CP脉冲到来寄存器保持原态，CP上升沿到来后存入数码。110111101

即：无论寄存器中原来的内容是什么，只要送数控制时钟脉冲CP上升沿到来，加在并行数据输入端的数据D3~D0将立即被送入进寄存器中，有：输出不变

常用的寄存器芯片有四位双稳锁存器74LS77、CC4042和CC40194；八位双稳锁存器74LS100；六位寄存器74LS174等。其中锁存器属于电平触发，在送数状态下，输入端送入的数据电位不能变化，否则将发生“空翻”。下图所示是四位双向移位寄存器CC40194的管脚引线排列图：41235671516DSRD0D1D2VSSCPQ3Q2VDDCC40194891011121413D3S0DSLS1Q1Q0Cr·移位寄存器不仅具有普通寄存器存储二进制代码的功能，还可以实现数据的串行与并行之间的相互转换，为数据处理提供一个合适的传输方式CC40194双向移位寄存器内部有四个双稳触发器，共用一个时钟脉冲输入端CP，上升沿触发。CC40194(或74LS194)是典型的双向移位寄存器芯片。逻辑电路通常由4位上升沿(或下降沿)触发的触发器和4选1数据选择器的输入控制电路组成。并行输出端2移位寄存器

在存数操作之前，先将各个触发器清零。当出现第1个移位脉冲CP时，待存数码的最高位和4个触发器的数码同时右移1位，即待存数码的最低位存入Q0，而寄存器原来所存数码的最高位从Q3输出；出现第2个移位脉冲时，待存数码的次低位和寄存器中的4位数码又同时右移1位。依此类推，在4个移位脉冲作用下，寄存器中的4位数码同时右移4次，待存的4位数码便可存入寄存器。

Dr

1D

C

1D

C

1D

C

1D

C

FF0FF1FF2FF3

Q

Q

Q

Q

D0CPQ0Q1Q2Q3串行输入端串行输出端移位脉冲41235671516DRABCGNDCPQDQCUCC74LS194891011121413DS0DLS1QBQACr·来一个低脉冲，无论电路状态如何，输出均刷新为0，异步清零功能时钟脉冲无上升沿到来时，移位寄存器输出状态不变。静态保持功能00S1S0=00时，在CP作用下，各触发器次态等于原态。动态保持功能11S1S0=11时，在CP作用下，并行输入数据端ABCD被送入寄存器，输出次态等于输入ABCD并行输入功能

S1S0=01时，在移位脉冲上升沿作用下，电路完成右移移位过程。右移移位功能S1S0=10时，在移位脉冲上升沿作用下，电路完成左移移位过程。左移移位功能

显然，74LS194芯片功能有异步清零、静态保持、动态保持、并行输入、左移移位和右称移位六项功能。3集成双向移位寄存器Q0Q1Q2Q300100001集成双向移位寄存器的应用(1)构成环形计数器移位寄存器的D0和Q3相连可构成工作时序为1的环形计数器1DFF01DFF11DFF21DFF3D0CPD2D1D3Q0Q1Q2Q3特点：N位移位寄存器可以计n个数，实现模n计数器。状态为1的输出端