《数字电子技术》教案25

学习情境8基于寄存器的电路设计与实现学习目标基于寄存器的电路设计与实现（1）掌握数码寄存器的工作原理（2）掌握移位寄存器的工作原理

寄存器由一系列的触发器组合而成，在数字系统中具有重要的应用，包括暂时存储、数据转移等。除了某些特别的应用，寄存器没有指定状态的顺序。一般来说，寄存器仅用于存储和转移从外部源输入的数据，其典型的特征是不具备特有的内部状态顺序。基于寄存器的电路设计与实现8.1.1双拍接收方式的寄存器

8.1.2单拍接收方式的寄存器

8.1.3集成寄存器

8.1.3集成寄存器

8.1.3集成寄存器例

对于图所示的数据输入和时钟波形，画出4位寄存器74LS175的4个输出的状态。8.1.3集成寄存器解：结果如图所示。8.2认识移位寄存器

8.2认识移位寄存器移位寄存器和数码寄存器不同，移位寄存器不仅能存储数据，而且具有移位的功能。按照数据移动的方向，可分为单向移位和双向移位，而单向移位又有左移和右移之分。8.2.1单向移位寄存器

8.2.1单向移位寄存器

移位寄存器中数码00000110002010031010411018.2.2串行输入/串行输出移位寄存器

4位串行输入/串行输出移位寄存器8.2.2串行输入/串行输出移位寄存器

8.2.2串行输入/串行输出移位寄存器

8.2.2串行输入/串行输出移位寄存器在实际应用中经常会用到8位串行输入/串行输出移位寄存器，其传统逻辑符号如下图所示，其中“SRG8”表示具有8位容量的移位寄存器8位串行输入/串行输出移位寄存器的逻辑符号8.2.2串行输入/串行输出移位寄存器例

对于指定的数据输入和时钟波形，给出下图中的5位寄存器的状态。假设该寄存器初始时被清零。8.2.2串行输入/串行输出移位寄存器解：8.2.3串行输入/并行输出移位寄存器4位串行输入/并行输出移位寄存器及它的逻辑符号8.2.4并行输入/串行输出移位寄存器

（a）（b）8.2.4并行输入/串行输出移位寄存器

8.2.4并行输入/串行输出移位寄存器

8.2.4并行输入/串行输出移位寄存器

8.2.5并行输入/并行输出移位寄存器下左图给出了一个并行输入/并行输出移位寄存器。在实际应用中，常用的并行输入/并行输出移位寄存器集成电路是74HC195，它是一个4位可并行输入/并行输出、串行输入/串行输出、串行输入/并行输出和并行输入/串行输出的移位寄存器，其逻辑框图符号如下右图所示。8.2.5并行输入/并行输出移位寄存器引脚号引脚名引脚功能1复位输入端（低电平有效）2串行数据输入端3串行数据输入端（低电平有效）4、5、6、7并行数据输入9移位控制/置入控制（低电平有效）10时钟输入（上升沿↑有效）15、14、13、12并行数据输出74HC195引脚功能说明表8.2.5并行输入/并行输出移位寄存器

输入输出串行并行L

LLLLHL↑

abcdabcdHHL

HH↑LH

HH↑LL

LHH↑HH

HHH↑HL

8.2.6双向移位寄存器

4位双向移位寄存器8.2.6双向移位寄存器

8.2.7中规模集成移位寄存器集成移位寄存器种类很多，功能与前述相同，它有双向和单向，也有并入/并出、并入/串出、串入/并出、串入/串出，还有4位、8位等类型。下图所示是一种功能较强的集成四位双向移位寄存器74LS194。（a）引脚排列图

（b）逻辑功能示意图8.2.7中规模集成移位寄存器输入输出说明

0

0000清零1

0

保持111

↑并行输入1011

↑

1右移输入11010

↑

0右移输入0110

1↑

1左移输入1110

0↑

0左移输入0100