电路基础与集成电子技术144数码寄存器和移位寄存器.ppt

集成电子技术 哈尔滨工业大学电子学教研室编 蔡惟铮 主编 王淑娟 杨春玲 齐 明 副主编,14.4.1 数码寄存器,14.4.2 移位寄存器,14.4 数码寄存器和移位寄存器,14.4 数码寄存器和移位寄存器,由于寄存器具有清除数码、接收数码、存放数码和传送数码的功能，因此，它必须具有记忆功能，所以寄存器都由触发器和门电路组成的。,寄存器分为数码寄存器（也简称为存储器）和移位寄存器两种。两者都具有暂时存放数码的记忆功能，不同之处是后者具有移位功能而前者却没有。,在逻辑电路中，常常需要将一些数码、指令或运算结果暂时存放起来，这些暂时存放数码或指令的器件就是寄存器。,14.4.1 数码寄存器,数码寄存器在获得“接收”命令（也称“写入脉冲”）时，把数码接收过来，在得到“读出”命令后，将数码输出。,数码寄存器的逻辑图如图14.4.1所示，它的存储部分由D触发器构成。,图14.4.1 由D触发器构成的数码寄存器,D触发器的输出Qn+1=Dn=Xn；若输入数码Xn =1，Qn+1= D n=1；若输入数码Xn = 0，Qn+1=Dn=0。可见，不管各位触发器的原状态如何。当接收脉冲CP到来后，输入数据X1X4就一齐送入D触发器，这种输入方式称为并行输入。,图中寄存器每位的输出端加了一个与门，在读出脉冲为高电平时，寄存器就有输出。寄存器输出端一般接有三态门，以利与总线连接。图14.4.1的寄存器在输出时也是各位同时输出的。因此，称这种输出方式为并行输出。,14.4.2 移位寄存器,在数字系统中，常常要将寄存器中的数码按时钟的节拍向左移或右移一位或多位，能实现这种移位功能的寄存就称为移位寄存器。在计算机中，进行二制数的乘法和除法都是由移位操作结合加法操作来完成。,用JK触发器构成移位寄存器,双向移位寄存器,中规模集成寄存器,串行输入串并行输出右移寄存器,14.4.2.1 串行输入串并行输出右移寄存器,规定向高位 移-右移,串行输入，串行、并行输出右移寄存器，以同步时钟作为移位脉冲CP使用。因为要实现数据右移，所以每位触发器的输出要连向相邻右侧触发器的数据输入端，如图所示。,设寄存器中各触发器初态均为“0”状态，要右移串行输入数码（1101），在移位脉冲的作用下，各触发器的状态如图所示。,在各时钟脉冲作用下，触发器的状态转换关系如下表所示。,若需要从移位寄存器中取出数码，可从每位触发器的输出端引出，这种输出方式称并行输出。另一种输出方式是由最后一级触发器F4输出端引出。若寄存器中已存有数码1011，每来一个移位脉冲输出一个数码（即将寄存器中的数码右移一位），则再来四个移位脉冲后，四位数码全部逐个输出，这种方式称之为串行输出。,移位寄存器也可以进行左移位。原理和右移寄存器没有本质的区别，电子工程手册编委会规定向高位移称为右移，向低位移称为左移* ，而不管纸面上的方向如何。,74LS194的逻辑图符号如图所示，这是一种具有并行输出、并行输入、左移、右移、保持等多种功能的移位寄存器。逻辑符号中的SRG4 (Shift Register 4)是四位移位寄存器的缩写。,14.4.2.2 通用多功能74LS194型双向移位寄存器,图14.4.3 74LS194的简化逻辑符号,74LS194的功能表：,1清零 当清零端CR输入低电平时，各触发器置“0”，与时钟无关。进行其他操作时CR端均要处于高电平。,74LS194的功能表：,2送数 当控制端S1S0=11(3)时，由功能表表的第3行可知，在时钟上升沿到来时，它将接收A、B、C、D数据的并行输入。,3保持 当CP处于低电平，或者S1S0=00(0)时，移位寄存器处于保持状态。即寄存器中的数据不产生移位。,74LS194的功能表：,4右移 当S1S0=01(1)时，在时钟的参与下执行右移操作，将移位寄存器中 的数据依次向高位移动一位，同时接收右移数据串行输入端DSR的数据进入QA，QD的数据将移出寄存器。,5左移 当S1S0=10(2)时，在时钟的参与下，执行左移操作，将移位寄存器中 的数据依次向低位移动一位，同时接收左移数据串行输入端DSL的数据进入QD，QA的数据将移出寄存器。,