寄存器和移位寄存器.ppt
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1、(5-1),7.3 寄存器和移位寄存器,一、寄存器:,寄存器的主要组成部分是触发器(FF),一个FF可存储一位二进制代码或数据,故要存储 n 位二进制代码或数据,则需要用 n 个触发器构成的寄存器。,寄存器是计算机的主要部件之一,它用来暂时存放数据或指令。,(5-2),例. 4位集成寄存器74LS175,功能表见P261 分析: RD :低电平清零。 CP:只有在来到时才能将数据存储进寄存器。 CP=1CP=0时均保持原状态,电路可得到原码又可得到反码。,1,0,0,1,1,1,0,0,(5-3),二、移位寄存器:,具有移位功能的寄存器(左移或右移),分类,单向寄存器,双向寄存器,循环移位寄存
2、器,(5-4),所谓“移位”,就是将寄存器所存各位 数据,在每个移位脉冲的作用下,向左或向右移动一位。根据移位方向,常把它分成左移寄存器、右移寄存器 和 双向移位寄存器三种:,(5-5),根据移位数据的输入输出方式,又可将它分为串行输入串行输出、串行输入并行输出、并行输入串行输出和并行输入并行输出四种电路结构:,串入串出,串入并出,并入串出,并入并出,(5-6),四位并入 - 串出的左移寄存器,设A3A2A1A0 1011,在存数脉冲作用下,并行输入数据,使 Q3Q2Q1Q0 1011 。,下面将重点讨论 兰颜色的 那部分电路的工作原理。,(5-7),D0 ,D1 Q0,D2 Q1,D3 Q2
3、,1 0 1 1,0 1 1 0,0 1 1 0,1 1 0 0,1 1 0 0,1 0 0 0,1 0 0 0,0 0 0 0,0 0 0 0,0 0 0 0,0 0 0 0,0 0 0 0,并入初态 Q3Q2Q1Q0 1011,左移过程,(5-8),用波形图表示如下:,并入初态Q3Q2Q1Q0 1011,(5-9),四位串入 - 串出的左移寄存器:,“L”即需左移的输入数据.,数据由Q3 串行输出,(5-10),四位串入 - 串出的右移寄存器:,“R”即需右移的输入数据,数据由Q0 串行输出,(5-11),构成原理:既能左移又能右移。,给移位寄存器设置一个控制端如S,令S0 时左移;S1时
4、右移即可。,集成组件74LS194就是这样的多功能移位寄存器。,双向移位寄存器,(5-12),右移串行输入,左移串行输入,并行输入,工作方式 控制,(5-13),0,1,1,1,1,0 0,0 1,1 0,1 1,直接清零,保 持,右移(从QA向右移动),左移(从QD向左移动),并入,(5-14),寄存器应用举例,例:数据传送方式变换电路,1.实现方法:,因为有7位并行输入,故 需使用两片74LS194;,(2) 用最高位QD2作为它的 串行输出端。,(5-15),2.具体电路:,(5-16),3.工作效果:,提醒:在电路中,“右移输入”端接 5V。,(5-17),例1.(习题7.2.1 )
5、试画出图示逻辑电路输出端QAQD波形。 (并分析其逻辑功能),启动信号加入置数 1110(Q0Q3) 同步置数,CP 设初状态为1111。 右移:由低到高位 右移输入DSR=1 第五个CP: Q3=0 DIR=Q3=0 Q0,CP,启动,0111,(5-18),分析:该电路能按固定的时序输出低电平脉冲, 是一个四相时序脉冲产生电路。,CP,Q0,Q1,Q2,Q3,1,1,1,1,1 2 3 4 5,(5-19),例2.(习题7.2.2) 试用74194构成8位双向移位寄存器。,解:需要2片74194。 (分析)将其中一片的QD接至另一片的右移 串行输入端DSR,而将另一片的QA接到这一片的左移
6、串行输入端DSL,同时把两片的S1、S0、CP、RD分别并联。,(5-20),右移: 由低到高,左移:,由高到低,3210,0123,(5-21),一、 计数器的功能和分类,1. 计数器的功能,记忆输入脉冲的个数。用于定时、分频、产生节拍脉冲及进行数字运算等等。,2. 计数器的分类,同步计数器和异步计数器。,加法计数器、减法计数器和可逆计数器。,有时也用计数器的计数循环规律(或称模数)来区分各种不同的计数器,如二进制计数器、十进制计数器、二十进制计数器等等。,7.1 计数器,(5-22),二、 异步计数器的分析,在异步计数器中,有的触发器直接受输入计数脉冲控制,有的触发器则是把其它触发器的输出
7、信号作为自己的时钟脉冲,因此各个触发器状态变换的时间先后不一,故被称为“ 异步计数器 ”。,例1. 三位二进制异步加法计数器。,(5-23),1010101010,0 0,1,0 1,0,1,1 0,1,1 1,0,0,0 0,0,1,0 1,结论: 1. 各触发器间时钟不一致, 所以称异步计数器; 2. Q2Q1Q0各位间为二进制关系; 3. 计数从000开始到111结束,然 后循环,所以称加法计数。 (或叫上行计数),(5-24),思考题:,试画出三位二进制异步减法计数器的电路图,并分析其工作过程。,优点:电路简单、可靠,缺点:速度慢,异步计数器的优缺点:,(5-25),三、 同步计数器的
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