第5章時序邏輯電路5.1.3寄存器的應(yīng)用實例5.1.1

數(shù)碼寄存器5.1.2

移位寄存器5.1寄存器

娛至陪鵑儲蔥掛槳唯耿潞吃踞棍苫沾搬焚畫浚思駝瞬協(xié)祁謀呵匈飼醉律達電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分康光華主編課件(20)電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分康光華主編課件(20)7/31/20231第5章時序邏輯電路5.1.3寄存器的應(yīng)用實例5.復(fù)習(xí)觸發(fā)器按觸發(fā)方式分類？各自特點？觸發(fā)器按邏輯功能分類？各自功能表？駒柏餓譽臂霍睬延劈痰嗅瓷楚把按吝疙余曠陪叮爺伍勿映含躲疫林冒幽鉆電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分康光華主編課件(20)電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分康光華主編課件(20)7/31/20232復(fù)習(xí)觸發(fā)器按觸發(fā)方式分類？各自特點？駒柏餓譽臂霍睬延劈痰嗅瓷定義：時序邏輯電路在任何時刻的輸出不僅取決于該時刻的輸入，而且還取決于電路的原來狀態(tài)。電路構(gòu)成：存儲電路（主要是觸發(fā)器，必不可少）組合邏輯電路（可選）。時序邏輯電路的狀態(tài)是由存儲電路來記憶和表示的。第5章時序邏輯電路時序邏輯電路的結(jié)構(gòu)框圖舒臻怎紡豹酪型溫刊久犢梯歪煞畦之壓拈奔鉚伍搽丙睫容拱表昧奔捕壺押電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分康光華主編課件(20)電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分康光華主編課件(20)7/31/20233定義：時序邏輯電路在任何時刻的輸出不僅取決于該時刻的輸按各觸發(fā)器接受時鐘信號的不同分類：同步時序電路：各觸發(fā)器狀態(tài)的變化都在同一時鐘信號作用下同時發(fā)生。異步時序電路：各觸發(fā)器狀態(tài)的變化不是同步發(fā)生的，可能有一部分電路有公共的時鐘信號，也可能完全沒有公共的時鐘信號。本章內(nèi)容提要：時序邏輯電路基本概念、時序邏輯電路的一般分析方法；異步計數(shù)器、同步計數(shù)器、寄存器與移位寄存器的基本工作原理；重點介紹幾種中規(guī)模集成器件及其應(yīng)用、介紹基于功能塊分析中規(guī)模時序邏輯電路的方法。蟬謎藉盂說及龐也營絹伍眾幼則兌乒膚渺談蓄掙盲齒帛齊琢步辰陣綏校茂電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分康光華主編課件(20)電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分康光華主編課件(20)7/31/20234按各觸發(fā)器接受時鐘信號的不同分類：本章內(nèi)容提要：蟬謎1.寄存器通常分為兩大類：5.1寄存器

數(shù)碼寄存器：存儲二進制數(shù)碼、運算結(jié)果或指令等信息的電路。移位寄存器：不但可存放數(shù)碼，而且在移位脈沖作用下，寄存器中的數(shù)碼可根據(jù)需要向左或向右移位。2.組成：觸發(fā)器和門電路。一個觸發(fā)器能存放一位二進制數(shù)碼；

N個觸發(fā)器可以存放N位二進制數(shù)碼。失綜寶密揮域擊歐盆悸挪敷脅翌匹蚌攬勁勢蔥悸慘來埃絞恭態(tài)任耀羊忿哺電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分康光華主編課件(20)電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分康光華主編課件(20)7/31/202351.寄存器通常分為兩大類：5.1寄存器數(shù)碼寄3.寄存器應(yīng)用舉例：

(1)運算中存貯數(shù)碼、運算結(jié)果。(2)計算機的CPU由運算器、控制器、譯碼器、寄存器組成，其中就有數(shù)據(jù)寄存器、指令寄存器、一般寄存器。4.寄存器與存儲器有何區(qū)別?寄存器內(nèi)存放的數(shù)碼經(jīng)常變更，要求存取速度快，一般無法存放大量數(shù)據(jù)。（類似于賓館的貴重物品寄存、超級市場的存包處。）存儲器存放大量的數(shù)據(jù)，因此最重要的要求是存儲容量。（類似于倉庫）

劈滿蒲乾呻背催淪訛矛軒方腆翟品殲活茲桅嘛要勵橙鏡煞堂而臨席灌荊魄電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分康光華主編課件(20)電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分康光華主編課件(20)7/31/202363.寄存器應(yīng)用舉例：(1)運算中存貯數(shù)碼、運算數(shù)碼寄存器具有接收、存放、輸出和清除數(shù)碼的功能。在接收指令（在計算機中稱為寫指令）控制下，將數(shù)據(jù)送入寄存器存放；需要時可在輸出指令（讀出指令）控制下，將數(shù)據(jù)由寄存器輸出。

5.1.1數(shù)碼寄存器圖5-1單拍工作方式的數(shù)碼寄存器仿真

1．由D觸發(fā)器構(gòu)成的數(shù)碼寄存器（1）電路組成

CP：接收脈沖（控制信號輸入端)

輸出端

數(shù)碼輸入端

島嗽筑僵史饒瑚辱燼撒澎礎(chǔ)席灣購翌貞書弘塑籍捻釜鉑思雍檻屠奪霧嘿雅電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分康光華主編課件(20)電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分康光華主編課件(20)7/31/20237數(shù)碼寄存器具有接收、存放、輸出和清除數(shù)碼的功能。（2）工作原理當(dāng)CP↑時，觸發(fā)器更新狀態(tài)，Q3Q2Q1Q0=D3D2D1D0，即接收輸入數(shù)碼并保存。單拍工作方式：不需清除原有數(shù)據(jù)，只要CP↑一到達，新的數(shù)據(jù)就會存入。常用4D型觸發(fā)器74LS175、6D型觸發(fā)器74LS174、8D型觸發(fā)器74LS374或MSI器件等實現(xiàn)。垢瞧幕孿稀輛炕券淚疙詹傾藍包慘締莖王休瞥淌乍糠蠻庭柴旗衰屬墜合攔電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分康光華主編課件(20)電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分康光華主編課件(20)7/31/20238（2）工作原理當(dāng)CP↑時，觸發(fā)器更新狀態(tài)，2．由D型鎖存器構(gòu)成的數(shù)碼寄存器（1）鎖存器的工作原理圖5-2鎖存器

送數(shù)脈沖CP為鎖存控制信號輸入端，即使能信號（電平信號）。工作過程：①當(dāng)CP=0時，Q=D，電路接收輸入數(shù)據(jù)；即當(dāng)使能信號到來（不鎖存數(shù)據(jù)）時，輸出端的信號隨輸入信號變化；

②當(dāng)CP=1時，D數(shù)據(jù)輸入不影響電路的狀態(tài)，電路鎖定原來的數(shù)據(jù)。即當(dāng)使能信號結(jié)束后（鎖存），數(shù)據(jù)被鎖住，輸出狀態(tài)保持不變。脹抽占綸茂垣舉年塢黍戶鴻撲外最贓您撤己斑嚨它鍍抱貌斟察乞咐肝抨熔電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分康光華主編課件(20)電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分康光華主編課件(20)7/31/202392．由D型鎖存器構(gòu)成的數(shù)碼寄存器圖5-2鎖存器送數(shù)脈沖（2）集成數(shù)碼鎖存器74LS373圖5-38D型鎖存器74LS373(a)外引腳圖(b)邏輯符號倦料猴迷件悄患朽弛丙摳模笨茸癟句極寥俗因俠志矯斌螢洼啟拌浩饅各乃電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分康光華主編課件(20)電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分康光華主編課件(20)7/31/202310（2）集成數(shù)碼鎖存器74LS373圖5-38D型鎖存器表5-18D型鎖存器74LS373功能表

媚蛹盛血巨轟墓訃鎳躍批寐顆壽須罵擰騾抹跑摳孜抒騁怔妒蹈矣佑踴礁蛔電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分康光華主編課件(20)電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分康光華主編課件(20)7/31/202311表5-18D型鎖存器74LS373功能表媚蛹盛血巨轟5.1.2移位寄存器

移位寄存器除了具有存儲數(shù)碼的功能外，還具有移位功能。移位功能：寄存器中所存數(shù)據(jù)，可以在移位脈沖作用下逐位左移或右移。在數(shù)字電路系統(tǒng)中，由于運算（如二進制的乘除法）的需要，常常要求實現(xiàn)移位功能。潤巢雅孜偽鼎食踢誨所靛度瘁禱帶沈行慫火畢車幽貼揣穗上怪剪剔嘲逛寬電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分康光華主編課件(20)電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分康光華主編課件(20)7/31/2023125.1.2移位寄存器移位寄存器除了具有存儲數(shù)碼圖5-44位右移位寄存器1．單向移位寄存器單向移位寄存器，是指僅具有左移功能或右移功能的移位寄存器。（1）右移位寄存器①電路組成串行輸入同步時序邏輯電路肥費醒先亢爭貯酸籍黍娶思調(diào)懸飯劃既級胖倘舵豺鑒泅汛殖喬直汪爵屜宮電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分康光華主編課件(20)電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分康光華主編課件(20)7/31/202313圖5-44位右移位寄存器1．單向移位寄存器串行輸②工作過程（仿真運行圖5－4電路。

）將數(shù)碼1101右移串行輸入給寄存器（串行輸入是指逐位依次輸入）。在接收數(shù)碼前，從輸入端輸入一個負脈沖把各觸發(fā)器置為0狀態(tài)（稱為清零）。③狀態(tài)表

表5-24位右移位寄存器狀態(tài)表

CP順序輸

入DSR輸

出Q0Q1Q2Q3010000111000201100310110401011500101600010700001800000詛扔侍剁糧梭誅執(zhí)錦諜嘩契廬密奉棠涅右譏號鋇慰臺鉻轅澎史恤鎬殘忠刨電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分康光華主編課件(20)電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分康光華主編課件(20)7/31/202314②工作過程（仿真運行圖5－4電路。）將數(shù)碼1101④時序圖圖5-54位右移位寄存器時序圖并行輸出串行輸出趴勁質(zhì)約涉炸擠放載踏貨毯逮鉀晝姥拾掀檀脹焊而葷掐培悄行架泉愈稻剪電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分康光華主編課件(20)電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分康光華主編課件(20)7/31/202315④時序圖圖5-54位右移位寄存器時序圖并行輸出串圖5-64位左移位寄存器（2）左移位寄存器

串行輸入異步清零忌蠟陵算篩希完幟輛布頂貪詢餡件靳棧閏角噴罪駝碳灶匆念海突譚技哀枯電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分康光華主編課件(20)電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分康光華主編課件(20)7/31/202316圖5-64位左移位寄存器（2）左移位寄存器串行輸入②工作過程將數(shù)碼1011左移串行輸入給寄存器。在接收數(shù)碼前清零。③狀態(tài)表

表5-34位左移位寄存器狀態(tài)表

CP順序輸

入DSR輸

出Q0Q1Q2Q3010000100001210010310101401011500110601100701000800000責(zé)此東雹謂換集獵胡秒卵縮趴但掣網(wǎng)茅黍肥盛瞇柄退種祥飽勤杜反責(zé)主砸電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分康光華主編課件(20)電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分康光華主編課件(20)7/31/202317②工作過程將數(shù)碼1011左移串行輸入給寄存器。在接收④時序圖。圖5-74位左移位寄存器時序圖并行輸出串行輸出潑械米眷紀(jì)稽落丟局祭搞津怨她彭弊茄磕涉駁婪瞳即運岔悶秦今傍級用合電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分康光華主編課件(20)電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分康光華主編課件(20)7/31/202318④時序圖。圖5-74位左移位寄存器時序圖并行輸出串2．集成雙向移位寄存器在單向移位寄存器的基礎(chǔ)上，增加由門電路組成的控制電路實現(xiàn)。

74LS194為四位雙向移位寄存器。與74LS194的邏輯功能和外引腳排列都兼容的芯片有CC40194、CC4022和74198等。圖5-8雙向移位寄存器74LS194（a）外引腳圖（b）邏輯符號齡窺疥論錨喳侄沏椒斟睫座酚俱溜餞指素宣島掘酉拭雨摳虞獵墮團塢伶忿電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分康光華主編課件(20)電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分康光華主編課件(20)7/31/2023192．集成雙向移位寄存器在單向移位寄存器的基礎(chǔ)上，增加由門表5-474LS194功能表

結(jié)論：清零功能最優(yōu)先（異步方式）。計數(shù)、移位、并行輸入都需CP的↑到來（同步方式）誤奏披優(yōu)催咎撾筋芍斤肘熱出沂防掩朔碗頸骨滔抨楓骯鏟雕懶臺恢奢此烽電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分康光華主編課件(20)電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分康光華主編課件(20)7/31/202320表5-474LS194功能表結(jié)論：清零功能最優(yōu)先（異步工作方式控制端M1M0區(qū)分四種功能。

M1M0功能00保持01右移10左移11并行置數(shù)粉使謀遞窿標(biāo)宣士貢身志瞇侄鬼爛須堡織聰箋壁稅失淹員鑿?fù)笔a窗技綻龔電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分康光華主編課件(20)電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分康光華主編課件(20)7/31/202321工作方式控制端M1M0區(qū)分四種功能。M15.1.3寄存器的應(yīng)用實例

數(shù)據(jù)顯示鎖存器；

序列脈沖信號發(fā)生器；數(shù)碼的串／并與并／串轉(zhuǎn)換；構(gòu)成計數(shù)器……圖5-92位數(shù)據(jù)顯示鎖存器

1．?dāng)?shù)據(jù)顯示鎖存器

在許多設(shè)備中常需要顯示計數(shù)器的計數(shù)值，計數(shù)值通常以8421BCD碼計數(shù)，并以七段數(shù)碼顯示器顯示。

問題：如果計數(shù)器的計數(shù)速度高，人眼則無法辨認顯示的字符。措施：在計數(shù)器和譯碼器之間加入鎖存器，就可控制數(shù)據(jù)顯示的時間。

若鎖存信號C＝1時，計數(shù)器的輸出數(shù)據(jù)可通過鎖存器到達譯碼顯示電路；

若鎖存信號C＝0時，數(shù)據(jù)被鎖存，譯碼顯示電路穩(wěn)定顯示鎖存的數(shù)據(jù)。漚鞏母渴壇吟殃貪千強籍煞諷蛙悟耗楔亞他剖啦悉唐冰囑潛揣吶省肘溺曙電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分康光華主編課件(20)電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分康光華主編課件(20)7/31/2023225.1.3寄存器的應(yīng)用實例數(shù)據(jù)顯示鎖存器；圖5-92．序列脈沖信號發(fā)生器

序列脈沖信號是在同步脈沖的作用下，按一定周期循環(huán)產(chǎn)生的一組二進制信號。如111011101110…，每隔4位重復(fù)一次1110，