第四節(jié)寄存器與移位寄存器一、寄存器

寄存器是用來(lái)寄存數(shù)碼的邏輯部件，所以必須具備接收和寄存數(shù)碼的功能。任何一種觸發(fā)器都可以構(gòu)成寄存器，每一個(gè)觸發(fā)器存放一位二進(jìn)制數(shù)或一個(gè)邏輯變量，用n個(gè)觸發(fā)器組成的寄存器就可以存放n位二進(jìn)制數(shù)或n個(gè)邏輯變量。常用集成寄存器分類(lèi)：★

由多個(gè)（邊沿觸發(fā)）D觸發(fā)器組成的集成寄存器。如：74171(4D)、74175(4D)、74174（6D)、74273（8D)等?！镉蓭鼓芏耍娢豢刂剖剑〥觸發(fā)器構(gòu)成的鎖存型集成寄存器。如：74375（4D)、74363(8D)、74373（8D)等。

這一類(lèi)觸發(fā)器在CP↑作用下，輸出接收輸入代碼，在CP無(wú)效時(shí)輸出保持不變。EN0EN1DQn+10111010000xQ1xx高阻☆在清0信號(hào)的作用下，觸發(fā)器清0?！?/p>

在CP↑作用下，輸出接收輸入代碼，在CP無(wú)效時(shí)輸出保持不變?！?/p>

寄存器中觸發(fā)器狀態(tài)改變是與CP同步，叫做同步送數(shù)方式。RSCP[D]Qn+101XX010XX111↑0011↑110000★集成4D觸發(fā)器74175邏輯圖R3D3R2D2R1D1R0D011CPD3D2D1D04RS&&3RS&&2RS&&1RS&&D3D2D1D0接收命令☆

異步送數(shù)：R、S為D觸發(fā)器異步置0、1控制端

D3~D0為并行數(shù)據(jù)輸入端，Q3~Q0為并行數(shù)據(jù)輸出，叫做并入－并出。RSCP[D]Qn+101XX010XX111↑0011↑11當(dāng)接收命令為1時(shí)：設(shè)：D3D2D1D0=101010101100011在異步置0、1作用下，輸出為1010，達(dá)到異步送數(shù)目的。011100☆

特征方程：★移位寄存器移存規(guī)律：

在移存脈沖的作用下，輸入信息的當(dāng)前數(shù)碼存入第一級(jí)觸發(fā)器，第一級(jí)觸發(fā)器的狀態(tài)存入到第二級(jí)觸發(fā)器，依此類(lèi)推，高位觸發(fā)器存入低位觸發(fā)器狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了輸入數(shù)碼在移存脈沖的作用下向左逐位移存。假定：寄存器初態(tài)為0，VI=1101串行送入寄存器輸入從波形圖看出：輸入信號(hào)每經(jīng)過(guò)一級(jí)觸發(fā)器，移動(dòng)了一個(gè)移存周期，但波形形狀保持不變。CP3214VI1110

在移位寄存器的基礎(chǔ)上加左、右移位控制信號(hào)使寄存器同時(shí)具有左、右移功能。CP:移存脈沖A：右移串入B：左移串入M:左、右移控制☆特征方程★當(dāng)M=1時(shí)：★當(dāng)M=0時(shí)：A→4→3→2→14←3←2←1←B電路執(zhí)行右移電路執(zhí)行左移2、雙向移位寄存器&&14&&13&&12&&111CPAMB利用移位寄存器組成的計(jì)數(shù)器叫做移存型計(jì)數(shù)器。移存型計(jì)數(shù)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換要符合移位寄存規(guī)律。1、環(huán)形計(jì)數(shù)器☆首先確定是移存型計(jì)數(shù)器

特點(diǎn)：將高位輸入接低位輸出，而且頭尾相連?！畛跏紶顟B(tài)已確定，最低位置1，其余位置0，用啟動(dòng)脈沖確定初始狀態(tài)為，Q4Q3Q2Q1=0001特征方程：計(jì)數(shù)順序：Q4Q3Q2Q10001001001001000計(jì)數(shù)特點(diǎn)：每個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換只有一位為1環(huán)形計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)M=觸發(fā)器數(shù)。本例觸發(fā)器為4，所以叫四分頻、M4計(jì)數(shù)。輸入四個(gè)脈沖Q4輸出一個(gè)脈沖。符合移位寄存規(guī)律Q4移到Q1,其余位左移一位。三、移存型計(jì)數(shù)器R4SR3SR2SR1SCP畫(huà)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖00010010010010004級(jí)觸發(fā)器共有16種狀態(tài)，還有12種狀態(tài)不能進(jìn)入主循環(huán)。000011110011011011001001010110100111111010111101缺點(diǎn)：死循環(huán)太多，有2n-n個(gè)狀態(tài)沒(méi)用。要修改設(shè)計(jì)，方法不介紹，要求小規(guī)模電路會(huì)分析，中規(guī)模會(huì)應(yīng)用、會(huì)設(shè)計(jì)。在計(jì)數(shù)脈沖CP的作用下，Q4移到Q1,其余位左移一位。2、扭環(huán)形計(jì)數(shù)器在移存型計(jì)數(shù)器的基礎(chǔ)上將最高位反碼輸出接第一級(jí)輸入。在清0信號(hào)的作用下，初始狀態(tài)為0，計(jì)數(shù)順序:CPQ4Q3Q2Q1/Q401234567000110011100001011111111

0111

001100010000特點(diǎn)：輸入八個(gè)脈Q4輸出一個(gè)對(duì)稱(chēng)方波，所以是八分頻n個(gè)觸發(fā)器可以構(gòu)成2n分頻器本例2X4＝8缺點(diǎn)：用觸發(fā)器較多，有2n-2n狀態(tài)沒(méi)有使用。在計(jì)數(shù)脈沖CP的作用下，/Q4移到Q1,其余位左移一位。DQR1DQR2DQR3DQR4CP四、集成移位寄存器及其應(yīng)用一、74195四位右移移位寄存器010寄存器在CP↑執(zhí)行并入功能，將輸入數(shù)據(jù)同時(shí)送入寄存器。Q0在CP↑接收J(rèn)、/K串入信號(hào)，其余位右移一位。J/KQ0n+101Q000010/Q0111D3~D0:并行數(shù)據(jù)輸入端Q3~Q0:并行數(shù)據(jù)輸出端101DRDDDRRR&&&≥11111D0D1D2D3CP1、74195邏輯符號(hào)2、74195功能表：J/KQ0n+101Q000010/Q0111↑↑↑↑↑D0D1D2D3Q0Q1Q2Q374195M1M0Q0n+100保持01右移接收串入DSR10左移接收串入DSL11并入↑↑↑↑↑1、邏輯符號(hào)2、功能表功能選擇二、74194四位雙向移位寄存器D0D1D2D3Q0Q1Q2Q374194M1M0DSRDSL應(yīng)用舉例：1、實(shí)現(xiàn)數(shù)碼串－并變換串行輸入并行輸出串并轉(zhuǎn)換4－10譯碼器3－8譯碼器①串行－并行轉(zhuǎn)換器CP/CRDIQ0Q1Q2Q3Q4Q5Q600X11D021D131D241D351D461D571D681D0Di:7位串行數(shù)據(jù)輸入具有自動(dòng)轉(zhuǎn)換功能的7位串－并轉(zhuǎn)換電路。片Ⅰ：D1接0為標(biāo)志碼，0移出去，表明一組串入數(shù)據(jù)已完成并出轉(zhuǎn)換。同時(shí)與其它并行數(shù)據(jù)輸入端組成8位數(shù)據(jù)輸入。由于輸入是7位串入數(shù)據(jù)，因此輸出只取7位。串－并轉(zhuǎn)換表：000000000111111D0

011111D1D0

01111D2D1D0

0111D3D2D1D0

011D4D3D2D1D0

01D5D4D3D2D1D0

0

D0

0

111111D0D1D2D3D4D5D6將串入變?yōu)椴⒊鯭0Q1Q2Q3Q4Q5Q6D0D1D2D3Q0Q1Q2Q374195(1)01串行輸入DiD0D1D2D3Q0Q1Q2Q374195(2)②并行－串行轉(zhuǎn)換器CPQ10Q11Q12Q13Q20Q21Q22Q23S/L01234567實(shí)現(xiàn)并行數(shù)據(jù)輸入，串行數(shù)據(jù)輸出。并行輸入數(shù)據(jù)由7位并入數(shù)據(jù)DI0~DI6和標(biāo)志位0組成8位并入數(shù)據(jù)。0DI0DI1DI3DI2DI4DI5DI610DI0DI1DI2DI3DI4DI5110DI0DI1DI2DI3DI41110DI0DI1DI2DI3DI0DI1DI2DI0DI1DI00001110111111111111DI1DI2DI3DI4DI5DI6DI011111101片Ⅰ：J、/K=1,Q0接收1。并－串轉(zhuǎn)換表：在啟動(dòng)脈沖的作用下:電路執(zhí)行并行輸入功能。其余位向右移位片2的Q3為串行輸出端。D0D1D2D3Q20Q21Q22Q2374195(2)DI00DI1DI2DI3DI4DI5DI61&&啟動(dòng)脈沖串行輸出將并入變?yōu)榇鯠0D1D2Q10Q11Q12Q1374195(1)D32、實(shí)現(xiàn)任意模值M的計(jì)數(shù)器

本章已學(xué)過(guò)M=2n、M≠2n,同步、異步小規(guī)模集成計(jì)數(shù)器。74160、74161、7490中規(guī)模集成同步、異步計(jì)數(shù)器。74195、74194同樣也可以組成任意模值計(jì)數(shù)器。

74195組成任意模值計(jì)數(shù)器,既具有計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)又滿(mǎn)足移位寄存規(guī)律。⑴環(huán)形計(jì)數(shù)器特點(diǎn)：頭尾相連，Q3＝J、/K。計(jì)數(shù)順序：CPJ/KQ0Q1Q2Q3S/L并入數(shù)據(jù)D0~D3=011100111XX011110111211110113111110140001111實(shí)現(xiàn)M4計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)特點(diǎn)：每組輸出只有一個(gè)0同樣的計(jì)數(shù)電路，不同的預(yù)置狀態(tài)，計(jì)數(shù)模值不同。在啟動(dòng)脈沖作用下0111D0D1D2D3Q0Q1Q2Q3741951CP啟動(dòng)脈沖⑴扭環(huán)計(jì)數(shù)器

特點(diǎn)：將最高位反碼輸出接串行輸入端,/Q3接輸入J、/K。并入數(shù)據(jù)D0~D3=0111CPJ/KQ0Q1Q2Q3S/L00XX01110000111120000011300000014111000151111001611111011111111110101078在啟動(dòng)脈沖的作用下，計(jì)數(shù)器初態(tài)為0111。當(dāng)移位/置位控制信號(hào)為1時(shí)：在CP↑作用下實(shí)現(xiàn)M8計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)順序：注意：凡是計(jì)數(shù)器，必然構(gòu)成一個(gè)循環(huán)狀態(tài)，否則不是計(jì)數(shù)器。0111D0D1D2D3Q0Q1Q2Q3741951CP啟動(dòng)脈沖例：分析用74195構(gòu)成的移存型計(jì)數(shù)器是M幾計(jì)數(shù)器？Q3Q2Q1Q0S/LJ/KQ3n+1Q2n+1Q1n+1Q0n+10000110100010001000111111111000001000001010111111111001100110100101XX01001001001101101101101101110000010000000000000111111