寄存器与移位寄存器教材
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第二十六讲寄存器和移位寄存器第二十六讲寄存器和移位寄存器7.4.1 寄存器1.定义2.电路举例3.逻辑功能分析7.4.2 移位寄存器一、单向移位寄存器㈠由4个维持阻塞D触发器组成4位右移位寄存器。
1.逻辑电路:2.工作原理3.右移位寄存器的状态表㈡4位左移位寄存器。
二、双向移位寄存器4位双向移位寄存器CT74LS194 1.逻辑功能示意图2.功能表3.主要功能分析7.4.3 移位寄存器的应用一、环形计数器逻辑电路、工作原理1.写方程式2.状态转换真值表3.逻辑功能4.工作波形(在有效状态时)。
5.优缺点:二、扭环计数器同环形计数器的分析过程7.4.4 顺序脉冲发生器一、基本概念二、由环形计数器实现三、由双向移位寄存器CT74LS194构成㈠顺序正脉冲㈡顺序负脉冲四、还可以用计数器+译码器实现现代教学方法与手段:DLCCAI或EWB演示移位寄存器和顺序脉冲发生器的逻辑功能7.4 寄存器和移位寄存器寄存器:存放数码、运算结果或指令的电路。
移位寄存器:不但可存放数码,而且在移位脉冲作用下,寄存器中的数码可根据需要向左或向右移位。
一个触发器可存储一位二进制代码。
n位二进制代码寄存器需n个触发器。
寄存器应用举例:1 运算中存贮数码、运算结果。
2 计算机的CPU由运算器、控制器、译码器、寄存器组成,其中就有数据寄存器、指令寄存器、一般寄存器。
课堂讨论:寄存器与存储器有何区别?寄存器内存放的数码经常变更,要求存取速度快,一般无法存放大量数据。
(类似于宾馆的贵重物品寄存、超级市场的存包处。
)存储器存放大量的数据,因此最重要的要求是存储容量。
(类似于仓库)7.4.1 寄存器1.定义寄存器:用以存放二进代码的电路。
2.电路举例由维持阻塞D触发器组成的4位数码寄存器。
3.逻辑功能分析:7.4.2 移位寄存器具有存放数码和使数码逐位右移或左移的电路称作移位寄存器,又称移存器。
课堂讨论:二进制的乘除法如何实现?(利用了移位寄存器)移位寄存器又分为单向移位寄存器和双向移位寄存器。
数字电路与系统东南大学信息科学与工程学院第七章常用时序逻辑电路模块及应用寄存器和移位寄存器计数器序列信号发生器7.1 寄存器和移位寄存器寄存器◆寄存器是存储二进制信息的时序电路,它具有接收和寄存二进制数码的功能;◆前面介绍的触发器,我们曾经说过,它有两个基本功能:存储一位二进制信息;能够置位、复位;◆因此,触发器就是一种可以存储一位二进制信息的寄存器;◆将n个触发器合并起来使用,可以存储n位的二进制信息,也就是构成了n位的寄存器;时序逻辑电路模块我们常用的时序逻辑电路,很多有现成的集成电路产品,这包括:寄存器、移位寄存器、计数器、脉冲序列发生器、以及一些常用的驱动电路;本章的目的是介绍常用的时序逻辑器件,在此基础上,同学们能够查阅集成电路手册中的器件逻辑符号和功能表,学会使用相关的器件;能够使用集成时序逻辑模块,设计相应的电路;具备分析和设计逻辑器件基本功能电路的能力;了解集成时序逻辑电路功能模块的种类;◆该电路的数码接收过程为:●先将需要存储的四位二进制数码送到数据输入端D0~D3;●在CP端送一个时钟脉冲,脉冲上升沿后,四位数码并行地出现在四个触发器的Q端;●74175的功能表:移位寄存器◆移位寄存器不但可以寄存数据,而且在移位脉冲作用下,寄存器中的数据能够根据需要向左或向右移动;◆4位右移移位寄存器:◆我们来看这个电路的工作:◆设移位寄存器的初始状态为0000,串行输入数码D I=1101,从高位到低位依次输入;◆在4个移位脉冲作用后,输入的4位串行数码1101全部存入了寄存器中;再经过4个脉冲,数据全部移出了移位寄存器;◆其工作的状态表:再经过4个脉冲,与前面的时序图对应,其输入和输出?集成右移移位寄存器74195◆根据上面的分析,可以得到74195的功能表:◆74195的电路符号:(2)左移寄存器◆采用4位D触发器构成,数据由最右边的触发器D端输入;◆串行输出端为最左边的触发器Q端;(3)双向移位寄存器观察右移寄存器和左移寄存器,引入一控制端S,很容易构成既可左移又可右移的双向移位寄存器;◆其中,D SR为右移串行输入端,D SL为左移串行输入端;◆我们分析这个电路:◆当S=1时,D0=D S R、D1=Q0、D2=Q1、D3=Q2,在CP脉冲作用下,实现右移操作;当S=0时,D0=Q1、D1=Q2、D2=Q3、D3=D SL,在CP脉冲作用下,实现左移操作;(4)集成移位寄存器74194,就是双向移位寄存器74194的功能表74194逻辑符号图和引脚图由功能表可以看出74194具有如下功能:◆异步清零:当R D=0时,即刻清零,与其他输入及CP无关;◆当R D=1时,74194有4种工作方式,S1、S0是控制端:⏹当S1S0=00时,不论有无CP到来,各触发器状态不变;⏹当S1S0=01时,在CP的上升沿作用下,实现右移操作,即DS R →Q→Q1→Q2→Q3;⏹当S1S0=10时,在CP的上升沿作用下,实现左移操作,⏹即S L→Q3→Q2→Q1→Q0;⏹当S 1S 0=11时,在CP 的上升沿作用下,实现置数操作:D 0→Q 0,D 1→Q 1,D 2→Q 2,D 3→Q 3 ;(5)移位寄存器用作计数器①环形计数器◆该计数器共4个状态;◆为模4计数器;◆环形计数器的电路十分简单,N位移位寄存器可以计N个数;实现模N 计数器;◆状态为1的输出端的序号,即代表收到的计数脉冲的个数,通常不需要增加其他电路;◆构成环形计数器也可以用触发器;◆例如将几个D触发器连接起来,D与上一级的Q相连,构成一个环,其计数模值就是触发器的个数;◆环形计数器结构简单,但是有很多多余的状态,应分析其转移;②扭环形计数器◆为了增加有效的计数状态,扩大计数器模值,将右移寄存器的末级输出Q反相后,接到串行输入端,就构成了扭环形计数器;◆74194构成的扭环计数器有8个计数状态;◆一般来说,N位移位寄存器可以组成模2N的扭环形计数器;◆将末级输出反相后,接到串行输入;。