寄存器移位寄存器.ppt

数字电子技术第十七讲
第 7 章时序逻辑电路
寄存器和移位寄存器
小结
了解集成移位寄存器的应用。
主要要求:
理解寄存器和移位寄存器的作用和工作原理。
寄存器和移位寄存器
下面请看置数演示
一、寄存器
Register,用于存放二进制数码。
4 位寄存器
Q0
Q1
Q2
Q3
Q0
Q1
Q2
Q3
FF0
FF1
FF2
FF3
D0
CP
C1
C1
C1
1D
1D
1D
R
R
R
R
D1
D2
D3
C1
1D
CR
1D
1D
1D
1D
由D 触发器构成,因此能锁存输入数据。
D0
D1
D2
D3
R
R
R
R
1
CR
CR 为异步清零端,当 CR = 0 时,各触发器均被置 0。寄存器工作时,CR 应为高电平。
D0 ~ D3 称为并行数据输入端,当时钟 CP 上升沿到达时,D0 ~ D3 被并行置入到 4 个触发器中,使 Q3 Q2 Q1 Q0 = D3 D2 D1 D0。
D0
D1
D2
D3
D0
D1
D2
D3
D0
D1
D2
D3
在 CR = 1 且CP上升沿未到达时,各触发器的状态不变,即寄存的数码保持不变。
Q0 ~ Q3 是同时输出的,这种输出方式称并行输出。
Q0
Q1
Q2
Q3
1 个触发器能存放 1 位二进制数码,因此 N 个触发器可构成 N 位寄存器。
各触发器均为 D 功能且并行使用。
Q0
Q1
Q2
Q3
Q0
Q1
Q2
Q3
FF0
FF1
FF2
FF3
D0
CP
C1
C1
C1
1D
1D
1D
R
R
R
R
D1
D2
D3
C1
1D
CR
1D
1D
1D
1D
寄存器的结构特点
二、移位寄存器
在控制信号作用下,可实现右移也可实现左移。
双向移位
寄存器
单向移位
寄存器
左移
寄存器
右移
寄存器
每输入一个移位脉冲,移位寄存器中的数码依次向右移动 1 位。
每输入一个移位脉冲,移位寄存器中的数码依次向左移动 1 位。
Shift register
用于存放数码和使数码根据需要向左或向右移位。
1. 单向移位寄存器的结构与工作原理
右移输入
D0
D1
D3
DI
D2
右移输出
Q1
1D
1D
1D
1D
Q3
Q0
Q2
C1
C1
C1
C1
FF1
FF0
FF2
FF3
移位脉冲
CP
右移位寄存器
由 D 触发器构成。
在 CP 上升沿作用下,串行输入数据 DI
逐步被移入 FF0 中;同时,数据逐步被右移。
D0=DI,D1=Q0,D2=Q1,D3= Q2。
DI
右移输入
D0
Q0
右移输出
D1
D2
D3
Q1
Q2
Q3
1D
1D
1D
1D
1. 单向移位寄存器的结构与工作原理
设串行输入数码DI= 1011,电路初态为 Q3Q2Q1Q0= 0000。
可见,移位寄存器除了能寄存数码外,还能实现数据的串、并行转换。
1
0
1
1
1
4
0
1
0
1
1
3
0
0
1
0
0
2
0
0
0
1
1
1
0
0
0
0
0
Q3
Q2
Q1
Q0
移位寄存器中的数
输入数据
移位脉冲
在 4 个移位脉冲作用下,串行输入的 4 位数码 1011 全部存入寄存器,并由 Q3、Q2、Q1 和 Q0 并行输出。
举例说明工作原理
1
0
1
1
1
4
0
1
0
1
1
3
0
0
1
0
0
2
0
0
0
1
1
1
0
0
0
0
0
Q3
Q2
Q1
Q0
移位寄存器中的数
输入数据
移位脉冲
工作原理举例说明
再输入 4 个移位脉冲
时,串行输入数据 1011
将从 Q3 端串行输出。
0
1
1
0
0
5
1
1
0
0
0
6
1
0
0
0
0
7
1
0
1
1
1
4
0
0
0
0
0
8
0
1
0
1
1
3
0
0
1
0
0
2
0
0
0
1
1
1
0
0
0
0
0
Q3
Q2
Q1
Q0
移位寄存器中的数
输入数据
移位脉冲
1 从 Q3 端取出
0 从 Q3 端取出
1 从 Q3 端取出
1 从 Q3 端取出
那么,左移位寄存器又是怎样的呢?