寄存器和移位寄存器优秀课件

常用时序逻辑电路
时序 逻辑电路
教学要求 ：
寄存器和移位寄存器
计数器
分析 设计
顺序脉冲发生器 *
1. 会使用移位寄存器组件 ；
2. 会分析和设计计数器电路。
§5.3 寄存器和移位寄存器
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。
一、 数码寄存器
A3 Q3
&
A3
QQ D
A2 Q2
&
A2
S1 CP1
74LS194
(1)
R1 A1 B1 C1 D1
串行输出
S0 QA2QB2QC2QD2
S1 CP2
74LS194 (2)
R2 A2 B2 C2 D2
CP
移位
脉冲
+5V D0 D1 D2
D3 D4 D5 D6
并行输入
3.工作效果
在电路中，“右移输入”端接 ＋5V。
寄存器各输出端状态
CP
QA1QB1QC1QD1QA2QB2QC2 QD2
寄存器和移位寄存器
课题：寄存器和移位寄存器 课时：２ 重点：双向移位寄存器及其应用 难点：常用时序逻辑器件的分析及功能描述方法 教学目标：使同学掌握移位寄存器的功能及应用；
了解环形计数器、扭环形计数器的构 成规律 教学过程：一、寄存器 二、移位寄存器 三、双向移位寄存器74LS194
例1 例2 例3
(c)
根据移位数据的输 入－输出方式，又 可将它分为四种：
FF
FF
FF
FF
串入－串出
FF
FF
FF
FF
•串行输入－串行输出
串入－并出
•串行输入－并行输出
•并行输入－串行输出
FF
FF
FF
FF
•并行输入－并行输出：
并入－串出
FF
FF
FF
FF
并入－并出
数据预置
A3
A2
A1
A0
存数 脉冲
串行 输出
&
SD
Q 3
寄存器工作方式
0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 并行输入 ( S1S0=11)
1 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 右移 ( S1S0=01)
1 1 0 D0 D1 D2 D3 D4 右移 ( S1S0=01)
1 1 1 0 D0 D1 D2 D3 右移 ( S1S0=01)
1 1 1 1 0 D0 D1 D2 右移 ( S1S0=01) 1 1 1 1 1 0 D0 D1 右移 ( S1S0=01) 1 1 1 1 1 1 0 D0 并行输入 ( S1S0=11)
输出 1Q 1D 2D 2Q 3Q 3D 4D 4Q GND
控制
八D寄存器 ：三态输出
低电平
共输出控制
有效
共时钟
二、 移位寄存器
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，常把它分成三种：
左移 寄存器
(a)
右移 寄存器
(b)
双向 移位 寄存器
串行 输出
Q
3
D
Q2 D
Q1 D
0
Q
0
D
D0 ＝ 0
Q
Q
Q
Q
CP
D1 ＝ Q0
移位wenku.baidu.com
D2 ＝ Q1
设初态
Q3Q2Q1Q0
＝
1011
脉冲
D3 ＝ Q2
用波形图表示如下：
Q3Q2Q1Q0 D3D2D1D0
1011 0110
CP
0110 1100 1000
1100 1000 0000
Q0 1 0 0 0 0 0 Q1 1 1 0 0 0 0
例1：数据传送方式变换电路
D6 并 D5
行 D4
输 D3
入
D2 D1
D0
数
据变 传换 送电 方路 式
串行输出
1. 实现方法
(1). 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。
2. 具体电路
&
G1 +5V
G2
&
启动 脉冲
S0 QA1QB1QC1QD1
QQ D
A1 Q1
&
A1
QQ D
CLR
A3
A2
A1
四位数码寄存器
A0 Q0
&
A0
QQ D
A0
取数 脉冲
接收 脉冲 ( CP )
正边沿 触发
VCC 8Q 8D 7D 7Q 6Q 6D 5D 5Q 时钟
20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 74LS374
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
D
&
Q2 D
&
Q1 D
LOAD
&
0
Q0 D
Q
清零
Q
脉冲 RD
Q
Q
CP 移位
CLR
脉冲
四位并入 - 串出的左移寄存器
下面将重点 讨论蓝颜色 电路—移位 寄存器的工 作原理。
D0 ＝ 0 D1 ＝ Q0 D2 ＝ Q1 D3 ＝ Q2
初始状态： 设A3A2A1A0 ＝ 1011 在存数脉冲作用下， Q3Q2Q1Q0 ＝ 1011 。
0000 0000 0000 0000
Q2 0 1 1 0 0 0 Q3 1 0 1 1 0 0
四位串入 - 串出的左移寄存器：
串行 输出
Q
3
D
Q2 D
Q1 D
Q
0
D
Q
Q
Q
Q
串行 L 输入
CP
四位串入 - 串出的右移寄存器：
串行 输入 R
D Q3
D Q2
D Q1
D Q0
Q
Q
Q
Q
串行 输出
CP
D0 ＝ L D1 ＝ Q0 D2 ＝ Q1 D3 ＝ Q2
Y1
VCC Q0 Q1 Q2 Q3 CP S1 S0
16 15 14 13 12 11 10 9
Q0 Q1 Q2 Q3 CP S1
RD 74LS194 S0
DSR D0 D1 D2 D3 DSL
12 3 4567 8
CLR DSR D0 D1 D2 D3 DSL GND
∧
Q0 Q1 Q2 Q3 CP
例2：试说明下图电路逻辑功能,并指出t4时刻输出Y与输入M、 N的关系。
D0 ＝ Q1 D1 ＝ Q2 D2 ＝ Q3 D3 ＝ R
双向移位寄存器的构成：只要设置一个控制端S， 当S＝0 时左移；而当S＝1时右移即可。集成组件 电路74LS194就是这样的多功能移位寄存器。
用JK触发器构成的移位寄存器
JK触发器构成D触发器
4位双向移位寄存器74LS194A的逻辑图
Y Q 1 1 n Q 1 S 1 n 1 S 1 S 0 1 Q S S 0 0 n Q 1 1 n S R 1 S Q 1 0 1 S n D 0 Q 0 Y 0 n 1 S 1 S Y S 1 1 0 S Q Q 0 1 Q n 2 n 2 n Y S 1 S 1 S 1 S 0 Q 0 D 1 n 0
S0
DSR 74LS194 S1
RD D 0 D 1 D2 D 3 DSL
DSR—右移串行输入 DSL—左移串行输入
D0 D1 D2D3—并行输入
RD CP S1 S0
0
功
能
直接清零
1
00
保持
1
0 1 右移(从QA向QD移动)
1
1 0 左移(从QD向QA移动)
1
11
并行输入
6.2.3 寄存器应用举例