寄存器和移位寄存器优秀课件
寄存器和移位寄存器(共15张PPT)
第2页，共15页。
寄存器的结构特点
Q0 Q0
FF0 1D C1 R
Q1 Q1
FF1 1D C1 R
Q2 Q2
FF2 1D C1 R
Q3 Q3
FF3 1D C1 R
D0 CP CR D1
D2
D3
各触发器均为 D 功能且并行使用。
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。
(1) 用同步置零端或置数端获得 N 进制计数器 。这时应根据 SN-1 对应的二进制代码写反馈函数。
4 位寄存器 理解寄存器和移位寄存器的作用和工作原理。
翻转是否同步分有：同步计数器和异步计数器 理解寄存器和移位寄存器的作用和工作原理。
M1 M0 = 01 时，右移功能。 和状态转换真值表，然后由此分析时序逻 按计数进制分有：二进制计数器、十进制计数器和任意进制计数器；
。计数器除了用于计数外，还常用于分频、定 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。
6.4 寄存器和移位寄存器
主要要求：
理解寄存器和移位寄存器的作用和工作原理。 了解集成移位寄存器的应用。
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一、寄存器
RQe0g~isQte3r，是同用时于输存出放的二，进这制种数输码出。方式称
并行输出。
DQ00 Q0 QD11 Q1 QD22 Q2 QD33 Q3
4 位 寄
FF0 1D C1 R
有关。时序逻辑电路的工作状态由触发器存
储和表示。
第9页，共15页。
时序逻辑电路按时钟控制方式不同分为同步时序逻 辑电路和异步时序逻辑电路。前者所有触发器的时 钟输入端 CP 连在一起，在同一个时钟脉冲 CP 作用
寄存器和移位寄存器
状态转换表如下
：
工作方式：串行输入、并行输出
串行输入、串行输出
电路功能： 电路功能：串并转换
双向移位寄存器
电路原理 电路功能 通道扩展 灵活应用
双向移位寄存器74194电路图 电路图： 电路图 说明：
①电路组成
②DIL: 左移 输入 DIR:右移输入 ③S1S0:功能选择 ④Cr:清零（复位） ⑤CP:时钟， ⑥D0D1D2D3:并行输入 ； Q0Q1Q2Q3:并行输出； ⑦Q0:左移位输出； Q3:右移位输出。
工作原理：RS触发器相当于D触发器，时钟信号到来，触发器的状态Q取决于D(S)。
输入数据在时钟信号CP的作用下，逐位输入。并且每来一个时钟信号， Q0Q1Q2Q3的状态就向前传递一次（右移）。 经过4个时钟信号作 用后，4位数据被全部移入到寄存器中， 从Q3Q2Q1Q0可得到4位并行输出的数据。 再经过4个时钟作用，存储在Q3Q2Q1Q0 中的数据又逐位从输出端全部 移出。 从Q3可得到4位串行输出的数据。
输入被锁存，寄存器的输出就是输入数据
工作方式：并行输入、并行输出 常用的寄存器：74LS273 ( 8D触发器组成，有清零端)、
74LS397(四位)、 74LS378(六位)、 74LS377(八位)等。
移位寄存器
电路组成：移位寄存器可由RS触发器、D触发器或JK触发器组成。
RS触发器组成的移位寄存器如下图所示：
工 程 系： 程 涛
寄存器和移位寄存器
寄存器： 寄存器： 寄存器用于存储一组二进制数。
移位寄存器： 移位寄存器： 移位寄存器除了具有寄存器的功能外，还有移位功能。
双向移位寄存器： 双向移位寄存器： 存储的代码在时钟信号的作用下既可左移又可右
第19讲寄存器和移位寄存器58755-PPT课件
2、双向移位寄存器
第19讲 寄存器 和移位寄存器
Digital Logic Circuit
Q Q
n 0
n 1
1 1
M D SR
MQ
n 1
M
Q
n 0
MQ
n 2
Q
n 2
1
M
Q
n 1
MQ
n 3
Q
n 3
1
M
Q
n 2
MD
SL
M=0时右移
Q Q
n 0
n 1
1. 计数器型顺序脉冲发生器
计数器型顺序脉冲发生器一般用按自然态序计数的二进制计数 器和译码器构成。
Y0
Y1
Y2
Y3
&
&
&
&
Q0 FF0
Q0
Q1 FF1 Q1
Digital Logic Circuit
1 1J C1 1K
1J C1 1K
CP
计数器
CP
Q0
Q0n1 Q0n
寄存器和移位寄存器
第19讲 寄存器 和移位寄存器
Digital Logic Circuit
寄存器：存放数码、运算结果或指令的电路。是计算机的重要部件。
寄存器是由具有存储功能的触发器组合起来构成的。一个触发器可以存 储1位二进制代码，存放n位二进制代码的寄存器，需用n个触发器来构成。
按照功能的不同，可分为基本寄存器（锁存寄存器）和移位寄存器。
重点与难点： 寄存器和移位寄存器的基本概念、工作原理
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。
寄存器和移位寄存器课件
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；。
寄存器和移位寄存器资料PPT共121页
•
6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
•
7、心急吃不了热汤圆。
•
8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
•
9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
•
10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
END
寄存器和移位寄存器讲课文档
D0
D1
D2
D3
器
1
D0 CP CR D1
D2
D3
时D2，D被1DD置D000~~C。0由DR。D3D3为寄被称触异并存为发步行器并器置清工行构入零作数到成端时据，4，，输个因当入C触此R端C发能应R，器锁为=当中0存高时，时钟输电使，入平QC各P3数。Q上触据2 Q升发。1 Q沿器0到均= D达3 在 CR = 1 且CP上升沿未到达时，各触发器的
计数器型顺序脉冲发生器一般用按自然态序计数的二进制计数 器和译码器构成。
移位型顺序脉冲发生器
移位型顺序脉冲发生器一般用移位寄存器和译码电路构 成。
第七页，共15页。
用集成计数器74LS163和集成3线-8线译码器 74LS138构成的8输出顺序脉冲发生器。
1 74LS163
CP
74LS138
LD
ST A
状态不变，即下寄面存请的看数置码数保演持示不变。
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寄存器的结构特点
Q0 Q0
FF0 1D C1 R
Q1 Q1
FF1 1D C1 R
Q2 Q2
FF2 1D C1 R
Q3 Q3
FF3 1D C1 R
D0 CP CR D1
D2
D3
各触发器均为 D 功能且并行使用。
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。
第十二页，共15页。
中规模集成计数器功能完善、使用方便灵活。 功能表是其正确使用的依据。利用中规模集成 计数器可很方便地构成 N 进制(任意进制)计数器。
其主要方法为：
(1) 用同步置零端或置数端获得 N 进制计数器。
这时应根据 SN-1 对应的二进制代码写反馈函数。
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A1 Q1
&
A1
QQ D
CLR
A3
&
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
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
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
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
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
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
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。
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
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
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
(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
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
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
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
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 。
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)