寄存器和计数器的功能应用和基本练习

CR
寄存器的工作过程
（1）寄存前先清零
在接收数据前先在复位端加一 个负脉冲（清零脉冲），把所 有的触发器置0，清零脉冲恢复 高电平后，为接收数据做好准 备。
工作 过程
（2）接收脉冲控制数据寄存
接收脉冲CP（正脉冲）到来，将与非 门，G0 G~3打开，接收输入数码 D3D2D1D0。
例如：若D3D2D1D0=1101，则G3、 G2、G1、G0输出为0010，各触发器被 置成1101，完成接收和寄存工作。
教学效果
分析与解答
1011 0110 1100 1000 0000
课堂练习
习题
一 74LS194芯片是4位双向移位寄 存器，逻辑功能示意图如图所 示，试画出用74LS194芯片组成
的4位环形计数器 的逻辑图。
教学效果
课堂练习
习题一
74LS194芯片是4位双向移位寄
存器，逻辑功能示意图如图所示，
1
寄存器的功能
它是由具有记忆功能的触发器和门电路 构成，一个触发器有0和1两种状态，只能存 储1位二进制代码，n个触发器可能构成存储 n位二进制数的寄存器。
按功能的不同，寄存器可分为
数码寄存器
数码寄存器
课堂实施
数码寄存器的功能
数码寄存器具有接收、存 储和清除原有数据的功能。
寄存器的电路图
学情分析
集成双向移位寄存器
集成双向移位寄存器
集成双向移位寄存器中的数码既 可左移，也可右移。集成双向移 位寄存器产品较多，现以较典型 的ＴＴＬ型4位双向通用移寄存器 74ＬＳ194为例作简单的介绍。
74ＬＳ194芯片的实物图引脚排列和图形符号
实物图
外引脚 排列
图形符 号
74ＬＳ194各引脚的功 能
D0 ̴ D3是并行数据输入端，DSR右移串行 数据输入端，DSL左移串行数据输入端。 Q0 ̴ Q3据寄存器并行数据输出 端。 M1和M0是双向移位寄存器的控制 端。
通常用于暂存工作过程中的数据和信息，不能作 为永久的存储器使用。
移位寄存器
新课引入（寄存器）
学情分析
移位是指什么？
移位是指在移位脉冲的控 制下，触发器向左可向右的相 邻位依次转移数码的处理方式。
移位寄存器
移位寄存器不仅能寄存数码，还具有移 位的功能。在数字电路中进行二进制加法、 乘法和除法等运算时，都需要移位这种逻辑 功能。
当M1=0、M0＝1 时，在移位控制信
当M1=1、M0＝0 时，在CP上升沿作
当M1=M0＝1时，在 CP上升沿作用时，将
号CP上升沿作用时， 用时，寄存器中数 数据输入端的数码并
寄存器中数码依次 码依次左移一位， 行送到寄存器中，使
右移一位，且将 DSR
送到Q0。
且将 DSL 送到Q3。 Q3Q2Q1Q0=D3D2D1
时序逻辑电路
本节课的主要内容
01 了解寄存器的功能、基本构成和常见 类型。
02 掌握典型集成移位寄存器的引脚功 能及应用，会测试其逻辑功能。
03 了解计数器的功能及计数器的类型。
04 掌握二进制、十进制典型集成计数器 的引脚功能及应用，会测试其逻辑功能。
引入新课
课堂实施
什么是时序逻辑电路呢？
数字钟是一个典型的由数字电路组成的电子产品，它具 有走时准确、显示直观、无机械传动等优点。
教学内容
74ＬＳ194芯片的逻辑功能
控制输
入
输出功能
CR
M1
0
×
1
0
M0
ＣＰ
Ｑ3Ｑ2Ｑ1Ｑ0
×
×
清0
0
×状态不变（保持）101
1
1
0
1
1
1
右移，串入并出 左移，串入并出 同步置数，并入并出
74ＬＳ194芯片的逻辑功能
异步清零功能
右移功能
左移功能
并行置数功能
保持功能
当 CR＝0时，直接 清零，寄存器各位 （Q0 ̴ Q3）均为 0，不能进行置数和 移位。只有当CR ＝1时，寄存器允许 工作。
试画出用74LS194芯片组成的4
0
位环形计数器 的逻辑图。
教学效果
Q0Q1Q2Q3
1101 1110
0111
1011
解答：构成右移位寄存器，电路图接法如上图所 示。假设Q0Q1Q2Q3＝1101
课堂练习
习题一
74LS194芯片是4位双向移位寄
0
存器，逻辑功能示意图如图所示，
1
试画出用74LS194芯片组成的4
位环形计数器 的逻辑图。
教学效果
Q0Q1Q2Q3
1101 1011
0111
1110
解答：构成左移位寄存器，电路图接法如上 图所示。假设Q0Q1Q2Q3＝1101
D0。
当M1=M0＝0时， 无论有无CP作用 时，寄存器中内容 不变。
课堂练习
习题一
有一个左移位寄存器，当预先置入1011后，其串
行输入固定接0，在
ＣＰ作用下，四位
数据的移位过程是
教学效果
课堂练习
习题
一 有一个左移位寄存器，当预先置
入1011后，其串行输入固定接0，
在
ＣＰ作用下，四位
数据的移位过程是
可以看出，上述寄存器在工作时，同时输入各位数码D3D2D1D0，
并同时输出各位数码Q3Q2Q1Q0，这种数码输入、输出方式称为并 行输入、并行输出的方式。
教学反思
教学效果
电路评 价
数码寄存器的优点是存储时间短、速度快， 可用来当成高速缓冲存储器，其缺点是一旦停电
后，所存储的数码便全部丢失。因此数码寄存器
单向移位寄存器的电路图
学情分析
单向移位寄存器的工作过程
工作过程
在CP下降沿 作用下，待存数码送 到FF０,其他各触发器的状态与CP 作用前一瞬间低1位触发器的状态 相同，即寄存器中的原有数码依次
右移1位。
教学过程
课堂实施
以存入数码1011为例，分析4位右移寄存器的工作过程
要使寄存的数码Ｄ3Ｄ2Ｄ1Ｄ0=1011,一般先对 寄存器清零，然后将被存放数码从高位到低位
组成数字钟的电路有很多种类，左图所示电子专业学生 制作的60s计数器实物电路图。
。其核心器 件是集成计数器（74ls160）
计数器电路实质是由逻辑门 和触发器 组成，这类
电路称为时序逻辑电路（简称时序电路）。常用的时
序电路类型有寄存器 和计数器。
寄存器
新课引入（寄存器）
学情分析
什么是寄存器？
在数字电路中，常需要将数 据或运算结果暂时存放起来，能 够暂时存放二进制数据的电路。
按移位脉冲节拍依次送到Ｄ0端（称为串行输入 方式）。当第一个ＣＰ下降沿到来时，Ｄ0=１,
则Ｑ3Ｑ2Ｑ1Ｑ0＝0001；当第二个ＣＰ下降沿 到来时，Ｄ０=0,则Ｑ3Ｑ2Ｑ1Ｑ0=0010,经过4 个移位脉冲后，寄存器状态为Ｑ3Ｑ2Ｑ1Ｑ 0=1011,移位过程示意图如图所示。
右移寄存器的工作过程示意图