寄存器和移位寄存器

S1 74LS194 A CLK
S0
RD
Q0 Q1 Q2 Q3
CLK
R1 D′
探
0000
究
新
知
2.功能
课中环节
74LSቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ94A的功能表
RD S1 S0 工作状态
0 × × 置零
1 0 0 保持 1 0 1 右移 1 1 0 左移 1 1 1 并行输入
A4A3A2A1
1S1 1S0
D IR D0 D1 D2 D3 DIL
D0
1D
Q0
0
C1
R
Q0
D1
1D
Q1
1
C1
R
Q1
D2
0
1D
Q2
C1
R
Q2
D1 3
CLK
1D
Q3
C1
R
Q3
探 究 新
RD
知
74LS175的逻辑电路
课中环节
二、 移位寄存器（Shift Register）
1.概 念
移位寄存器用于寄存一组二值代码，并将 这组代码在脉冲的作用下进行移位的器件。
RD
Q0 Q1 Q2 Q3
CLK
R1 D′
探
0000
究
新
知
2.功能
课中环节
74LS194A的功能表
RD S1 S0 工作状态
0 × × 置零
1 0 0 保持 1 0 1 右移 1 1 0 左移 1 1 1 并行输入
A4A3 A2
0S1 1S0
D IR D0 D1 D2 D3 DIL
S1 74LS194 A CLK
RD
Q0 Q1 Q2 Q3
1 10 0 0
CLK
1
任 务 求
仿解真
扭环形计数器 1
课中环节 0
1000 1
0 D IR D0 D1 D2 D3 D IL
S1
CLK
1 S0
RD
Q0 Q1 Q2 Q3
CLK
1
1000
1 01 00 000
1100 1110
1111
0000
0001
0011 0111
任 务 求
S1 S0
Q0Q1Q2 Q3
74LS CP
194
D0 D1 D2 D3
n0 n1n2 n3 (N )
8位右移寄存器
N右移1位 M右移3位
C
yy76
输 出
y5 高
y4 位
(Y )
8位右移寄存器
Y M8 N2
知识回顾 Knowledge Review
Q0 FF1
1D
> C1
Q1 FF2
1D
> C1
Q2 FF3
1D
> C1
Q3 DO
探 究 新 知
课中环节
思考：经过多少个脉冲在并D行I串—行串输行入转的换
数据能在DO端串行输出？
Q0
Q1
Q2
Q3
FF0
FF1
1011 DI 1D
1D
FF2
FF3
1D
1D
DO
> C1
> C1
> C1
> C1
CLK
探
究
经过7个CP脉冲作用后，从DI 端串行
用
课后环节
设计要求：1.设计出仿真电路图；
学
2.预约创新实验室进行实物制作； 以 3.形成设计报告网络课程提交讨论。 致
用
敬请批评指正!
二、 移位寄存器的功用 1.存储代码
课中环节
八路互锁开关
课中环节
二、 移位寄存器的功用 2.串行—并行转换
（a）串行—并行转换
鼠标为串行输入，计算机CPU将
寄存器及 移位寄存器
• 教学方法：研究式教学法
课前
课中
课后
下达
教员
学员 讨论交流
研究课题 理论精讲 学以致用 总结评价
课中理论精讲 任务驱动 分析课题，引出任务 温故知新 回顾D触发器逻辑功能 探究新知 研究移位寄存器功能 任务实现 运用所学，实现任务 应用扩展 补充知识，扩展应用 巩固小结 共同回顾，小结内容
展
右移：从低位到高位，相当于乘以2。
[例6.3.1] : 分析下图电路的逻辑功能
CLK1
8位并行
加法器
输 出 低 位
yyyy1302
(Y )
CLK 2
S1 S0
m0m1 m2m3 (M )
1
D0D1 D2 D3 RD
CP 74LS S1

194 S0
Q0
Q1
Q
2
QDIR 3
RD D0D1 D2 D3
S1 74LS194 A CLK
S0
RD
Q0 Q1 Q2 Q3
CLK
R1 D′
探
究
新
知
课中环节
课题
研究课题:能环否使形四计路彩数灯器能够按照左移和
右移的顺序渐次点亮,，全亮后再顺次熄灭。
1000 0001
0100 0010
1000 10
0 D IR D0 D1 D2 D3 D IL
S1
CLK
1 S0
S1 74LSCP
S0 194
Q DIR 0
Q1
Q
2
Q3
S0A S1 S2
0 A1A2A3
CO
74283CI
S3B0B1 B2 B3
CCAO0I7A412A823A3SSS210
B0 B1 B2 B3S3
Q0 Q1 Q2 Q3
CP 74LS
RD
S1
194 S0
D0
D1
D2
DDIR 3
1


DIR
RD
CLK
R1 D′
探
0000
究
新
知
2.功能
课中环节
74LS194A的功能表
RD S1 S0 工作状态
0 × × 置零
1 0 0 保持 1 0 1 右移 1 1 0 左移 1 1 1 并行输入
A4A3A2 A1
0S1 1S0
D IR D0 D1 D2 D3 DIL
S1 74LS194 A CLK
S0
课中环节
任 务 驱 动
课中环节
寄存器的功能及应用 集成电路74LS194A 移位的工作原理
内容
重点
任
难点
务
驱
动
D 触 发 器 ( D Flip-Flop)
信号
输入端 D 10 1D
CLK > C1
存储数据
Q 互补
输出端
Q
温
时钟脉冲
逻辑符号
故
特性方程： Q0*=D
知 新
一、 寄存器（Shift Register）
S0
RD
Q0 Q1 Q2 Q3
CLK
RD′
巩 固 小
结
课后环节
课题的设计与制作
必做题目：花型1：8路彩灯从左到右顺次点亮， 全亮后逆序熄灭。
选作题目：花型2：8路彩灯从中间到两边对称地 逐次渐亮，全亮后仍由中间到两边逐 次渐灭。
学
花型3：8路彩灯分两半，从左至右顺 以 次点亮，全亮后再全灭，循环三次。 致
CLK
R0 D′
探
0000
究
新
知
2.功能
课中环节
74LS194A的功能表
RD S1 S0 工作状态
0 × × 置零
1 0 0 保持 1 0 1 右移 1 1 0 左移 1 1 1 并行输入
0S1 0S0
D IR D0 D1 D2 D3 DIL
S1 74LS194 A CLK
S0
RD
Q0 Q1 Q2 Q3
应
串行输入的数据转化为并行数据进
行处理，比如64位处理器。
用
扩
（b）串行—并行转换：扩展单片机的并口
展
课中环节
课中环节
3.数据运算： D0 D1 D2 D3 十进制数 相当于
原 数 00 01
8
左移一位 0 0 1 0
4
左移二位 0 1 0 0
2
左移三位 1 0 0 0
1
÷2
应
÷4
用
÷8
扩
左移：从高位到低位，相当于除以2；
S0
RD
Q0 Q1 Q2 Q3
CLK
R1 D′
探
A1 0 0 0
究
新
知
2.功能
课中环节
74LS194A的功能表
RD S1 S0 工作状态
0 × × 置零
1 0 0 保持 1 0 1 右移 1 1 0 左移 1 1 1 并行输入
A1 A2A3A4
1S1 0S0
D IR D0 D1 D2 D3 DIL
2.工作原理
D4
D3
D2
D1
D4 D3 D2 D1
探 究 新 知
2.工作原理
课中环节
1011 DI
1001
FF0
Q0 FF1
1D
1D
1010
Q1 FF2
1D
01
Q2 FF3
1D
001
Q3
DO
> C1
> C1
> C1
> C1
CLK
探
究
串行—并行转换
新
知
2.工作原理
课中环节
DI
FF0
1D
> C1
CLK
新
输入的数码就可以从DO 端串行输出。
知
课中环节
三、双向移位寄存器—74 LS194A 1思.逻考辑：符如号何与得管到脚左图移寄存器？
并行数据输入
左移串
右移串
行输入
行输入
控 制 端
S1 S0
DIR D0 D1 D2 D3 DIL
S1 74LS194 A CLK
S0
RD
Q0 Q1 Q2 Q3
CLK
RD′
探
究
并行数据输出
双列直插式引脚图 新
知
2.功能
课中环节
74LS194A的功能表
RD S1 S0 工作状态
0 × × 置零
1 0 0 保持 1 0 1 右移 1 1 0 左移 1 1 1 并行输入
S1 S0
D IR D0 D1 D2 D3 DIL
S1 74LS194 A CLK
S0
RD
Q0 Q1 Q2 Q3
课前环节
课前下达任务 1. 温 故：D触发器相关知识点 2. 研究课题：彩灯控制器的设计
彩灯控制器可以自动控制多路彩灯按不
同的节拍循环显示各种灯光，并且变换花型。 任
务
驱
实物演示，或是视频
动
目前观点： 1.时序逻辑电路设计的方法 2.单片机 3.译码器+门电路
课题简化： 使四路彩灯能够按照左
移和右移的顺序渐次点亮， 全亮后再顺次熄灭。
2.分 类
左移位
逻辑 功能
存储代码
单向移位 寄存器
寄存器 右移位
探 究
移位功能 双向移位 寄存器
新
寄存器
知
课中环节
二、 电路结构及工作原理
1.电路结构
并行数据输出端
串行数据输入端
Q0
DI
FF0
FF1
1D
1D
> C1
> C1
CLK
Q11
Q2
Q3
FF2
1D
> C1
FF3
DO
1D
> C1
探
究
新
串行数据输出端 知
1.功能：寄存物品；
2.特点：临时性； 一箱一物性。
存储二值代码；
探
暂时性；
究
一个基本单元只能 新 存储1位二进制数。 知
3.结构： 基本单元：触发器(Flip-Flop) N位寄存器用N个触发器构成
4.工作原理
D 1D
Q
探
CP ＞ C1 Q
究
D触发器：Q0*=D
新 知
5.典型集成电路：74HC175
仿解真
课中环节
内容小结
1.移位寄存器概念及分类 2.电路结构与工作原理 3.双向移位寄存器74LS194A功能
RD S1 S0 工作状态
0 1 1 1 1
× × 置零
0 0 保持
S1
0 1 右移
S0
1 0 左移
1 1 并行输入
D IR D0 D1 D2 D3 DIL
S1 74LS194 A CLK