寄存器与移位寄存器

X 0 0 0 1 1 1
X 0 1 1 0 0 1
X X
↑ ↑ ↑ ↑ ↑
X X X X X X X 1 X X 0 X 1 X X 0 X X X X d0
X X X X X X d1
X X X X X X d2
X X X X X X d3
0 Qn 0 1 0 n Q1 n Q1 d0
0 n Q1 Qn 0 Qn 0 n Q2 Qn 2 d1
CP Q4 Q3 Q2 0 1 2 3
Q
1 0 1 1 1 1 0 0 0
/Q4
4
5 6
0 0 0 0 1 1 1 1
0 0 0 1 1 1 1 0
0 0 1 1 1 1 0 0
1 1 1 1 0 0 0 0
J K
一、74195四位右移移位 寄存器
& ≥1 &
D3~D0:并行数据输入端 Q3~Q0:并行数据输出端
☆
特征方程：
Q D
Q D
Q D
Q D
Q1n1 D1 Vi CP n 1 Q2 D2 Q1 CP Q3n1 D3 Q2 CP n 1 Q4 D4 Q3 CP
4
3
2
1
VI
CP
★ 移位寄存器移存规律：
1 Qn Di Qi1 i
CR SH/LD X 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1
CP J X X ↑ X ↑ 0 ↑ 0 ↑ 1 ↑ 1
K D0 X X X d0 1 X 0 X 0 X 1 X
D1 X d1 X X X X
D2 X d2 X X X X
D3 X d3 X X X X
Q 0 Q1 Q 2 Q 3 Q 3 0 0 0 0 1 d 0 d1 d 2 d 3 d3 n n n n n Q 0 Q 0 Q1 Q 2 Q 2 n n n n 0 Q 0 Q1 Q 2 Q 2 n n n n n Q Q 0 0 Q1 Q 2 Q 2 n n n n Q Q Q 1 0 1 2 Q2
0 Qn 2 n Q1 n Q1 Qn 3 n Q3 d2
0 Qn 3 n Q2 Qn 2 1 0 d3
1、实现数码串－并变换 3－8 译 码 器
串行输入
串 并 转 换
并 行 输
4－10 译 码 器
出
①串行－并行转换器
具有自动转换功能的7位串 －并转换电路。 片Ⅰ：
J K
0
1
D0 D1 D2 D3
这一类触发器在CP↑作用下，输出接收输入代码，在CP无效时输出保 持不变。 EN0 EN1 D Qn+1 ★ 由带使能端（电位控制式）D 触发器构成的锁存型集成寄存器。 如：74375（4D)、74363(8D)、 74373（8D)等。
0 0 0 1 1 1 0 x 1 0 x x 1 0 Q 高阻
J K
D0 D1 D2 D3
D i :7位串行数据输入
SH / LD 74195(1) CR Q0 Q1 Q2 Q3 Q3
SH / LD 74195(2) CR Q0 Q1 Q2 Q3 Q3
CP
CR
Q 0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6
J、 K、D0 接串行输入数据
同时与其它并行数据输 入端组成8位数据输入。 D1接0为标志码，0移出 去，表明一组串入数据 已完成并出转换。
8
在移位寄存器的基础上加左、右移位控制信号使寄存器 同时具有左、右移功能。 CP 4 1 3 2 CP:移存脉冲 D Q D Q D Q D Q A：右移串入 & & & & & & & & A B：左移串入 B M:左、右移控制 M 1 ☆ 特征方程 ★ 当M=0时： ★ 当M=1时：
1 1 1 1
0 1 2 3 0 1 2 3 10 11 12 13
13
1
DI0DI1DI2
DI3DI4DI5DI6
20
21
22
23
23
SH / LD Q10Q11Q12 Q13Q20Q21
0 1
0
1 1 1 1
片2的Q3为串行输出端。 并－串转换表： 在启动脉冲的作用下: SH / LD 0 电路执行并行输入功能。
寄存器中触发器状态改变 是与CP同步，叫做同步送数方 式。
1
1
↑
1
1
异步送数： R、S为D触发器异步置0、1控制端 D3~D0 1 0 1 0 Q Q Q Q 为并行数据 D 4 D 3 D 2 D 1 R R R S S R S S 输 入 端 ， 0 1 1 0 Q3~Q0 为 并 1 0 0 1 & & & & & & 行数据输出， & & 叫做并入－ D3 1 D2 0 D11 D0 0 并出。 ☆
在移存脉冲的作用下，输入信息的当前数码存入第一级触发器， 第一级触发器的状态存入到第二级触发器，依此类推，高位触发器存入 低位触发器状态，实现了输入数码在移存脉冲的作用下向左逐位移存。
假定：寄存器初态为0，VI = 1101串行送入寄存器输入 5 6 3 7 1 4 2 CP 从波形图看出： VI 输入信号每经过 1 1 0 1 Q1 一级触发器，移 Q2 动了一个移存周 Q3 期，但波形形状 Q4 保持不变。
J、 K : 串行输入数据端
D
R D R D R D
Q0
Q1
Q2
D0 D1
&
SH/LD : 移位/置位控制端 CR : 异步清0端 寄存器在CP↑执行并 当SH/LD 0时，入功能，将输入数据 1 D0 CP 同时送入寄存器。 Qn 0 ＝ n 1 D1 CP Q1 ＝
n 1 2 n 1 3
D2
0 1 SH / LD CP
CR
D3
1
1 0
1
1 1
0 1
Q3
当SH/LD 1时，
Q0在CP↑接收J、/K串 D2 CP 入信号，其余位右移 Q ＝ D3 CP 一位。 Q ＝
R
Q3
1 Q1 CP Qn 2 ＝
1 Qn 0 ＝JQ 0 KQ 0 CP 0 n 1 Q0 CP Q1 ＝ 0
一、寄存器 寄存器是用来寄存数码的逻辑部件，所以必须具备接收和寄存数码的 功能。任何一种触发器都可以构成寄存器，每一个触发器存放一位二进制数 或一个逻辑变量，用n个触发器组成的寄存器就可以存放n位二进制数或n个 逻辑变量。 常用集成寄存器分类： ★ 由多个（边沿触发）D触发器组成的集成寄存器。
如：74171(4D)、74175(4D)、74174（6D)、74273（8D)等。
1
画状态转换图 4级触发器共有16种状态，还有12种状态不能进入主循环。
0111 0001 0010 0000 1111 1011 1101 1110
1000
0100
0011
0110
1010
1001 1100
0101
在计数脉冲CP的作用下，Q4移到Q1,其余位左移一位。
缺点：死循环太多，有2n-n个状态没用。要修改设计， 方法不介绍，要求小规模电路会分析，中规模会应用、会 设计。
0 1 1 1 1 1 1 0 1
0 ②并行－串行转换器 J K D D D D J K D D DD 实现并行数据输入，串行 SH / LD74195(2) SH / LD 74195(1) 数据输出。 CR Q Q Q Q Q CR Q Q Q Q Q 并行输入数据由7位并入数 CP 将并入变为串出 据DI0~DI6和标志位0组成8 CR & & 位并入数据。 片Ⅰ：J、/K=1,Q0接收1。 CP Q10 Q11 Q12 Q13 Q20 Q21 Q22 Q23 S/L
n 1 Q2 ＝Q1
Q3n 1＝Q2 n 1 Q2 ＝Q1 Q1n 1＝B
Q1n1＝Q2
A→4→3→2→1 电路执行右移
4←3←2←1←B 电路执行左移
利用移位寄存器组成的计数器叫做移存型计数器。 移存型计数器状态转换要符合移位寄存规律。 1、环形计数器 S S S S ☆ 首先确定是移存型计数器 Q D Q D Q D Q D 2 1 4 3 Qin 1 Qi 1 R R R R 特点：将高位输入接低 位输出，而且头尾相连。 CP ☆ 初始状态已确定，最低位置1，其余位置0，用启动脉冲 确定初始状态为，Q4Q3Q2Q1=0001 特征方程： 计数顺序： 计数特点： n 1 Q4 ＝D4 CP Q3 CP Q4Q3Q2Q1 每个状态转换只有一位为1 Q3n 1＝Q2 CP 0 0 0 1 环形计数器计数M=触发器数。 n 1 Q2 ＝Q1 CP 0 0 1 0 本例触发器为4，所以叫四分频、 Q1n1＝Q4 CP 0 1 0 0 M4计数。输入四个脉冲Q4输出一 符合移位寄存规律Q4移 1 0 0 0 个脉冲。 到Q ,其余位左移一位。


J
/K 1 0 0 1
Q0n+1 Q0 0 /Q0 1
1 1
1 Q 2 CP Qn 3 ＝
1、74195逻辑符号
J
SH / LD 74195 CR CP Q Q Q Q Q 0 1 2 3 3
/K 1
Q0n+1 Q0
J K
D0 D1 D2 D3
0
0
1 1
0
0 1
0
/Q0 1
2、74195功能表：
功能选择
1、逻辑符号
DSR D0 D1 D2 D3 DSL
M1
0 0 1
M0
0 1 0
Q0n+1
保持 右移接收串入DSR 左移接收串入DSL
2、功能表
M1 M0
74194
CR
Q0 Q1 Q2 Q3 CP
1
1
并入
CR 0 1 1 1 1 1 1
M1 M0 CP D SL DSR D 0 D1 D2 D 3 Q 0 Q1 Q 2 Q 3
n 1 Q4 MA M Q3 CP
Q3n 1
n 1 Q2
Q
n 1 1
M Q M Q CP M Q M Q CP M Q M B CP
4 2 3 1 2
n 1 Q4 ＝A
n 1 Q4 ＝Q3
Q3n 1＝Q4
将串入变为并出
8
0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D0
0 0 0 0 1 1 D0 0 1 D1 D0 0 D2 D1 D0 D3 D2 D1 D4 D3 D2 D5 D4 D3 0 1 1
0 1 1 1 0 D0 D1 D2 1
0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 D0 0 D1 D0 1 1
☆
在清0信号的作用下，触发器清0。
☆ 在CP↑作用下，输出接收输入代码，在CP无效时输 出保持不变。 D D D D 0 02 01 00 3 3
Q R D
2
Q R D
1
Q R D
0
Q R D
1
D3 D2 D1 D0
CR
1
CP ↑
R
0 1 1
S
1 0 1
CP
X X ↑
[D]
Baidu NhomakorabeaX X 0
Qn+1
0 1 0
片1的Q3接片2的串入J、 K端 SH / LD Q7
CP 0 1 2 3 4 5
/CR 0 1 1 1 1 1 1 1 1
DI X D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D0
Q0
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6 SH/LD Q 7
由于输入是7位串入数据，6 因此输出只取7位。 7 串－并转换表：
2、扭环形计数器 在移存型计数器的基础上将最高位反码输出接第一级输入。 Q 4 Q1 Q D Q D Q D Q D Q1 Q2 4 3 2 1 Q2 Q3 R R R R R Q3 Q4 CP Q 4＝ 1 计数顺序: 在清0信号的作用下，初始状态为0，
D
在计数脉冲CP的作用下，/Q4移到 Q1,其余位左移一位。 特点：输入八个脉Q4输出一个对称 方波，所以是八分频 n个触发器可以构成2n分频器 本例2X4＝8 缺点：用触发器较多，有2n-2n状 态没有使用。
R 0 1 1 1 S 1 0 1 1 CP X X ↑ ↑ [D] X X 0 1 Qn+1 0 1 0 1
1
当接收命令为1时： 设：D3D2D1D0=1010 在异步置 0 、 1 作用下，输出为 1010，达到异步送数目的。
移位寄存器是实现移位和寄存数码功能的逻辑部件。 目前常用的集成移位寄存器种类很多，如 74164 、 74165、74166均为八位单向移位寄存器，74195为四位 单向移存器， 74194 为四位双向移存器， 74198 为八位 双向移存器。 Q D Q D Q D Q D VI 串入 3 2 4 1 1、左移移位寄存器 CP 移存 脉冲 ☆ 由四级D触发器组成四位左移移位寄存器。 ☆ 第一级D触发器接输入信号Vi ，其余触发器输入D接前级 输出Q,所有CP连在一起接输入移存脉冲，是同步工作方式。