脉冲与数字电路——时序逻辑电路

功
能
直接清零
1
00
保持
1
0 1 右移(从QA向右移动)
1
1 0 左移(从QD向左移动)
1
11
并入
5.2.3 寄存器应用举例 例：数据传送方式变换电路
D6
并 D5
行 D4
输 入
D3 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。
1 1 1 0 D0 D1 D2 D3 右移 ( S1S0=01)
数据由Q0 串行输出
双向移位寄存器
构成原理：既能左移又能右移。
给移位寄存器设置一个控制端如S，令S＝0 时 左移；S＝1时右移即可。
D0 ＝ L
D1 ＝ Q0 D2 ＝ Q1 D3 ＝ Q2
左移
D3 ＝ R D2 ＝ Q3 D1 ＝ Q2 D0 ＝ Q1
右移
D0 = SL ＋ SQ1 D1 = SQ0 ＋ SQ2 D2 = SQ1 ＋ SQ3 D3 = SQ2 ＋ SR
3.工作效果:
提醒：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)
D3D2D1D0
0110 1100 1000 0000 0000 0000
CP
Q0 1 0 0 0 0 0 Q1 1 1 0 0 0 0 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
Q3 D3 Q3
Q2 D2 Q2
Q1 D1 Q1
Q0 D0
L
双向移
集成组件74LS194就是这样的多功能移位寄存器。
工作方式 控制
VCC QA QB QC QD CP S1 S0
16 15 14 13 12 11 10 9
QA QB QC QD CP S1
CLR 74LS194 S0
R A BC DL
1 2 3 456 78
CLR R A B C D L GND
Q2
&
QQ D
A2
Q1
&
QQ D
A1
Q0
&
QQ D
A0
取数 脉冲
接收 脉冲 ( CP )
A0--A3：待存数据
Q0--Q3：输出数据
工作过程：接收脉冲到达后，将待存数据送 至各D触发器 ， 取数脉冲加入后将所存数据 送出。
5.2.2 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 分成左移寄存器、右移寄存器 和 双向移位 寄存器三种：
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 将它分为串行 输入－串行输 出、串行输入 －并行输出、 并行输入－串 行输出和并行 输入－并行输 出四种电路结 构：
FF
FF
FF
FF
串入－串出
FF
FF
FF
FF
串入－并出
FF
FF
FF
FF
并入－串出
FF
组合逻辑电路 . Z ... 存储功能 ... W
§5.2 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。
5.2.1 数码寄存器
Q3
Q2
Q1
&
&
&
QБайду номын сангаас D
QQ D
QQ D
CLR
A3
A2
A1
四位数码寄存器
Q0
&
QQ D
A0
取数 脉冲
接收 脉冲 ( CP )
CLR
Q3
&
QQ D
A3
2.具体电路:
&
G1 +5V
G2
&
启动 脉冲
S0 QA1QB1QC1QD1
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
第五章 时序逻辑电路 §5.1 概述 §5.2 寄存器 §5.3 计数器的分析 §5.4 计数器的设计 §5.5 计数器的应用举例
§5.1 概述 时序逻辑电路的特点
在数字电路中，凡是任一时刻的 稳定输出不仅决定于该时刻的输入， 而且还和电路原来的状态有关者，都 叫做时序逻辑电路，简称时序电路。
时序电路必 然具有记忆功 X .. 能，因而组成 Y 时序电路的基 本单元是触发 器。
0110 1100
1100 1000
1000 0000
0000 0000 0000 0000
串行 输出
Q3 D3 Q2 D2
Q1 D1
0
Q0 D0
Q3
Q2
并入初态Q3Q2Q1Q0 ＝ 1011
Q1
Q0
CP
移位 脉冲
用波形图表示如下：
Q3Q2Q1Q0
1011 0110 1100 1000 0000 0000
串行 输入
Q0
CP
移位 脉冲
“L”即需左
移的输入 数据.
D0 ＝ L D1 ＝ Q0 D2 ＝ Q1 D3 ＝ Q2
数据由Q3 串行输出
四位串入 - 串出的右移寄存器：
串行 R
输入
D Q3
Q
D Q2 Q
D Q1 Q
串行 D Q0 输出
Q
CP 移位 脉冲
“R”即需
右移的输 入数据
D3 ＝ R
D2 ＝ Q3 D1 ＝ Q2 D0 ＝ Q1
下面将重 点讨论 兰颜 色的 那部分 电路的工作 原理。
串行 输出
Q3 D3 Q3
左移过程
D0 ＝ 0 D1 ＝ Q0 D2 ＝ Q1 D3 ＝ Q2
Q2 D2
Q1 D1
0
Q0 D0
Q2
Q1
Q0
CP
移位 脉冲
并入初态 Q3Q2Q1Q0 ＝ 1011
Q3Q2Q1Q0 D3D2D1D0
1011 0110
FF
FF
FF
并入－并出
数据预置
A3
A2
A1
A0
存数 脉冲
LOAD
&
&
&
&
串行 输出
SD
Q 3
D
Q2 D
Q
清零
Q
脉冲 RD
CLR
Q1 D Q
SD
Q0 D
1
Q
0 CP
移位 脉冲
设A3A2A1A0 ＝ 1011，在存数脉冲作用
下，并行输入数据，使 Q3Q2Q1Q0 ＝ 1011 。
四位并入 串出的左移 寄存器
右移
左移
串行 并行输入 串行
输入
输入
VCC QA QB QC QD CP S1 S0
16 15 14 13 12 11 10 9
QA QB QC QD CP S1
CLR 74LS194 S0
R A BC DL
1 2 3 456 78
CLR R A B C D L GND
CLR CP S1 S0
0