寄存器和移位寄存器

2022-02-05 22:07:06 來源: 網絡

寄存器1．定義2．電路舉例 3．邏輯功能分析7.4.2 移位寄存器一、單向移位寄存器㈠　由4個維持阻塞D觸發(fā)器組成4位右移位寄存器。1．邏輯電路： 2．工作原理3．右移位寄存器的狀態(tài)表㈡　4位左移位寄存器。二、雙向移位寄存器4位雙向移位寄存器CT74LS1941．邏輯功能示意圖2．功能表3．主要功能分析7.4.3 移位寄存器的應用一、環(huán)形計數器邏輯電路、工作原理 1．寫方程式2．狀態(tài)轉換真值表3．邏輯功能4．工作波形（在有效狀態(tài)時）。5．優(yōu)缺點：二、扭環(huán)計數器同環(huán)形計數器的分析過程7.4.4 順序脈沖發(fā)生器一、基本概念二、由環(huán)形計數器實現三、由雙向移位寄存器CT74LS194構成㈠　順序正脈沖㈡　順序負脈沖四、還可以用計數器+譯碼器實現

現代教學方法與手段：DLCCAI或EWB演示移位寄存器和順序脈沖發(fā)生器的邏輯功能

7.4 寄存器和移位寄存器寄存器：存放數碼、運算結果或指令的電路。移位寄存器：不但可存放數碼，而且在移位脈沖作用下，寄存器中的數碼可根據需要向左或向右移位。一個觸發(fā)器可存儲一位二進制代碼。n位二進制代碼寄存器需n個觸發(fā)器。寄存器應用舉例：1 運算中存貯數碼、運算結果。2 計算機的CPU由運算器、控制器、譯碼器、寄存器組成，其中就有數據寄存器、指令寄存器、一般寄存器。課堂討論：寄存器與存儲器有何區(qū)別?寄存器內存放的數碼經常變更，要求存取速度快，一般無法存放大量數據。（類似于賓館的貴重物品寄存、超級市場的存包處。）存儲器存放大量的數據，因此最重要的要求是存儲容量。（類似于倉庫）7.4.1 寄存器1．定義寄存器：用以存放二進代碼的電路。2．電路舉例由維持阻塞D觸發(fā)器組成的4位數碼寄存器。

3．邏輯功能分析： 7.4.2 移位寄存器具有存放數碼和使數碼逐位右移或左移的電路稱作移位寄存器，又稱移存器。課堂討論：二進制的乘除法如何實現?(利用了移位寄存器)移位寄存器又分為單向移位寄存器和雙向移位寄存器。

一、單向移位寄存器㈠　由4個維持阻塞D觸發(fā)器組成4位右移位寄存器。

1．邏輯電路： 4個D觸發(fā)器共用一個時鐘脈沖信號，因此為同步時序邏輯電路。數碼由最左邊的FF0的DI端串行輸入。

2．工作原理每一個觸發(fā)器的輸出→其右邊觸發(fā)器的輸入，則對應每一個CP上升沿，數據右移一位。

3．右移位寄存器的狀態(tài)表

并行輸出方式：數碼由Q3、Q2、Q1、Q0取出

串行輸出方式：數碼從Q3取出，但需要輸入4（觸發(fā)器的個數）+4（數碼位數）個移位脈沖才能從4位寄存器中取出存放的4位數碼1011。

㈡　4位左移位寄存器。數碼由最右邊的FF3的端串行輸入。每一個觸發(fā)器的輸出→其左邊觸發(fā)器的輸入，則對應每一個CP上升沿，數據左移一位。

二、雙向移位寄存器

3．主要功能分析。（根據功能表分析，不寫板書）

7.4.3 移位寄存器的應用一、環(huán)形計數器

為同步時序邏輯電路。

下面分析它的工作原理。（鞏固已經學過的同步電路的分析方法。可簡單講分析過程，重點講明邏輯功能和工作波形。）1．寫方程式

2．狀態(tài)轉換真值表

3．邏輯功能①　4位環(huán)形計數器只有4個有效工作狀態(tài)，即只能計4個數。②　狀態(tài)利用率很低：由4個觸發(fā)器組成的二進制計數器有16個不同的狀態(tài)。因此，有12個無效狀態(tài)。 ③　能夠自啟動：如由于某種原因而進入無效狀態(tài)時，只要繼續(xù)輸入計數脈沖CP，電路就會自動返回有效狀態(tài)工作。4．工作波形（在有效狀態(tài)時）。Q0、Q1、Q2、Q3輸出的波形為一組順序脈沖（依次出現正脈沖），因此，環(huán)形計數器也是一個順序脈沖發(fā)生器。（本節(jié)稍后將會講到）

5．優(yōu)缺點：優(yōu)點：電路簡單。缺點：電路狀態(tài)利用率低，計n個數，需n個觸發(fā)器，很不經濟。

自啟動扭環(huán)計數器，為同步時序邏輯電路。

下面分析它的工作原理。（鞏固已經學過的同步電路的分析方法。可簡單講分析過程，重點講明邏輯功能、工作波形。）1．寫方程式

2．狀態(tài)轉換真值表

3．邏輯功能①　4位扭環(huán)計數器只有8個有效工作狀態(tài)，即能計8個數。②　狀態(tài)利用率較低：由4個觸發(fā)器組成的二進制計數器有16個不同的狀態(tài)。因此，有8個無效狀態(tài)。 ③　能夠自啟動：如由于某種原因而進入無效狀態(tài)時，只要繼續(xù)輸入計數脈沖CP，電路就會自動返回有效狀態(tài)工作。4．工作波形（在有效狀態(tài)時）。5．優(yōu)缺點：優(yōu)點：每次狀態(tài)變化只有一個觸發(fā)器翻轉，不存在競爭冒險現象，電路比較簡單。缺點：電路狀態(tài)利用率不高。

7.4.4 順序脈沖發(fā)生器一、基本概念順序脈沖：指在每個循環(huán)周期內，在時間上按一定先后順序排列的脈沖信號。順序脈沖發(fā)生器：產生順序脈沖信號的電路。應用：在數字系統(tǒng)中，常用以控制某些設備按照事先規(guī)定的順序進行運算或操作。復習（提問）：總線傳輸時多個三態(tài)門的EN取值有何要求(順序脈沖)二、由環(huán)形計數器實現（需幾個順序脈沖，就用幾位環(huán)形計數器）三、由雙向移位寄存器CT74LS194構成（以下電路只是提供一種方案，靈活使用CT74LS194，實際上還可以有更多方案。）㈠　順序正脈沖

圖7.4.6（a）所示。令＝1、D0D1D2D3＝0001、Q0＝DSL 1．先并行置數令M1M0＝11，加CP有效↑，Q0Q1Q2Q3＝D0D1D2D3＝00012．再不斷左移再令M1M0＝10 ，加CP有效↑電路開始左移操作，由Q3～Q0端依次輸出順序脈沖。3．得到順序正脈沖順序脈沖的寬度為CP的一個周期。它實際上也是一個環(huán)形計數器。㈡　順序負脈沖圖7.4.7（b）所示。令＝1、D0D1D2D3＝0111、M0＝1、Q3＝DSR 1．先并行置數加啟動負脈沖時→M1=1→M1M0＝11，加CP有效↑Q0Q1Q2Q3＝D0D1D2D3＝0111啟動脈沖結束后為高電平。2．再不斷左移由于Q0＝0→G1輸出1→G2輸出0→M1＝0即M1M0＝01，加CP有效↑電路開始右移操作，由Q0～Q3依次輸出低電平順序脈沖。3．得到順序負脈沖

四、還可以用計數器+譯碼器實現（提示出來，供學生思考）

現代教學方法與手段：DLCCAI或EWB演示移位寄存器和順序脈沖發(fā)生器的邏輯功能

關鍵詞：模擬電路模擬芯片德州儀器放大器 ADI 模擬電子

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