寄存器和移位寄存器課件.ppt

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1、了 解 集 成 移 位 寄 存 器 的 應(yīng) 用 。主 要 要 求 ：理 解 寄 存 器 和 移 位 寄 存 器 的 作 用 和 工 作 原 理 。6.4 寄 存 器 和 移 位 寄 存 器 下 面 請(qǐng) 看 置 數(shù) 演 示一 、 寄 存 器 Register， 用 于 存 放 二 進(jìn) 制 數(shù) 碼 。4 位 寄 存 器 Q0 Q1 Q2 Q3 Q0 Q1 Q2 Q3FF0 FF1 FF2 FF3D0CPC1 C1 C11D 1D 1D R R R R D1 D2 D3 C11D CR 由 D 觸 發(fā) 器 構(gòu) 成 ， 因 此 能 鎖 存 輸 入 數(shù) 據(jù) 。1 CR 為 異 步 清 零 端 ， 當(dāng) C

2、R = 0 時(shí) ， 各 觸 發(fā) 器 均被 置 0。 寄 存 器 工 作 時(shí) ， CR 應(yīng) 為 高 電 平 。 D0 D3 稱 為 并 行 數(shù) 據(jù) 輸 入 端 ， 當(dāng) 時(shí) 鐘 CP 上 升 沿到 達(dá) 時(shí) ， D0 D3 被 并 行 置 入 到 4 個(gè) 觸 發(fā) 器 中 ， 使 Q3 Q2 Q1 Q0 = 3 D2 D1 D0。D0 D1 D2 D3D D D D 在 CR = 1 且 CP上 升 沿 未 到 達(dá) 時(shí) ， 各 觸 發(fā) 器的 狀 態(tài) 不 變 ， 即 寄 存 的 數(shù) 碼 保 持 不 變 。 Q0 Q3 是 同 時(shí) 輸 出 的 ， 這 種 輸 出方 式 稱 并 行 輸 出 。 1 個(gè) 觸

3、發(fā) 器 能 存 放 1 位 二 進(jìn) 制 數(shù) 碼 ， 因 此 N 個(gè) 觸 發(fā) 器 可 構(gòu) 成 N 位 寄 存 器 。各 觸 發(fā) 器 均 為 D 功 能 且 并 行 使 用 。Q0 Q1 Q2 Q3 Q0 Q1 Q2 Q3FF0 FF1 FF2 FF3D0CPC1 C1 C11D 1D 1D R R R R D1 D2 D3 C11D CR 寄 存 器 的 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) 二 、 移 位 寄 存 器在 控 制 信 號(hào) 作 用 下 ， 可 實(shí) 現(xiàn) 右 移也 可 實(shí) 現(xiàn) 左 移 。 雙 向 移 位寄 存 器單 向 移 位寄 存 器 左 移寄 存 器 右 移寄 存 器 每 輸 入 一 個(gè) 移 位 脈 沖

4、 ， 移 位 寄 存 器中 的 數(shù) 碼 依 次 向 右 移 動(dòng) 1 位 。 每 輸 入 一 個(gè) 移 位 脈 沖 ， 移 位 寄 存 器中 的 數(shù) 碼 依 次 向 左 移 動(dòng) 1 位 。 Shift register用 于 存 放 數(shù) 碼 和 使 數(shù) 碼 根 據(jù) 需 要 向 左 或 向 右 移 位 。 右 移 輸 入 D0 D1 D3DI D2 右 移 輸 出Q1 1D1D 1D1D Q3Q0 Q2 C1C1C1C1 FF1FF0 FF2 FF3移 位 脈 沖CP 右 移 位 寄 存 器 由 D 觸 發(fā) 器 構(gòu) 成 。 在 CP 上 升 沿 作 用 下 ， 串 行 輸 入 數(shù) 據(jù) DI逐 步 被

5、 移 入 FF 0 中 ； 同 時(shí) ， 數(shù) 據(jù) 逐 步 被 右 移 。D0=DI， D1=Q0， D2=Q1， D3= Q2。 右 移 輸 入 右 移 輸 出1. 單 向 移 位 寄 存 器 的 結(jié) 構(gòu) 與 工 作 原 理移 位 寄 存 器 除 了 能 寄 存 數(shù) 碼 外 ， 還 能 實(shí) 現(xiàn) 數(shù) 據(jù) 的 串 、 并 行 轉(zhuǎn) 換 。 CRCR DSLDSRCP CT74LS194Q0 Q1 Q2 Q3 M1M0D0D1D2 D32. 集 成 雙 向 移 位 寄 存 器 CT74LS194移 位 脈 沖輸 入 端右 移 串 行 數(shù) 碼輸 入 端 并 行 數(shù) 碼 輸 入 端左 移 串 行 數(shù) 碼 輸

6、 入 端 工 作 方 式 控 制 端M1 M0 = 00 時(shí) ， 保 持 功 能 。M1 M0 = 01 時(shí) ， 右 移 功 能 。M1 M0 = 10 時(shí) ， 左 移 功 能 。M1 M0 = 11 時(shí) ， 并 行 置 數(shù) 功 能 。 并 行 數(shù) 據(jù) 輸 出 端 ， 從 高位 到 低 位 依 次 為 Q3 Q0。異 步 置 0 端低 電 平 有 效 EXIT 時(shí) 序 邏 輯 電 路計(jì) 數(shù) 器 型 順 序 脈 沖 發(fā) 生 器三 、 順 序 脈 沖 發(fā) 生 器計(jì) 數(shù) 器 型 順 序 脈 沖 發(fā) 生 器 一 般 用 按 自 然 態(tài) 序 計(jì) 數(shù) 的 二進(jìn) 制 計(jì) 數(shù) 器 和 譯 碼 器 構(gòu) 成 。移

7、 位 型 順 序 脈 沖 發(fā) 生 器移 位 型 順 序 脈 沖 發(fā) 生 器 一 般 用 移 位 寄 存 器 和 譯 碼 電 路構(gòu) 成 。 產(chǎn) 生 在 每 個(gè) 循 環(huán) 周 期 內(nèi) ， 在 時(shí)間 上 按 先 后 順 序 排 列 的 脈 沖 信 號(hào) 。 EXIT 時(shí) 序 邏 輯 電 路 D0 D1 D2 D3 STA Y0 STB Y1 STC Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 LD CR CTT CTP Q0 Q1 Q2 Q3 CO 74LS163 74LS138 計(jì) 數(shù) 器 譯 碼 器 1 CP Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 本 章 小 結(jié)時(shí) 序 邏 輯 電 路 由 觸 發(fā)

8、器 和 組 合 邏 輯 電 路 組 成 ，其 中 觸 發(fā) 器 必 不 可 少 。 時(shí) 序 邏 輯 電 路 的 輸 出不 僅 與 輸 入 有 關(guān) ， 而 且 還 與 電 路 原 來(lái) 的 狀 態(tài)有 關(guān) 。 時(shí) 序 邏 輯 電 路 的 工 作 狀 態(tài) 由 觸 發(fā) 器 存儲(chǔ) 和 表 示 。 時(shí) 序 邏 輯 電 路 按 時(shí) 鐘 控 制 方 式 不 同 分 為 同 步 時(shí)序 邏 輯 電 路 和 異 步 時(shí) 序 邏 輯 電 路 。 前 者 所 有 觸發(fā) 器 的 時(shí) 鐘 輸 入 端 CP 連 在 一 起 ， 在 同 一 個(gè) 時(shí)鐘 脈 沖 CP 作 用 下 ， 凡 具 備 翻 轉(zhuǎn) 條 件 的 觸 發(fā) 器在 同

9、一 時(shí) 刻 翻 轉(zhuǎn) 。 后 者 時(shí) 鐘 脈 沖 CP 只 觸 發(fā) 部分 觸 發(fā) 器 ， 其 余 觸 發(fā) 器 由 電 路 內(nèi) 部 信 號(hào) 觸 發(fā) ，因 此 ， 其 觸 發(fā) 器 的 翻 轉(zhuǎn) 不 在 同 一 輸 入 時(shí) 鐘 脈 沖作 用 下 同 步 進(jìn) 行 。 時(shí) 序 邏 輯 電 路 分 析 的 關(guān) 鍵 是 求 出 狀 態(tài) 方 程和 狀 態(tài) 轉(zhuǎn) 換 真 值 表 ， 然 后 由 此 分 析 時(shí) 序 邏輯 電 路 的 功 能 。描 述 時(shí) 序 電 路 邏 輯 功 能 的 方 法 有 邏 輯 圖 、狀 態(tài) 方 程 、 驅(qū) 動(dòng) 方 程 、 輸 出 方 程 、 狀 態(tài) 轉(zhuǎn)換 真 值 表 、 狀 態(tài) 轉(zhuǎn) 換 圖

10、 和 時(shí) 序 圖 等 。 計(jì) 數(shù) 器 是 快 速 記 錄 輸 入 脈 沖 個(gè) 數(shù) 的 部 件 。按 計(jì) 數(shù) 進(jìn) 制 分 有 ： 二 進(jìn) 制 計(jì) 數(shù) 器 、 十 進(jìn) 制計(jì) 數(shù) 器 和 任 意 進(jìn) 制 計(jì) 數(shù) 器 ； 按 計(jì) 數(shù) 增 減 分有 ： 加 法 計(jì) 數(shù) 器 、 減 法 計(jì) 數(shù) 器 和 加 /減 計(jì) 數(shù)器 ； 按 觸 發(fā) 器 翻 轉(zhuǎn) 是 否 同 步 分 有 ： 同 步 計(jì)數(shù) 器 和 異 步 計(jì) 數(shù) 器 。 計(jì) 數(shù) 器 除 了 用 于 計(jì) 數(shù)外 ， 還 常 用 于 分 頻 、 定 時(shí) 等 。 中 規(guī) 模 集 成 計(jì) 數(shù) 器 功 能 完 善 、 使 用 方 便 靈 活 。功 能 表 是 其 正

11、 確 使 用 的 依 據(jù) 。 利 用 中 規(guī) 模 集 成計(jì) 數(shù) 器 可 很 方 便 地 構(gòu) 成 N 進(jìn) 制 (任 意 進(jìn) 制 )計(jì)數(shù) 器 。 其 主 要 方 法 為 ： (1) 用 同 步 置 零 端 或 置 數(shù) 端 獲 得 N 進(jìn) 制 計(jì)數(shù) 器 。 這 時(shí) 應(yīng) 根 據(jù) SN-1 對(duì) 應(yīng) 的 二 進(jìn) 制 代 碼 寫(xiě) 反饋 函 數(shù) 。 (2) 用 異 步 置 零 端 或 置 數(shù) 端 獲 得 N 進(jìn) 制 計(jì)數(shù) 器 。 這 時(shí) 應(yīng) 根 據(jù) SN 對(duì) 應(yīng) 的 二 進(jìn) 制 代 碼 寫(xiě) 反饋 函 數(shù) 。 (3) 當(dāng) 需 要 擴(kuò) 大 計(jì) 數(shù) 器 容 量 時(shí) ， 可 將多 片 集 成 計(jì) 數(shù) 器 進(jìn) 行 級(jí)

12、聯(lián) 。 寄 存 器 主 要 用 以 存 放 數(shù) 碼 。 移 位 寄 存 器 不 但 可存 放 數(shù) 碼 ， 還 能 對(duì) 數(shù) 碼 進(jìn) 行 移 位 操 作 。 移 位 寄存 器 有 單 向 移 位 寄 存 器 和 雙 向 移 位 寄 存 器 。 集成 移 位 寄 存 器 使 用 方 便 、 功 能 全 、 輸 入 和 輸 出方 式 靈 活 ， 功 能 表 是 其 正 確 使 用 的 依 據(jù) 。 移 位寄 存 器 常 用 于 實(shí) 現(xiàn) 數(shù) 據(jù) 的 串 并 行 轉(zhuǎn) 換 ， 構(gòu) 成 環(huán)形 計(jì) 數(shù) 器 、 扭 環(huán) 計(jì) 數(shù) 器 和 順 序 脈 沖 發(fā) 生 器 等 。 順 序 脈 沖 指 在 每 個(gè) 循 環(huán) 周 期 內(nèi) ， 在 時(shí) 間 上 按 一定 先 后 順 序 排 列 的 脈 沖 信 號(hào) 。 常 用 之 控 制 某 些設(shè) 備 按 照 事 先 規(guī) 定 的 順 序 進(jìn) 行 運(yùn) 算 或 操 作 。