電子技術(shù)基礎-數(shù)字部分康光華主編 (20)課件

第5章時序邏輯電路5.1.3寄存器的應用實例5.1.1

數(shù)碼寄存器5.1.2

移位寄存器5.1寄存器

2/6/20231復習觸發(fā)器按觸發(fā)方式分類？各自特點？觸發(fā)器按邏輯功能分類？各自功能表？2/6/20232定義：時序邏輯電路在任何時刻的輸出不僅取決于該時刻的輸入，而且還取決于電路的原來狀態(tài)。電路構(gòu)成：存儲電路（主要是觸發(fā)器，必不可少）組合邏輯電路（可選）。時序邏輯電路的狀態(tài)是由存儲電路來記憶和表示的。第5章時序邏輯電路時序邏輯電路的結(jié)構(gòu)框圖2/6/202331.寄存器通常分為兩大類：5.1寄存器

數(shù)碼寄存器：存儲二進制數(shù)碼、運算結(jié)果或指令等信息的電路。移位寄存器：不但可存放數(shù)碼，而且在移位脈沖作用下，寄存器中的數(shù)碼可根據(jù)需要向左或向右移位。2.組成：觸發(fā)器和門電路。一個觸發(fā)器能存放一位二進制數(shù)碼；

N個觸發(fā)器可以存放N位二進制數(shù)碼。2/6/202353.寄存器應用舉例：

(1)運算中存貯數(shù)碼、運算結(jié)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(shù)據(jù)寄存器、指令寄存器、一般寄存器。4.寄存器與存儲器有何區(qū)別?寄存器內(nèi)存放的數(shù)碼經(jīng)常變更，要求存取速度快，一般無法存放大量數(shù)據(jù)。（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(shù)據(jù)，因此最重要的要求是存儲容量。（類似于倉庫）

2/6/20236數(shù)碼寄存器具有接收、存放、輸出和清除數(shù)碼的功能。在接收指令（在計算機中稱為寫指令）控制下，將數(shù)據(jù)送入寄存器存放；需要時可在輸出指令（讀出指令）控制下，將數(shù)據(jù)由寄存器輸出。

5.1.1數(shù)碼寄存器圖5-1單拍工作方式的數(shù)碼寄存器仿真

1．由D觸發(fā)器構(gòu)成的數(shù)碼寄存器（1）電路組成

CP：接收脈沖（控制信號輸入端)

輸出端

數(shù)碼輸入端

2/6/202372．由D型鎖存器構(gòu)成的數(shù)碼寄存器（1）鎖存器的工作原理圖5-2鎖存器

送數(shù)脈沖CP為鎖存控制信號輸入端，即使能信號（電平信號）。工作過程：①當CP=0時，Q=D，電路接收輸入數(shù)據(jù)；即當使能信號到來（不鎖存數(shù)據(jù)）時，輸出端的信號隨輸入信號變化；

②當CP=1時，D數(shù)據(jù)輸入不影響電路的狀態(tài)，電路鎖定原來的數(shù)據(jù)。即當使能信號結(jié)束后（鎖存），數(shù)據(jù)被鎖住，輸出狀態(tài)保持不變。2/6/20239（2）集成數(shù)碼鎖存器74LS373圖5-38D型鎖存器74LS373(a)外引腳圖(b)邏輯符號2/6/202310表5-18D型鎖存器74LS373功能表

2/6/202311圖5-44位右移位寄存器1．單向移位寄存器單向移位寄存器，是指僅具有左移功能或右移功能的移位寄存器。（1）右移位寄存器①電路組成串行輸入同步時序邏輯電路2/6/202313②工作過程（仿真運行圖5－4電路。

）將數(shù)碼1101右移串行輸入給寄存器（串行輸入是指逐位依次輸入）。在接收數(shù)碼前，從輸入端輸入一個負脈沖把各觸發(fā)器置為0狀態(tài)（稱為清零）。③狀態(tài)表

表5-24位右移位寄存器狀態(tài)表

CP順序輸

入DSR輸

出Q0Q1Q2Q30100001110002011003101104010115001016000107000018000002/6/202314④時序圖圖5-54位右移位寄存器時序圖并行輸出串行輸出2/6/202315②工作過程將數(shù)碼1011左移串行輸入給寄存器。在接收數(shù)碼前清零。③狀態(tài)表

表5-34位左移位寄存器狀態(tài)表

CP順序輸

入DSR輸

出Q0Q1Q2Q30100001000012100103101014010115001106011007010008000002/6/202317④時序圖。圖5-74位左移位寄存器時序圖并行輸出串行輸出2/6/2023182．集成雙向移位寄存器在單向移位寄存器的基礎上，增加由門電路組成的控制電路實現(xiàn)。

74LS194為四位雙向移位寄存器。與74LS194的邏輯功能和外引腳排列都兼容的芯片有CC40194、CC4022和74198等。圖5-8雙向移位寄存器74LS194（a）外引腳圖（b）邏輯符號2/6/202319工作方式控制端M1M0區(qū)分四種功能。

M1M0功能00保持01右移10左移11并行置數(shù)2/6/2023215.1.3寄存器的應用實例

數(shù)據(jù)顯示鎖存器；

序列脈沖信號發(fā)生器；數(shù)碼的串／并與并／串轉(zhuǎn)換；構(gòu)成計數(shù)器……圖5-92位數(shù)據(jù)顯示鎖存器

1．數(shù)據(jù)顯示鎖存器

在許多設備中常需要顯示計數(shù)器的計數(shù)值，計數(shù)值通常以8421BCD碼計數(shù)，并以七段數(shù)碼顯示器顯示。

問題：如果計數(shù)器的計數(shù)速度高，人眼則無法辨認顯示的字符。措施：在計數(shù)器和譯碼器之間加入鎖存器，就可控制數(shù)據(jù)顯示的時間。

若鎖存信號C＝1時，計數(shù)器的輸出數(shù)據(jù)可通過鎖存器到達譯碼顯示電路；

若鎖存信號C＝0時，數(shù)據(jù)被鎖存，譯碼顯示電路穩(wěn)定顯示鎖存的數(shù)據(jù)。2/6/2023222．序列脈沖信號發(fā)生器

序列脈沖信號是在同步脈沖的作用下，按一定周期循環(huán)產(chǎn)生的一組二進制信號。如111011101110…，每隔4位重復一次1110，稱為4位序列脈沖信號。序列脈沖信號廣泛用于數(shù)字設備測試、通信和遙控中的識別信號或基準信號等。

圖5-108位序列脈沖信號產(chǎn)生電路M1M0=01，為右移方式，Q3經(jīng)非門接DSR，同時Q3作為OUT