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1、第 6 章,寄 存 器,6.1 寄存器的功能与使用方法,6.1.1基本寄存器,6.1.2移位寄存器,6.2 寄存器应用实例,6.3 寄存器IC简介,6.2.1 产生序列信号,6.2.2 用移位寄存器计数,6.2.3 用移位寄存器分频,内 容 提 要,0 0 0 0,0 (S0) 1 (S1),0 0 0 0,1 0 0 0,1 1 0 0,1 1 1 0,1 1 1 1,1 0 0 0,1 1 0 0,1 1 1 0,1 1 1 1,“0”,“1”,6.1 寄存器的功能与使用方法,1 . 基本寄存器,只具有并行输入和输出功能的寄存器。,1）临时性,1）暂时性,2）一箱一物性,2）一触发器一信号
2、,3）统一工作脉冲,4）清零,单向右移寄存器,清零,移位,并入并出:IE允许输入控制端,串入串出/串入并出,状态表,4位右移移位寄存器的状态表,三点说明, 单向移位寄存器中的数码，在CP脉冲操作下，可以依次右移或左移；, n位单向移位寄存器可以寄存n位二进制数码。 n个CP脉冲即可完成n位串行输入，又可从Q0Qn-1端得到并行的n位二进制数码。再用 n个CP脉冲又可实现串行输出操作；, 若串行输入端状态为0，则n个CP脉冲后，寄存器便被清零。,3. 双向移位寄存器 4位双向移位寄存器74LS194,74LS194功能表,DSR: 右移串行数据输入端 DSL: 左移串行数据输入端 D0D3:并行
3、数据输入端 Q0Q3: 数据输出端,并行输入,左移,左移,保持,0 0 0 0,0 (S0) 1 (S1),0 0 0 0,1 0 0 0,1 1 0 0,1 1 1 0,1 1 1 1,1 0 0 0,1 1 0 0,1 1 1 0,1 1 1 1,6.2 移位寄存器应用实例一 序列脉冲产生电路,序列脉冲发生器输出波形,1.电路是左移还是右移（看哪里）?,3.左（右）移的初始串行输入 值从哪来，最初是“0”还是“1”?,2.RD复位后，Q0Q3为何值?,4.清零后，第一个CP上升沿来临后， Q0Q3为何值？,5. Q3端输出的序列脉冲是什么？,0 0 0 0,1 1 1 1,0 0 0 0,
4、1 0 0 0,产生序列信号的关键：是从移位寄存器的输出端引出一个反馈信号送至串行输入端。n 位移位寄存器构成的序列信号发生器产生的序列信号的最大长度P=2n。,4 位移位寄存器构成的序列信号发生器产生的序列信号的最大长度是多少？,移位型序列信号发生器原理图,图中的反馈逻辑电路由各种门电路构成，其输入为移位寄存器的4个输出端，其输出直接送串行数据输入端。选择合适的反馈组合，可以得到不同长度，不同数值的序列信号。,在图6.7中，如果我们从Q0Q3中取出数据，并对数据进行译码，如图6.10所示，则电路成为一种计数器。,6.2.2移位寄存器应用实例二 计数,图6.10 用移位寄存器构成的计数器,电路
5、清零以后，随着计数脉冲的到来，数据右移，Q3Q2Q1Q0的数据依次为：, 原理概述,0000000100110111 1000110011101111,共有8种不同的状态，并且构成一个循环。接在寄存器后面的译码器可以对这8种状态译码，得到07共8个数字，显然，上述电路构成8进制计数器。,计数前，如果不清零，由于随机性，随着计数脉冲的到来，Q3Q2Q1Q0 的状态可能进入如下的循环：,0100100100100101 1011011011011010,原来的译码器无法对这八种状态译码，我们把这种循环称为无效循环。因此，不允许寄存器工作在这种循环状态。, 改进电路,由寄存器构成的计数器的一般电路如
6、图6.11所示。,图6.11 由移位寄存器构成的计数器的一般电路,为了方便，图6.11中的寄存器仍采用4位双向移位寄存器74LS194。显然可以将图6.11扩展到任意位，采用任意型号的移位寄存器。选择合适的反馈逻辑，可以得到不同长度的计数器。由n位寄存器构成的计数器的最大长度为,N=2n-1,当n=4时，反馈逻辑表达式为,当n=8时，反馈逻辑表达式为,6.2.3移位寄存器应用实例三 分频,在数字系统中，常常需要获得不同频率的时钟或基准信号，其方法一般是对系统主时钟信号进行分频。在计数器一章中，我们已讨论了利用计数器实现n分频。既然寄存器可以构成计数器，利用移位寄存器也可以实现分频，包括可编程分
7、频。, 固定比分频器,从序列信号发生器的Q3的输出波形，不难发现，Q3 波形的频率恰为时钟波形频率的1/8。显然采用不同的反馈逻辑，可以构成不同的固定比分频器。,图6.8 序列脉冲发生器输出波形, 可编程分频器,由移位寄存器构成的可编程分频器实用电路,1.S1和S0分别受谁控制？,3.Q0（2）=1时，功能？,2.Q0（2）=0时，S1/S0? 功能？,4.左移时的DSL数据来自哪里？ 如何移？,5. ABC=011,输出的序列脉冲是什么？,0 1 1,0 0 0 0,0 0 0 0,1 1 1 0 1 1 1 1,1 1 1 0,1 1 1 1,从Q0（2）输出的数据为：,0,1,1,1,0,1 1 0 1,1 0 1 1,0 1 1 1,1 1 1 x,1 1 X x,1 X X x,1 1 1 0,1 1 1 1,1,4分频波形,小结: 74LS138译码器地址输入端A2A1A0（CBA）的取值，决定了分频比，将CBA代表的二进制数转换成十进制数再加1，即为分频系数。,6.3 常用寄存器IC简介,在数字集成器件中，无论是TTL电路还是CMOS 电路，均有多种形式与功能的寄存器，对各种常用接寄存器列表如表6.6,表6.6 常用寄存器简介,作 业,P130 6.3,
