寄存器、移位寄存器、计数器.ppt

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1、6.5 若干典型的时序逻辑集成电路若干典型的时序逻辑集成电路6.5.1 寄存器和移位寄存器寄存器和移位寄存器6.5.2 计数器计数器u 计数器的分类计数器的分类 按按脉冲输入脉冲输入方式，分为同步和异步计数器；方式，分为同步和异步计数器；按进位体制，分为二进制、十进制和任意进制计数器；按进位体制，分为二进制、十进制和任意进制计数器；按逻辑功能，分为加法、减法和可逆计数器。按逻辑功能，分为加法、减法和可逆计数器。u 计数器的逻辑功能计数器的逻辑功能 计数器的基本功能是对输入时钟脉冲进行计数。它也计数器的基本功能是对输入时钟脉冲进行计数。它也可用于分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列及进行数字可用于

2、分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列及进行数字运算等等。运算等等。6.5.2 计计 数数 器器计数器计数器-Counter同步计数器同步计数器异步计数器异步计数器加计数器加计数器减计数器减计数器可逆计数器可逆计数器二进制计数器二进制计数器非二进制计数器非二进制计数器 十进制计数器十进制计数器 任意进制计数器任意进制计数器加计数器加计数器减计数器减计数器可逆计数器可逆计数器二进制计数器二进制计数器非二进制计数器非二进制计数器 十进制计数器十进制计数器 任意进制计数器任意进制计数器一、二进制计数器一、二进制计数器1、4位二位二进进制同步加制同步加计计数器数器 FF01D C1 CE Q0 CP=FF

3、11D C1 Q1=FF21D C1 Q2=FF31D C1 Q3=&Q0Q1Q2Q31 1 计数器状态数：计数器状态数：M=2n，n 状态编码位数状态编码位数计数计数脉冲脉冲计数计数使能使能输出状态输出状态 FF01D C1 CE Q0 CP=FF11D C1 Q1=FF21D C1 Q2=FF31D C1 Q3=&Q0Q1Q2Q31 1（1）工作原理）工作原理T0=CE T1=Q0 CE T2=Q1Q0CE T3=Q2Q1Q0CE4个个D触发器和外围同或门构成了触发器和外围同或门构成了4个个T触发器触发器T触发器特点：触发器特点：T=0，状态保持；，状态保持；T=1，状态计数；，状态计数；

4、u 做出状态转换表做出状态转换表由由T触发器的功能知：触发器的功能知：FF0：每来一个：每来一个CP ，Q0向相反的状向相反的状 态翻转一次。态翻转一次。FF1：当：当Q0=1时，来一个时，来一个CP ，Q1 向相反的状态翻转一次。向相反的状态翻转一次。FF2：当：当Q0Q1=1时，时，来一个来一个CP ，Q2 向相反的状态翻转一次。向相反的状态翻转一次。FF3：当：当Q0Q1Q2=1时，时，来一个来一个CP ，Q3 向相反的状态翻转一次。向相反的状态翻转一次。T0=CE T1=Q0 CE T2=Q1Q0CE T3=Q2Q1Q0CECE=0，保持不保持不变变；CE=1，计计数数Q0n+1=Q0

5、nQ1n+1=Q1nQ2n+1=Q2nQ3n+1=Q3nQ Q3 3n+1n+1 Q Q2 2 n+1n+1 Q Q1 1n+1n+1 Q Q0 0n+1n+10 01 12 23 34 45 56 67 78 89 9101011111212131314141515计数脉计数脉计数脉计数脉冲冲冲冲CPCP次次次次 态态态态现现现现 态态态态 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0

6、 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 00 1 0 00 1 0 00 1 0 10 1 0 10 1 1 00 1 1 00 1 1 10 1 1 11 0 0 01 0 0 01 0 0 11 0 0 11 0 1 01 0 1 01 0 1 11 0 1 11 1 0 01 1 0 01 1 0 11 1 0 11 1 1 01 1 1 01 1 1 11 1 1 1Q Q3 3n n Q Q2 2n n Q Q1 1n n Q Q0 0n n0 0 0 00 0 0 00 01 10 00 00 0

7、 0 10 0 0 10 00 01 10 00 0 1 00 0 1 00 01 11 10 04位位二进制同步加法计数器的状态转换表二进制同步加法计数器的状态转换表0 0 1 10 0 1 10 00 01 10 00 01 12 23 34 45 56 67 78 89 91010111112121313141415151616计数计数计数计数CPCP Q Q3 3 Q Q2 2 Q Q1 1 Q Q0 00 0 0 00 0 0 00 0 0 10 0 0 10 0 1 00 0 1 00 0 1 10 0 1 10 1 0 00 1 0 00 1 0 10 1 0 10 1 1 00

8、 1 1 00 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 01 0 0 01 0 0 11 0 0 11 0 1 01 0 1 01 0 1 11 0 1 11 1 0 01 1 0 01 1 0 11 1 0 11 1 1 01 1 1 01 1 1 1 1 1 1 12 20 0 0 00 0 0 04 4位位二进制同步加法计数器的简化状态表二进制同步加法计数器的简化状态表该表列出该表列出了在计数了在计数脉冲作用脉冲作用下电路状下电路状态的转换态的转换顺序。若顺序。若以某行作以某行作为现态，为现态，下一行则下一行则为次态。为次态。SnSn+1u 做出状态转换图做出状态转换图 共有共有16个状

9、态，每来个状态，每来1个个CP脉冲，状态会改变一次脉冲，状态会改变一次(二进制二进制编码加编码加 1)，来，来16个个CP脉冲，状态回到初态。由此不断循环脉冲，状态回到初态。由此不断循环.同步四位二进制加法计数器，共有同步四位二进制加法计数器，共有16个状态，或称为个状态，或称为16进制计数器进制计数器-模模16计数器（计数器（M=16）。）。（2）逻辑功能分析逻辑功能分析0000000100100111111100110100010111011100101110101001100001101110第第16个个CP脉冲到来，状态回到初态脉冲到来，状态回到初态u 4位二位二进进制同步加制同步加计

10、计数器数器时时序序图图Q0 Q1 Q2 Q3 CP结论结论:计数器的功能：不仅可以计数也可作为分频器计数器的功能：不仅可以计数也可作为分频器。考考虑虑每个触每个触发发器器传输传输延延时时后的后的4位二位二进进制同步加制同步加计计数器数器时时序序图图Q0 Q1 Q2 Q3 1tpd CPQ1 Q0 Q2 Q3 同步加计数器由于内部各触发器在同步加计数器由于内部各触发器在 CP 作用下同时动作，都作用下同时动作，都比比 CP 的作用时间滞后的作用时间滞后1个个tpd，故输出状态没有不确定状态，故输出状态没有不确定状态，比异步计数器稳定。比异步计数器稳定。2 2、典型集成四位二进制计数器、典型集成四

11、位二进制计数器、典型集成四位二进制计数器、典型集成四位二进制计数器常用集成常用集成四位二进制四位二进制计数器有：计数器有：u 四位二进制同步加法计数器四位二进制同步加法计数器74LS161；u 四位二进制同步加四位二进制同步加/减法可逆计数器减法可逆计数器74LS191；u 四位二进制同步加法计数器四位二进制同步加法计数器74LVC161；1）TTL四位二进制四位二进制计数器计数器2）CMOS四位二进制四位二进制计数器计数器 下面以四位二进制同步加法计数器下面以四位二进制同步加法计数器74LVC161为例介绍为例介绍集成计数器的功能和使用方法。集成计数器的功能和使用方法。u 四位二进制异步加法

12、计数器四位二进制异步加法计数器74HC/HCT393；（1 1）典型集成计数器）典型集成计数器）典型集成计数器）典型集成计数器74LVC16174LVC161计数计数脉冲脉冲预置数输入预置数输入预置预置控制控制清零清零控制控制计数器输出计数器输出进位进位输出输出计数使能计数使能41235671516CPD0D1D2GNDQ3Q2Q1VCC74LVC161891011121413CR3DPECEPCETQ0 TC74LVC161 TCD2D0D3D1Q2Q3Q0Q1CETCEPPECPCR 异步清零异步清零异步清零异步清零 ；（2）74LVC161功能功能计数计数；同步并行预置数同步并行预置数；

13、TC为进位输出端。为进位输出端。保持。保持。01111CR清零清零0111PE预置预置 0 01 1CEP CET计数使能计数使能CP时钟时钟 D3 D2 D1 D0 D3 D2 D1 D0预置数据输入预置数据输入0 0 0 0D3 D2 D1 D0保保 持持保保 持持计计 数数Q3 Q2 Q1 Q0输出输出74161的功能表的功能表进位进位TC 0 0TC=CETQ3Q2Q1Q0(3)(3)(3)(3)74LVC16174LVC161时序图时序图时序图时序图QCPQ0Q21Q3PECRDD0D21D3CEPCETTC121314150120清零清零异步异步同步同步置数置数加法计数加法计数保持

14、保持TC=CETQ3Q2Q1Q0u CR 具有具有 最高优先权最高优先权.u PE 具有具有 次高优先权次高优先权.u PE =CR=CET=CEP=1,加法计数加法计数74LVC161 TCD2D0D3D1Q2Q3Q0Q1CETCEPPECPCR 74LVC161 TCD2D0D3D1Q2Q3Q0Q1CETCEPPECPCR 0（4）74161的异步清零和同步置数的异步清零和同步置数功能功能u 异步清异步清u 同步置数同步置数0 0 0000 0 0110 0 01074LVC161 TCD2D0D3D1Q2Q3Q0Q1CETCEPPECPCR（5）74161的计数的计数功能功能000000

15、01001001111000111011111111计数计数RCO=1计数器初态设为计数器初态设为0000u当当 M=2n 时，时，n 位二进制计数器位二进制计数器.二二.非二进制计数器非二进制计数器u 当当M2n 时，为非二进制计数器。时，为非二进制计数器。计数器状态数：计数器状态数：M，n 状态编码位数状态编码位数如：如：3进制计数器、进制计数器、5进制计数器、十进制计数器等。进制计数器、十进制计数器等。非二进制计数器中最常用的是十进制计数器。非二进制计数器中最常用的是十进制计数器。常用集成非二进制计数器有：常用集成非二进制计数器有：uu 8421BCD8421BCD码码码码十进制同步加法

16、计数器十进制同步加法计数器74LS160；u 十进制同步可逆计数器十进制同步可逆计数器74LS190；u 二二-五五-十进制异步加法计数器十进制异步加法计数器74LS90、LS290。下面以下面以 8421 码码十进制同步加法计数器进制同步加法计数器74LS160为例为例介绍介绍非二进制计数器的功能、特点及使用非二进制计数器的功能、特点及使用.1）TTL2）CMOSu 二二-十进制异步加法计数器十进制异步加法计数器74HC/HCT390。8421BCD 8421BCD 码同步加法计数器码同步加法计数器码同步加法计数器码同步加法计数器 74LS160 74LS16074LS16074LS160引

17、脚图引脚图引脚图引脚图74LS16074LS160逻辑图逻辑图逻辑图逻辑图8421BCD 8421BCD 码同步加法计数器码同步加法计数器码同步加法计数器码同步加法计数器 74160 74160是是是是1010进制的同步加法计进制的同步加法计进制的同步加法计进制的同步加法计数器。数器。数器。数器。1)1)异步清零异步清零异步清零异步清零 ；u74LS160功能功能3)计数计数；2)同步并行预置数同步并行预置数；5)RCO为进位输出端。计数到为进位输出端。计数到1001时，时，RCO=14)保持。保持。74160RCOCADBQCQDQAQBETEPLDCPRD 01111RD清零清零0111L

18、D预置预置 0 01 1EP ET计数计数 使能使能CP时钟时钟 d3 d2 d1 d0 D3 D2 D1 D0预置数据输入预置数据输入0 0 0 0d3 d2 d1 d0保保 持持保保 持持10进制计数进制计数Q3 Q2 Q1 Q0输出输出工作模式工作模式异步清零异步清零同步置数同步置数数据保持数据保持数据保持数据保持加法计数加法计数74160的功能表的功能表三、三、利用中规模集成计数器构成任意进制计数器利用中规模集成计数器构成任意进制计数器1)构成构成 N M 的的任意进制计数器任意进制计数器例：用例：用74161构成九进制计数器构成九进制计数器分析：分析：九进制计数器有九进制计数器有 9

19、 9 个状态，而个状态，而 74161 有有 16 个个计数状态，故用计数状态，故用 74161 构成构成 9 9 进制计数器时，必须跳进制计数器时，必须跳过（过（16-9）7 7状态。状态。以跳过以跳过 10011111这七个状态为例。这七个状态为例。方法：方法：（1）反馈清零法）反馈清零法 （2）反馈反馈置数置数法法集成计数器为集成计数器为M进制，欲构成的计数器为进制，欲构成的计数器为N进制进制-用用1片计数器实现片计数器实现74LVC161 TCD2D0D3D1Q2Q3Q0Q1CETCEPPECPCR（1 1）反馈清零法）反馈清零法将最后状态后一状态：将最后状态后一状态：Q3Q2Q1Q0

20、 =1001 中取值为中取值为1的输出的输出Q3Q0经与非门译码送到经与非门译码送到 CR端，端，-利用利用74161的的 CR 异步清零端实现异步清零端实现110111&CR=Q3Q0 当计数到当计数到1001时计数器立即清时计数器立即清0。输出变为输出变为0000。之后。之后CR=1，又从，又从0000计计数。故数。故 1001 一闪即消失，不是稳定状态一闪即消失，不是稳定状态.0000000101010010011001110011010010001001Q3Q2Q1Q0 当计数到当计数到1000时时PE=0,下一个下一个CP到来时将输入数据到来时将输入数据0000置入计置入计数器数器,

21、输出变为输出变为0000。之后。之后PE=1，又从，又从0000计计数。数。74LVC161 TCD2D0D3D1Q2Q3Q0Q1CETCEPPECPCR 101111（1 1）反馈置数法）反馈置数法-利用利用74161的的 PE 同步置数端实现同步置数端实现0 000把最后一个状态把最后一个状态Q3Q2Q1Q0 =1000 中中 取值为取值为1的输出的输出Q3经非门译码送到经非门译码送到PE，000000010101001001100111001101001000Q3Q2Q1Q0 PE=Q3输入数据置为第一个状态输入数据置为第一个状态0000。例：用集成计数器例：用集成计数器74160和与非

22、门组成的和与非门组成的7进制计数器进制计数器,状态为状态为 0011-1001。u输入数据置为第一个状态输入数据置为第一个状态0011。u把最后一个状态把最后一个状态 Q3Q2Q1Q0=1001 中取值为中取值为1的输出的输出Q3Q0经与非门译经与非门译 码后送到码后送到LDQDRETEP74160DRCO33QD211QL010QDCPDD1计数脉冲计数脉冲20011&要求采用反馈置数法要求采用反馈置数法 LD=Q3Q00011010001011000011001111001Q3Q2Q1Q02)构成构成N M的的任意进制计数器任意进制计数器用两片用两片4位二进制加法计数器位二进制加法计数器7

23、4161采用同步级联方式构采用同步级联方式构成的成的8位二进制同步加法计数器，模为位二进制同步加法计数器，模为=1616=256。例：用例：用74161构成构成256进制计数器进制计数器-用多片计数器实现用多片计数器实现111111Q0 Q1 Q2 Q3Q4 Q5 Q6 Q7状态状态Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0:00000000-11111111256=28 24 进制计数器有进制计数器有24个状态。而个状态。而74161有有16个状态。故需要个状态。故需要用两片用两片74161 来构成来构成24进制计数器。其进制计数器。其中（中（2）片输出）片输出 Q23Q22Q21Q20 作为作为高高

24、4位，（位，（1）片输）片输出出Q13Q12Q11Q10作为作为低低4位。位。24 24进制计数器状态表进制计数器状态表Q23 Q22 Q21 Q20 Q13 Q12 Q11 Q100 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 10 0 0 0 0 0 1 00 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1例：用例：用74161构成构成24进制计数器进制计数器按按自自然然二二进进制制规规则则进进位位Q7 Q 6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 Q0对最后状态后一状态对最后状态后一状态：00011000 经与非门译码去产生经与非门译码去产生反馈清零信号反馈清零信号.111

25、1解：解：先用两片先用两片74161构成构成256进制计数器。进制计数器。（1）利用异步反馈清零法）利用异步反馈清零法 令令CR=Q20Q13，即可实现所求。即可实现所求。xxxxxxxx&对最后状态：对最后状态：00010111 经与非门译码去产生反馈置数经与非门译码去产生反馈置数信号信号.（2）利用同步反馈置数法）利用同步反馈置数法令令PE=Q20Q12Q11Q10，即可实现所求。即可实现所求。110000000011&输入数据置为第一个状态输入数据置为第一个状态00000000;例：用例：用74160构成构成8421码码60进制计数器进制计数器 8421BCD码码60进制计数器状态表进制

26、计数器状态表Q23Q22Q21Q20 Q13Q12Q11Q100 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 10 0 0 0 0 0 1 00 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1各位各位十位十位0 0 0 1 0 0 0 0000109100 0 0 1 0 0 0 1115910进进制数制数028421码码60进制进制计数器的状态计数器的状态为为60个个,分别分别是十进制数是十进制数00 59的的8421BCD码码,状态表如表所状态表如表所示示.分析分析:用两片用两片74160采用同步级联方式构成采用同步级联方式构成1010=100进制计数器进制计数器.3

27、Q2QETCP0D1D2D3DRCO1Q0Q74160(1)EPRDDLD13DD3DCPQ Q00RCO74160(2)L21ETQDQR2DEP1计数计数脉冲脉冲11&（1）异步清零法）异步清零法最后状态后一状态：最后状态后一状态：60=（01100000）8421码码对最后状态后一状态对最后状态后一状态：01100000 经与非门译码去产生经与非门译码去产生反馈清零信号反馈清零信号.令令RD=Q22Q21，即可实现所求。即可实现所求。解解1：采用同步级联方式利用采用同步级联方式利用整体反馈法实现整体反馈法实现对最后状态：对最后状态：01011001 经与非门译码去产生反馈置数信经与非门译

28、码去产生反馈置数信号号.（2）同步置数法）同步置数法3Q2QETCP0D1D2D3DRCO1Q0Q74160(1)EPRDDLD13DD3DCPQ Q00RCO74160(2)L21ETQDQR2DEP1计数脉冲计数脉冲11&0 0 0 00 0 0 0令令LD=Q22Q20Q13Q10，即可实现所求。即可实现所求。输入数据置为第一个状态输入数据置为第一个状态00000000;解解2：采用异步级联方式采用异步级联方式实现实现用两片用两片74160采用异步级联方式构成采用异步级联方式构成610=60进制计数器进制计数器.3Q2QETCP0D1D2D3DRCO1Q0Q74160(1)EPRDDLD

29、13DD3DCPQ Q00RCO74160(2)L21ETQDQR2DEP1计数计数脉冲脉冲11(1)把把74160(1)构成构成10进制进制(0000-1001)(2)把把74160(2)构成构成6进制进制(0000-0101)本例采用同步置数法本例采用同步置数法1&00001X X X X一、寄存器一、寄存器6.5.1 寄存器和移位寄存器寄存器和移位寄存器u 寄存器寄存器:是数字系统中用来存储代码或数据的逻辑部件。是数字系统中用来存储代码或数据的逻辑部件。它的主要组成部分是触发器。它的主要组成部分是触发器。一个触发器能存储一个触发器能存储1位二进制代码，存储位二进制代码，存储 n 位二进制

30、位二进制代码的寄存器需要用代码的寄存器需要用 n 个触发器组成。寄存器实际上是个触发器组成。寄存器实际上是若干触发器的集合。若干触发器的集合。Register1、8位位CMOS寄存器寄存器74HC374-脉冲边沿敏感的寄存器脉冲边沿敏感的寄存器8 8路数据并路数据并行输入端行输入端CPCP脉冲端脉冲端输出使输出使能端能端8 8路数据并路数据并行输出端行输出端（1）8位位CMOS寄存器寄存器74HC/HCT374 的工作原理的工作原理111111011174HC/HCT374（2）8位位CMOS寄存器寄存器74HC374功能表功能表高阻高阻高阻高阻HHHH HH高阻高阻高阻高阻L LL L HH

31、 存入数据禁止存入数据禁止存入数据禁止存入数据禁止输输输输出出出出HHHH L L对应对应对应对应内部触内部触内部触内部触发发发发器的状器的状器的状器的状态态态态L LL L L L存入和存入和存入和存入和读读读读出数据出数据出数据出数据Q Q0 0 Q Q7 7D DN NCPCP输输输输出出出出内部触发器内部触发器内部触发器内部触发器输输输输 入入入入工作模式工作模式工作模式工作模式实现实现8路数据并行存入，并行读出；路数据并行存入，并行读出；u 存入和读出数据：存入和读出数据：u 存入数据禁止输出：存入数据禁止输出：实现实现8路数据并行存入，但不能读出，路数据并行存入，但不能读出，输出为

32、高阻态；输出为高阻态；Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 CPOE300 X4&蜂鸣器蜂鸣器CP1kHz甲甲乙乙丙丙丁丁74HC/HCT374参赛人抢答按键参赛人抢答按键4.7k 4人抢答电路人抢答电路+5V11111主持人清主持人清0+5V1K 1110封锁封锁CP使使374不响不响应其应其他人他人抢答抢答要求要求&二、二、移位寄存器移位寄存器 移位寄存器是既能寄存数码，又能在时钟脉冲的移位寄存器是既能寄存数码，又能在时钟脉冲的移位寄存器是既能寄存数码，又能在时钟脉冲的移位寄存器是既能寄存数码，又能在时钟脉冲的作用下使数码向高位或向低

33、位移动的逻辑功能部件。作用下使数码向高位或向低位移动的逻辑功能部件。作用下使数码向高位或向低位移动的逻辑功能部件。作用下使数码向高位或向低位移动的逻辑功能部件。按移动方式分按移动方式分单向移位寄存器单向移位寄存器双向移位寄存器双向移位寄存器左移位寄存器左移位寄存器u 移位寄存器的逻辑功能分类移位寄存器的逻辑功能分类u 移位寄存器的逻辑功能移位寄存器的逻辑功能右移位寄存器右移位寄存器Shift Register1.单向移位寄存器单向移位寄存器1）右移移位寄存器）右移移位寄存器结构特点：左边触发器的输出端接右邻触发器的输入端。结构特点：左边触发器的输出端接右邻触发器的输入端。DSI Q0 Q1 Q

34、2 Q3 右移右移并行数据输出端并行数据输出端串行数据输出端串行数据输出端串行数据串行数据输入端输入端移位脉冲端移位脉冲端QC11D1DC1Q1DC1Q1DQC1Q0Q1Q2Q3DSID0D1D20FF1FF2FF3FFD3RDRDRDRDCPCRDSO串行输入串行输入串行输出串行输出并并 行行 输输 出出 每加入一个每加入一个 CP 脉冲，寄存器中所存储的数码就依次脉冲，寄存器中所存储的数码就依次由低位向高位向右移一位。由低位向高位向右移一位。QC11D1DC1Q1DC1Q1DQC1Q0Q1Q2Q3DSID0D1D20FF1FF2FF3FFD3RDRDRDRDCPCRDSOQin+1=Di=

35、Qi-1n其中：其中：i=0-30 0CPCP移位脉冲移位脉冲移位脉冲移位脉冲D DI I输入输入输入输入0 0 0 00 0 0 0Q Q0 0 Q Q1 1 Q Q2 2 Q Q3 3输输输输 出出出出 111 0 0 01 1 0 012030 1 1 0141 0 1 1 设移位寄存设移位寄存器的初始状态为器的初始状态为0000，串行输入，串行输入数码数码 DI=1101，从高位到低位依从高位到低位依次输入。其状态次输入。其状态表如下：表如下：状状 态态 表表1011QC11D1DC1Q1DC1Q1DQC1Q0Q1Q2Q3DSID0D1D20FF1FF2FF3FFD3RDRDRDRDC

36、PCRDSO在在4个个CP作用下，输入作用下，输入的的4位串行数码位串行数码1101全全部存入了寄存器中。这部存入了寄存器中。这种方式称为串行输入、种方式称为串行输入、并行输出并行输出方式。方式。0 0CPCP移位移位移位移位脉冲脉冲脉冲脉冲D DSISI输入输入输入输入0 0 0 00 0 0 0Q Q0 0 Q Q1 1 Q Q2 2 Q Q3 3 输输输输 出出出出111 0 0 01 1 0 012030 1 1 0141 0 1 1 状状 态态 表表56780 1 0 10 0 1 00 0 0 10 0 0 0(D DSOSO)在在8个个CP作用下，输作用下，输入的入的4位串行数码

37、位串行数码1101全部由全部由DSO输出。这种输出。这种方式称为串行输入、方式称为串行输入、串行输出串行输出方式。方式。0000619273584CP时序图：时序图：1D1I01203Q1QQQ串行输串行输入、入、并并行输出行输出串行输入、串行输入、串串行输出行输出2 双向移位寄存器双向移位寄存器 将右移寄存器和左移寄存器组合起来，并引入一控将右移寄存器和左移寄存器组合起来，并引入一控制电路便构成既可左移又可右移的双向移位寄存器。制电路便构成既可左移又可右移的双向移位寄存器。Q0 Q1 Q2 Q3 DI左移：左移：2）左向移位寄存器：）左向移位寄存器：将右边触发器的输出作为左邻触发器的输入。将

38、右边触发器的输出作为左邻触发器的输入。0Q1QSDI3DI2DI1DI02Q3Q74194SCRCPSLSR01DD41235671516DI0DI1DI2 GNDQ3Q2Q1VCC74HC194891011121413CRDI30SQ0SR SLS1CPD D74194具有串行或并行输入、串具有串行或并行输入、串行或并行输出、右移、左移和异行或并行输出、右移、左移和异步清零等功能的集成移位寄存器。步清零等功能的集成移位寄存器。3.集成中规模双向移位寄存器集成中规模双向移位寄存器 74HC194DI3 DI2 DI1 DI0：并行数据输入端：并行数据输入端DSR：右移数据串行输入端：右移数据串

39、行输入端DSL：左移数据串行输入端：左移数据串行输入端S1 S0：功能控制端：功能控制端CR：异步清零端：异步清零端CP：时钟脉冲输入端：时钟脉冲输入端Q3 Q2 Q1 Q0：数据输出端：数据输出端u 74194逻辑功能逻辑功能 两个控制输两个控制输入端入端 S1S0 的组合的组合可以完成四种工可以完成四种工作状态的控制。作状态的控制。右移：右移：DSR Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3DSL左移：左移：控控 制制 信信 号号完成的功能完成的功能S1 S00 00 11 01 1保保 持持右右 移移左左 移移并行输入并行输入 L L L LQDn QCn QBn QAn D C B

40、 A H QDn QCn QBn L QDn QCn QBn QCn QBn QAn HQCn QBn QAn L QDn QCn QBn QAnX X X XX X X XD C B AX X X XX X X XX X X XX X X XX X X XX XX XX XH XL XX HX LX XX XX XH HH LH LL HL HL L12345678 Q3n+1 Q2n+1Q1n+1 Q0n+1并行输入时钟脉冲CP串行输入左移 右移DSL DSR控制信号 S1 S0清零CR序号输 出输入74194的的 功能表功能表XH（L）LHHHHHHH CR=0，异步清零异步清零 CR=

41、1，CP=1（0）保持保持 CR=1，S1S0：11 置数，置数，00 保持，保持，10左移、左移、01 右移；右移；DI0 DI1DI2DI34.4.移位寄存器的应用移位寄存器的应用移位寄存器的应用移位寄存器的应用 1)环形计数器环形计数器 N位移位寄存器可以计位移位寄存器可以计N个数，实现模个数，实现模N计数器。只需将末计数器。只需将末级输出接到串行输入端。级输出接到串行输入端。0QDI03Q74194SCRCPDSLSRDS0111000START2Q1Q脉脉冲冲源源10Q3Q2Q Q10010000110000100右移：右移：DSR Q0 Q1 Q2 Q3DI1DI2DI3100001002)扭环形计数器扭环形计数器 一般来说，一般来说，N位移位移位寄存器可以组成模位寄存器可以组成模2N的扭环形计数器，只需的扭环形计数器，只需将末级输出反相后，接将末级输出反相后，接到串行输入端。到串行输入端。0QDI3DI2DI1DI03Q74194SCRCPDSLSRDS01102Q1Q脉脉冲冲源源清零清零110000Q3Q2QQ10001000011001110001101111111右移：右移：DSR Q0 Q1 Q2 Q31Johnson counter0000101001