數(shù)字電路課題二寄存器課時

1、理 論 課 授 課 教 案課 程名稱脈沖與數(shù)字電 路第四單元 ：時序邏輯電路課題二 寄存器審 批 簽 字授課時間2009 授課班級08級電子電工班 計劃課時2實用課時教學目的與要求1、熟悉數(shù)碼寄存器電路組成、原理、特性 2、熟悉移位寄存器電路組成、原理、特性教學重點與難點電路組成、原理、特性授課類型理論課 多媒體課件教學方法講授法 教具掛圖 模型 實物 電教設備 多媒體設備 參考資料復習提問觸發(fā)器的電路組成、工作原理、特性 10min教 學 過 程 和 內 容時間分配與教法課題二 寄存器1. 寄存器通常分為兩大類： 數(shù)碼寄存器：存儲二進制數(shù)碼、運算結果或指令等信息的電路。移位寄存器：不但可存放

2、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。3.寄存器應用舉例： (1) 運算中存貯數(shù)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(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）一、數(shù)碼寄存器 數(shù)碼寄存器具有接收、存放、輸出和清除數(shù)碼的功能。 在

3、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。 75min教 學 過 程 和 內 容時間分配與教法1由D觸發(fā)器構成的數(shù)碼寄存器（1）電路組成 圖5-1 單拍工作方式的數(shù)碼寄存器CP：接收脈沖（控制信號輸入端) （2）工作原理當CP時，觸發(fā)器更新狀態(tài)， Q3Q2Q1Q0=D3D2D1D0，即接收輸入數(shù)碼并保存。單拍工作方式：不需清除原有數(shù)據(jù)，只要CP一到達，新的數(shù)據(jù)就會存入。常用4D型觸發(fā)器74LS175、6D型觸發(fā)器74LS174、8D型觸發(fā)器74LS374或MSI器件等實現(xiàn)。2由D型鎖存器構成的數(shù)碼寄存器（1）鎖存器的

4、工作原理 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）。 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)。 即當使能信號結束后（鎖存），數(shù)據(jù)被鎖住，輸出狀態(tài)保持不變。二、移位寄存器移位寄存器除了具有存儲數(shù)碼的功能外，還具有移位功能。 移位功能：寄存器中所存數(shù)據(jù)，可以在移位脈沖作用下逐位左移或右移。 在數(shù)字電路系統(tǒng)中，由于運算（如二進制的乘除法）的需要，常常要求實現(xiàn)移位功能。1 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。教 學 過 程 和 內 容時間分配與教法 1）右移位寄存器 電路組成圖5-4 4位右移位寄存器 串行輸入同步時序邏輯電路 工作過程（仿真

5、運行圖54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）。CP順序輸 入DSR輸 出Q0 Q1 Q2 Q3010 0 0 0111 0 0 0201 1 0 0310 1 1 0401 0 1 1500 1 0 1600 0 1 0700 0 0 1800 0 0 0 時序圖 教 學 過 程 和 內 容時間分配與教法圖5-5 4位右移位寄存器時序圖 并行輸出 串行輸出（2）左移位寄存器 串行輸入 異步清零 圖5-6 4位左移位寄存器 工作過程（仿真運行圖56電路。 ）將數(shù)碼1011左移串行輸入給寄存

6、器。在接收數(shù)碼前清零。 狀態(tài)表 表5-3 4位左移位寄存器狀態(tài)表 CP順序輸 入DSR輸 出Q0 Q1 Q2 Q3010 0 0 0100 0 0 1210 0 1 0310 1 0 1401 0 1 1500 1 1 0601 1 0 0701 0 0 0800 0 0 0教 學 過 程 和 內 容時間分配與教法 時序圖并行輸出 串行輸出圖5-74位左移位寄存器時序圖 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)碼的串并與并串轉換；構成計數(shù)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C0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序列脈沖信號發(fā)生器 M1M0=01，為右移方式，Q3經(jīng)非門接DSR，同時Q3作為OUT。 首先令CR0，輸出端全為零，則DSR為1； 序列脈沖信號是在同步脈沖的作用下，按一定周期循環(huán)產生的一組二進制信號。如，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