《數(shù)字電子技術(shù)》教案25

學(xué)習(xí)情境8基于寄存器的電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)基于寄存器的電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)（1）掌握數(shù)碼寄存器的工作原理（2）掌握移位寄存器的工作原理

寄存器由一系列的觸發(fā)器組合而成，在數(shù)字系統(tǒng)中具有重要的應(yīng)用，包括暫時(shí)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移等。除了某些特別的應(yīng)用，寄存器沒有指定狀態(tài)的順序。一般來說，寄存器僅用于存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)移從外部源輸入的數(shù)據(jù)，其典型的特征是不具備特有的內(nèi)部狀態(tài)順序?；诩拇嫫鞯碾娐吩O(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)8.1.1雙拍接收方式的寄存器

8.1.2單拍接收方式的寄存器

8.1.3集成寄存器

8.1.3集成寄存器

8.1.3集成寄存器例

對(duì)于圖所示的數(shù)據(jù)輸入和時(shí)鐘波形，畫出4位寄存器74LS175的4個(gè)輸出的狀態(tài)。8.1.3集成寄存器解：結(jié)果如圖所示。8.2認(rèn)識(shí)移位寄存器

8.2認(rèn)識(shí)移位寄存器移位寄存器和數(shù)碼寄存器不同，移位寄存器不僅能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，而且具有移位的功能。按照數(shù)據(jù)移動(dòng)的方向，可分為單向移位和雙向移位，而單向移位又有左移和右移之分。8.2.1單向移位寄存器

8.2.1單向移位寄存器

移位寄存器中數(shù)碼00000110002010031010411018.2.2串行輸入/串行輸出移位寄存器

4位串行輸入/串行輸出移位寄存器8.2.2串行輸入/串行輸出移位寄存器

8.2.2串行輸入/串行輸出移位寄存器

8.2.2串行輸入/串行輸出移位寄存器在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常會(huì)用到8位串行輸入/串行輸出移位寄存器，其傳統(tǒng)邏輯符號(hào)如下圖所示，其中“SRG8”表示具有8位容量的移位寄存器8位串行輸入/串行輸出移位寄存器的邏輯符號(hào)8.2.2串行輸入/串行輸出移位寄存器例

對(duì)于指定的數(shù)據(jù)輸入和時(shí)鐘波形，給出下圖中的5位寄存器的狀態(tài)。假設(shè)該寄存器初始時(shí)被清零。8.2.2串行輸入/串行輸出移位寄存器解：8.2.3串行輸入/并行輸出移位寄存器4位串行輸入/并行輸出移位寄存器及它的邏輯符號(hào)8.2.4并行輸入/串行輸出移位寄存器

（a）（b）8.2.4并行輸入/串行輸出移位寄存器

8.2.4并行輸入/串行輸出移位寄存器

8.2.4并行輸入/串行輸出移位寄存器

8.2.5并行輸入/并行輸出移位寄存器下左圖給出了一個(gè)并行輸入/并行輸出移位寄存器。在實(shí)際應(yīng)用中，常用的并行輸入/并行輸出移位寄存器集成電路是74HC195，它是一個(gè)4位可并行輸入/并行輸出、串行輸入/串行輸出、串行輸入/并行輸出和并行輸入/串行輸出的移位寄存器，其邏輯框圖符號(hào)如下右圖所示。8.2.5并行輸入/并行輸出移位寄存器引腳號(hào)引腳名引腳功能1復(fù)位輸入端（低電平有效）2串行數(shù)據(jù)輸入端3串行數(shù)據(jù)輸入端（低電平有效）4、5、6、7并行數(shù)據(jù)輸入9移位控制/置入控制（低電平有效）10時(shí)鐘輸入（上升沿↑有效）15、14、13、12并行數(shù)據(jù)輸出74HC195引腳功能說明表8.2.5并行輸入/并行輸出移位寄存器

輸入輸出串行并行L

LLLLHL↑

abcdabcdHHL

HH↑LH

HH↑LL

LHH↑HH

HHH↑HL

8.2.6雙向移位寄存器

4位雙向移位寄存器8.2.6雙向移位寄存器

8.2.7中規(guī)模集成移位寄存器集成移位寄存器種類很多，功能與前述相同，它有雙向和單向，也有并入/并出、并入/串出、串入/并出、串入/串出，還有4位、8位等類型。下圖所示是一種功能較強(qiáng)的集成四位雙向移位寄存器74LS194。（a）引腳排列圖

（b）邏輯功能示意圖8.2.7中規(guī)模集成移位寄存器輸入輸出說明

0

0000清零1

0

保持111

↑并行輸入1011

↑

1右移輸入11010

↑

0右移輸入0110

1↑

1左移輸入1110

0↑

0左移輸入0100