数字电路与逻辑设计第6章 2 寄存器,移位寄存器.ppt

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1、三、寄存器，移位寄存器。寄存器是一种常用的时序逻辑电路,用来存储多位二进制代码。这些代码可以是数据，指令，地址或其他信息。由于一个触发器只能存放一位二进制代码，因此，用n个触发器和一些起控制作用的门电路，可以组成n位寄存器。按功能划分，寄存器可分为：数码寄存器移位寄存器1、数码寄存器1DCIDI存数指令QQ1、数码寄存器数码寄存器是能够存放二进制数码的电路。由于触发器具有记忆功能，因此可以作为数码寄存器的电路。下图为由D触发器实现寄存一位数码的寄存单元。工作原理：若DI=0，在存数指令的作用下，Qn+1=0，若DI

2、=1，在存数指令的作用下，Qn+1=1。这样，在存数指令的作用下，将输入信号的数码DI存入到D触发器中。这样寄存器只用来存放数码，一般仅具有接收数码，保持并清除原有数码等功能，电路结构和工作原理都比较简单。一个多位的数码寄存器，可以看作是多个触发器的并行使用。、移位寄存器移位寄存器是一个同步时序电路，除具有存放数码的功能外，还具有将数码移位的功能，即在时钟CP作用下，能够把寄存器中存放的数码依次左移或右移。⑴下图为由4个D触发器构成的4位左移的移位寄存器由图可见：Q1n+1=VI，Q2n+1=Q1nQ3n+1=Q2

3、n，Q4n+1=Q3n1D4CI1D4CI1D4CI1D4CIQ4Q3Q2Q1输入VICP就实现了数码在移存脉冲作用下，向左依位移存。同理可构成右移位寄存器。10111111001011⑵双向寄存器同时具有左移和右移的功能，是左移还是右移取决于移存控制信号M。如图所示由图可写出各级D触发器的状态转移方程：Q4n+1=AM+MQ3n其中，A为右移输入数码Q3n+1=MQ4n+MQ2nB为左移输入数码Q2n+1=MQ3n+MQ1nQ1n+1=MQ2n+MB当M=1时，Q4n+1=AQ3n+1=Q4nQ2n+1=Q3nQ

4、1n+1=Q2n因此，在移存脉冲CP作用下，实现右移移位寄存功能。当M=0时，Q4n+1=Q3nQ3n+1=Q2nQ2n+1=Q1nQ1n+1=B因此，在移存脉冲CP作用下，实现左移移位寄存功能。所以在双向移位寄存器中，我们可通过控制M的取值来完成左右移功能。在上例中，M=1时，完成右移功能；M=0时，完成左移功能。移位寄存器的逻辑功能：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位移动移位寄存器按移动方式分单向移位寄存器双向移位寄存器左移位寄存器右移位寄存器移位寄存器的逻辑功能分类实现数码串—并行转换通

5、常信息在线路上的传递是串行传送，而终端的输入或输出往往是并行的，因而需对信号进行串—并行转换或并—串转换。⑶移位寄存器的应用并入并出、并入串出、串入并出、串入串出移位寄存器的应用并入并出－数据寄存并入串出－多位数据共信道传输串入并出－共信道传输数据接收串入串出－数字延迟可变长度移位寄存器A、串行转换成并行（5单位信息的串—并转换电路）组成：由两部分:5位右移移位寄存器,5个与门组成的并行读出电路.5单位信息：是由5位二进制数码组成一个信息的代码。并行读出脉冲必须在经过5个移存脉冲后出现，并且和移存脉冲出现的时间错开

6、。1DCI1DCI1DCI1DCI1DCI＆＆＆＆＆并行读出指令串行输入移存脉冲CPD5D4D3D2D1Q1Q2Q3Q4Q511001分析：假设串行输入的数码为10011（左边先入）序号Q1Q2Q3Q4Q50—————11————201———3001——41001—511001并行输出11001串—并行转换状态表波形：并行输出脉冲移存脉冲Q1Q2Q3Q4Q5110011001B并行转换为串行（输入是并行，输出是串行）组成：右移移位寄存器和输入电路分析：由于是D触发器，有Qn+1=D由于D1=MD11=MD11，D2

7、=……因此在移存脉冲作用下，状态转移方程为：Q1n+1=MD11，Q2n+1=MD12+Q1nQ3n+1=MD13+Q2n，Q4n+1=MD14+Q3nQ5n+1=MD15+Q4n工作时:(1)RD首先清零，使所有触发器置0。(2)当并行取样脉冲M=1时，在第一个移存脉冲CP的作用下，输入信号D11~D15并行存入到各级触发器中。(3)存入以后并行取样脉冲M=0，在移存的脉冲CP的作用下，实行右移移存功能，从Q5端输出串行数码。假设输入的5位数码为11001（Q1…Q5），第二组为10101。5单位数码并—串行转换

8、状态转移表序号Q1Q2Q3Q4Q5000000111001（并入）201100串行输出300110400011500001610101（并入）M=1M=1M=0波形：RDCP并行取样Q1Q2Q3Q4Q511001000111234567891010011注：并行取样脉冲M与移存脉冲之间有一定的关系。若输入信号的位数为N位，则由n级触发器构成移位寄存器。移存脉