中规模集成时序逻辑电路ppt课件.ppt

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1、第八章中规模集成时序逻辑电路§8-1寄存器和锁存器§8-2移位寄存器§8-3计数器§8-1寄存器和锁存器1.寄存器通常分为两大类：基本寄存器：存储二进制数码、运算结果或指令等信息的电路。移位寄存器：不但可存放数码，而且在移位脉冲作用下，寄存器中的数码可根据需要向左或向右移位。2.　组成：触发器和门电路。一个触发器能存放一位二进制数码；N个触发器可以存放N位二进制数码。3.　寄存器应用举例：(1)运算中存贮数码、运算结果。(2)计算机的CPU由运算器、控制器、译码器、寄存器组成，其中就有数据寄存器、指令寄存器、一般寄存器。4.寄存器与存储器的区

2、别寄存器内存放的数码经常变更，要求存取速度快，一般无法存放大量数据。存储器存放大量的数据，因此主要的要求是存储容量。基本寄存器具有接收、存放、输出和清除数码的功能。在接收指令（在计算机中称为写指令）控制下，将数据送入寄存器存放；需要时可在输出指令（读出指令）控制下，将数据由寄存器输出。基本寄存器单拍工作方式基本寄存器无论寄存器中原来的内容是什么，只要送数控制时钟脉冲CP上升沿到来，加在并行数据输入端的数据D0～D3，就立即被送入进寄存器中，即有：双拍工作方式基本寄存器（1）清零。CR=0，异步清零。即有：（2）送数。CR=1时，CP上升沿送数

3、。即有：（3）保持。在CR=1、CP上升沿以外时间，寄存器内容保持不变。功能真值表输入输出CRCPDQn+1０φφ01１↑１10１↑０01１　０φQn１　1φQn三态输出的寄存器输出控制CPD输出0↑110↑0000XQn01XQn1XX高阻输出带有三态输出，可以直接和数字系统总线连接。寄存器堆用寄存器做成“寄存器堆”，又称为缓冲存储器或文件存储器。常用做存放数据的中间缓冲寄存器。锁存器工作过程：①当G=1时，Q=D，电路接收输入数据；即当使能信号到来（不锁存数据）时，输出端的信号随输入信号变化；②当G=0时，D数据输入不影响电路的状态，电路

4、锁定原来的数据。即当使能信号结束后（锁存），数据被锁住，输出状态保持不变。“移位”，就是将寄存器所存各位数据，在每个移位脉冲的作用下，向左或向右移动一位。根据移位方向，常把它分成左移寄存器、右移寄存器和双向移位寄存器三种：寄存器左移(a)寄存器右移(b)寄存器双向移位(c)§8-2移位寄存器根据移位数据的输入－输出方式，又可将它分为串行输入－串行输出、串行输入－并行输出、并行输入－串行输出和并行输入－并行输出四种电路结构：FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF串入－串出串入－并出并入－串出并入－并出QQDQQDQQD

5、QQD&&&&A0A1A2A3SDRDCLRLD移位脉冲CP0串行输出数据预置3210存数脉冲清零脉冲SD四位并入-串出的左移寄存器设A3A2A1A0＝1011，在存数脉冲作用下，并行输入数据，使Q3Q2Q1Q0＝1011。D0＝0D1＝Q0D2＝Q1D3＝Q2101101100110110011001000100000000000000000000000Q3Q2Q1Q0D3D2D1D0并入初态Q3Q2Q1Q0＝1011Q3Q2D1Q0D0移位脉冲CP0串行输出D2D3Q2Q3Q1Q0Q1左移过程用波形图表示如下：10110110011011

6、0011001000100000000000000000000000Q3Q2Q1Q0D3D2D1D0并入初态Q3Q2Q1Q0＝1011Q3Q2Q1Q0CP110100110011000100000000Q3Q2D1Q0D0移位脉冲CP0串行输出D2D3Q2Q3Q1Q0Q1四位串入-串出的左移寄存器D0＝LD1＝Q0D2＝Q1D3＝Q2“L”即需左移的输入数据.串行输入LQ3Q2D1Q0D0移位脉冲CP串行输出D2D3Q2Q3Q1Q0Q1数据由Q3串行输出D1＝Q2D2＝Q3D3＝RD0＝Q1四位串入-串出的右移寄存器QDQQ3DQDQD移位脉

7、冲CP串行输出Q1Q2Q0串行输入R“R”即需右移的输入数据数据由Q0串行输出构成原理：既能左移又能右移。给移位寄存器设置一个控制端如S，令S＝0时左移；S＝1时右移即可。集成组件74LS194就是这样的多功能移位寄存器。双向移位寄存器D0＝LD1＝Q0D2＝Q1D3＝Q2左移D1＝Q2D2＝Q3D3＝RD0＝Q1右移D0=SL＋SQ1D2=SQ1＋SQ3D3=SQ2+SRD1=SQ0＋SQ2双向移右移串行输入左移串行输入工作方式控制VCCQAQBQCQDS1S0CP16151413121110913456782QAQBQCQDCPS1S0R

8、DLDCBARABCDDSRCRGND74LS194并行输入DSL0111100011011直接清零保持右移(从QA向右移动)左移(从QD向左移动)并入CRCPS1