1、電路中心電路中心 張詠梅張詠梅 電子工程學院電子工程學院6.4 中規(guī)模移位寄存器中規(guī)模移位寄存器6.4.1中規(guī)模移位寄存器的功能中規(guī)模移位寄存器的功能1、移位方式的選擇、移位方式的選擇移位寄存器的移位方式有兩種：左移方式和右移方式。移位寄存器的移位方式有兩種：左移方式和右移方式。 中規(guī)模移位寄存器可以單方向移位，也可以通過移位中規(guī)模移位寄存器可以單方向移位，也可以通過移位控制端控制實現(xiàn)雙方向移位。控制端控制實現(xiàn)雙方向移位。2、并行預(yù)置、并行預(yù)置不是所有移位寄存器都具有并行預(yù)置功能。不是所有移位寄存器都具有并行預(yù)置功能。只有具有只有具有并行預(yù)置功能的移位寄存器，才有并入串出，并入并并行預(yù)置功能的

2、移位寄存器，才有并入串出，并入并出的工作方式。出的工作方式。 電路中心電路中心 張詠梅張詠梅 電子工程學院電子工程學院6.4.1 中規(guī)模移位寄存器的功能中規(guī)模移位寄存器的功能3、串行輸入方式的選擇、串行輸入方式的選擇4、置零功能、置零功能 串行輸入有串行輸入有D觸發(fā)器的方式輸入，也有觸發(fā)器的方式輸入，也有JK觸發(fā)器的觸發(fā)器的方式輸入。有的移位寄存器的串行輸入端有兩個，方式輸入。有的移位寄存器的串行輸入端有兩個，兩個輸入作用到一個內(nèi)部的與門，與門的輸出才是兩個輸入作用到一個內(nèi)部的與門，與門的輸出才是移位寄存器的串行輸入。移位寄存器的串行輸入。多數(shù)移位寄存器都具有置零（復(fù)位）功能，移位寄多數(shù)移位寄

3、存器都具有置零（復(fù)位）功能，移位寄存器的置零功能一般都是異步置零，也有個別的移存器的置零功能一般都是異步置零，也有個別的移位寄存器是同步置零。位寄存器是同步置零。 電路中心電路中心 張詠梅張詠梅 電子工程學院電子工程學院6.4.2中規(guī)模移位寄存器介紹中規(guī)模移位寄存器介紹異步清零異步清零工作方工作方式選擇式選擇右移串入右移串入并行預(yù)并行預(yù)置輸入置輸入左移串入左移串入并并行行輸輸出出1、通用移位寄存器、通用移位寄存器74LS194時鐘輸入時鐘輸入電路中心電路中心 張詠梅張詠梅 電子工程學院電子工程學院通用移位寄存器通用移位寄存器74LS194異步清零，低電平有效。異步清零，低電平有效。S0S1=1

4、1，同步預(yù)置。，同步預(yù)置。S0S1=01，右移。，右移。S0S1=10，左移。，左移。S0S1=00，保持。，保持。74LS194由由D觸發(fā)器構(gòu)成。觸發(fā)器構(gòu)成。電路中心電路中心 張詠梅張詠梅 電子工程學院電子工程學院2、JK輸入的移位寄存器輸入的移位寄存器74LS195 異步清零異步清零1移位移位0預(yù)置預(yù)置串行輸入為串行輸入為J、K方式。方式。并行預(yù)并行預(yù)置輸入置輸入并行輸出并行輸出互反串行輸出互反串行輸出時鐘輸入時鐘輸入電路中心電路中心 張詠梅張詠梅 電子工程學院電子工程學院2、JK輸入的移位寄存器輸入的移位寄存器74LS195異步清零，低電平有效。異步清零，低電平有效。同步預(yù)置，低電平有效

5、。同步預(yù)置，低電平有效。右移位，右移位，QA的狀態(tài)根據(jù)的狀態(tài)根據(jù)J、K的不同取值按的不同取值按JK觸觸發(fā)器的規(guī)律變化。發(fā)器的規(guī)律變化。74LS195由由JK觸發(fā)器構(gòu)成。觸發(fā)器構(gòu)成。電路中心電路中心 張詠梅張詠梅 電子工程學院電子工程學院3、具有與門輸入的、具有與門輸入的8位移位寄存器位移位寄存器74LS164異步清零異步清零串行輸串行輸入端入端兩個移位輸入兩個移位輸入A和和B，加到一個內(nèi)部的與門再輸出到移，加到一個內(nèi)部的與門再輸出到移位寄存器的輸入。這可以在構(gòu)成反饋移位寄存器時減位寄存器的輸入。這可以在構(gòu)成反饋移位寄存器時減少外部邏輯器件的使用。少外部邏輯器件的使用。 并并行行輸輸出出時鐘輸入

6、時鐘輸入電路中心電路中心 張詠梅張詠梅 電子工程學院電子工程學院3、具有與門輸入的、具有與門輸入的8位移位寄存器位移位寄存器74LS164異步清零，低電平有效。異步清零，低電平有效。右移位，右移位，QA的值根據(jù)的值根據(jù)A、B的不同取值按的不同取值按與門的規(guī)律變化。與門的規(guī)律變化。74LS164由由D觸發(fā)器構(gòu)成。觸發(fā)器構(gòu)成。電路中心電路中心 張詠梅張詠梅 電子工程學院電子工程學院4具有預(yù)置功能的具有預(yù)置功能的8位移位寄存器位移位寄存器74LS166異步清零異步清零1移位移位0預(yù)置預(yù)置并行預(yù)并行預(yù)置輸入置輸入串行輸入串行輸入時鐘禁時鐘禁止輸入止輸入當當CLKINH0時，允許時鐘輸入，而時，允許時鐘

7、輸入，而CLKINH1時，時，不允許時鐘輸入。不允許時鐘輸入。 串行輸出串行輸出電路中心電路中心 張詠梅張詠梅 電子工程學院電子工程學院4具有預(yù)置功能的具有預(yù)置功能的8位移位寄存器位移位寄存器74LS166異步清零，低電平有效。異步清零，低電平有效。同步預(yù)置，低電平有效。同步預(yù)置，低電平有效。右移位右移位74LS166由由D觸發(fā)器構(gòu)成。觸發(fā)器構(gòu)成。保持保持電路中心電路中心 張詠梅張詠梅 電子工程學院電子工程學院6.5 中規(guī)模移存器的應(yīng)用中規(guī)模移存器的應(yīng)用6.5.1 中規(guī)模移存器的擴展中規(guī)模移存器的擴展例例6.5.1 用用74LS194構(gòu)成構(gòu)成8位雙向移存器。位雙向移存器。D0 D1D2 D3D

8、4 D5 D6 D7Q0 Q1 Q2 Q3Q4 Q5 Q6 Q7右移串行輸入右移串行輸入SR左移串行輸入左移串行輸入SLS1S0CPDR電路中心電路中心 張詠梅張詠梅 電子工程學院電子工程學院例例6.5.1 雙向移位寄存器雙向移位寄存器S S1 1S S0 0=00=001SL保持保持S S1 1S S0 0=01=01右移右移S S1 1S S0 0=10=10左移左移S S1 1S S0 0=11=11預(yù)置預(yù)置00 0 0 00 0 0 00DR清零清零1 0 0 00 0 0 000 1 0 00 0 0 01 0 0 10 1 1 01 0 0 10 1 1 01電路中心電路中心 張詠

9、梅張詠梅 電子工程學院電子工程學院6.5.2 中規(guī)模移存器構(gòu)成串并變換器中規(guī)模移存器構(gòu)成串并變換器完成數(shù)據(jù)的串行完成數(shù)據(jù)的串行并行轉(zhuǎn)換的并行轉(zhuǎn)換的關(guān)關(guān)鍵在于控制信號的產(chǎn)生鍵在于控制信號的產(chǎn)生。保證。保證能夠能夠在所需的數(shù)據(jù)都移入移存器時實現(xiàn)并行輸出在所需的數(shù)據(jù)都移入移存器時實現(xiàn)并行輸出。 例如，數(shù)據(jù)的長度是例如，數(shù)據(jù)的長度是8位，控制信號應(yīng)該保證位，控制信號應(yīng)該保證8位數(shù)據(jù)串行移入位數(shù)據(jù)串行移入移位寄存器后，產(chǎn)生一個移位寄存器后，產(chǎn)生一個控制信號控制信號去選通并行輸出的選通門或去選通并行輸出的選通門或者鎖存器，把者鎖存器，把8位數(shù)據(jù)一起并行輸出。位數(shù)據(jù)一起并行輸出。00110101100110

10、00可見，關(guān)鍵在于輸入可見，關(guān)鍵在于輸入8位串行碼后，能獲得一個位串行碼后，能獲得一個轉(zhuǎn)換完成的標志轉(zhuǎn)換完成的標志，并以此為依據(jù)輸出選通信號，控制輸出選通門或鎖存器。并以此為依據(jù)輸出選通信號，控制輸出選通門或鎖存器。電路中心電路中心 張詠梅張詠梅 電子工程學院電子工程學院8位串行位串行并行轉(zhuǎn)換器并行轉(zhuǎn)換器M=16計數(shù)器計數(shù)器位移位位移位寄存器寄存器位鎖存器位鎖存器DIDIQCQCQNQNQOQOOCOCCLRCLR000000000000000000000d0d01001d7 d6 d5 d4 d3 d2 d1 d0高高阻阻1d1d1d0或門或門d7d6d5d4d3d2d1d00000電路中心

11、電路中心 張詠梅張詠梅 電子工程學院電子工程學院8位串行位串行并行轉(zhuǎn)換器仿真波形并行轉(zhuǎn)換器仿真波形1 1 0 1 0 1 1 10 0 0 1 0 1 0 11101011100010101高阻高阻000000001101011100000000高高阻阻000000010000001100000110電路中心電路中心 張詠梅張詠梅 電子工程學院電子工程學院8位串行位串行并行轉(zhuǎn)換器并行轉(zhuǎn)換器M=16計數(shù)器計數(shù)器位移位位移位寄存器寄存器位寄存器位寄存器DIDIQCQCQNQNQOQOOCOCCLRCLR0000000000000000000000d0d01001d7 d6 d5 d4 d3 d2

12、d1 d01高高阻阻1d1d1d0電路中心電路中心 張詠梅張詠梅 電子工程學院電子工程學院8位串行位串行并行轉(zhuǎn)換器仿真波形并行轉(zhuǎn)換器仿真波形1 1 0 1 0 1 1 10 0 0 1 0 1 0 11101011100010101高阻高阻000000001101011100000000000000010000001100000110高高阻阻電路中心電路中心 張詠梅張詠梅 電子工程學院電子工程學院6.5.3 中規(guī)模移存器構(gòu)成并串變換器中規(guī)模移存器構(gòu)成并串變換器數(shù)據(jù)的并串變換是利用具有并行預(yù)置功能的移存器，數(shù)據(jù)的并串變換是利用具有并行預(yù)置功能的移存器，先將數(shù)先將數(shù)據(jù)并行置入移存器據(jù)并行置入移存器

13、，然后，然后在時鐘的作用下逐位移出在時鐘的作用下逐位移出即可。即可。 并行串行數(shù)據(jù)變換關(guān)鍵是通過邏輯電路控制并行串行數(shù)據(jù)變換關(guān)鍵是通過邏輯電路控制并行數(shù)據(jù)的置入并行數(shù)據(jù)的置入時機時機，當前一組數(shù)據(jù)全部移出時開始置入第二組數(shù)據(jù)當前一組數(shù)據(jù)全部移出時開始置入第二組數(shù)據(jù)。 1110每拍時鐘完成一每拍時鐘完成一組數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。組數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。 0001d0 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7d7d60 d0 d1 d2 d3 d4 d5 d6d7d6d5d4d3d2 d1d0電路中心電路中心 張詠梅張詠梅 電子工程學院電子工程學院8位并行位并行串行轉(zhuǎn)換器仿真波形串行轉(zhuǎn)換器仿真波形1 0 0 1 1

14、0 1 11 0 0 1 1 1 0 110011011100111011 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0沒有被轉(zhuǎn)換沒有被轉(zhuǎn)換電路中心電路中心 張詠梅張詠梅 電子工程學院電子工程學院基于基于ST-BUS的并行一串行轉(zhuǎn)換電路的并行一串行轉(zhuǎn)換電路P0P00EN預(yù)置且開預(yù)置且開始輸出始輸出輸輸出出結(jié)結(jié)束束SH/LD移位移位110D0D1D2D3D4D5D6D7高高阻阻100017D01 0 1 0 0 1 1 1電路中心電路中心 張詠梅張詠梅 電子工程學院電子工程學院6.5.4中規(guī)模移存器構(gòu)成計數(shù)器中規(guī)模移存器構(gòu)成計數(shù)器利用移位寄存器的利用

15、移位寄存器的 控制端，選擇控制端，選擇合適的并行輸入數(shù)據(jù)值合適的并行輸入數(shù)據(jù)值和和適當?shù)姆答伨W(wǎng)絡(luò)適當?shù)姆答伨W(wǎng)絡(luò)，可以實現(xiàn)任意模值，可以實現(xiàn)任意模值M的同步計數(shù)器。的同步計數(shù)器。LDSH /DQJDQKADADAQQQQQDAQQ CBAQQQLDSH/1 1 100 0 0 0000000010010101001010100100100110110110110110111M=12QDQCQBQA電路中心電路中心 張詠梅張詠梅 電子工程學院電子工程學院6.5.5 中規(guī)模移存器構(gòu)成分頻器中規(guī)模移存器構(gòu)成分頻器應(yīng)用移位寄存器和譯碼器可應(yīng)用移位寄存器和譯碼器可以構(gòu)成可控計數(shù)分頻器。以構(gòu)成可控計數(shù)分頻器

16、。 1 1 01 0 1 11 1 1 1當選擇不同的當選擇不同的CBA輸入值時，可輸入值時，可以改變分頻比（以改變分頻比（28分頻）。分頻）。 1 1 1 1 1 1 0電路中心電路中心 張詠梅張詠梅 電子工程學院電子工程學院可控計數(shù)分頻器的仿真波形可控計數(shù)分頻器的仿真波形CBA=0時，時，fo=0。CBA=1時，時，fo=(1/2)fCP。CBA=2時，時，fo=(1/3)fCP。CBA=3時，時，fo=(1/4)fCP。CBA=4時，時，fo=(1/5)fCP。CBA=5時，時，fo=(1/6)fCP。CBA=6時，時，fo=(1/7)fCP。CBA=7時，時，fo=(1/8)fCP。電

17、路中心電路中心 張詠梅張詠梅 電子工程學院電子工程學院6.5.6中規(guī)模移存器構(gòu)成序列信號發(fā)生器中規(guī)模移存器構(gòu)成序列信號發(fā)生器 序列長序列長度度M觸發(fā)器觸發(fā)器個數(shù)個數(shù)KK夠夠大否大否狀態(tài)轉(zhuǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)移表移表反推反饋反推反饋函數(shù)函數(shù)D0用中規(guī)模移位寄存器可以構(gòu)成移存型序列信號發(fā)生器。用中規(guī)模移位寄存器可以構(gòu)成移存型序列信號發(fā)生器。例例6.5.2 用中規(guī)模移存器和數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計一個序列信用中規(guī)模移存器和數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計一個序列信號發(fā)生器，輸出序列為號發(fā)生器，輸出序列為0110011110001001。解：解：M=16，K先取先取4。0110，1100，1001，0011，0111，1111，1110，11

18、00，1000，0001，0010，0100，1001，0010，0101，1011。K=4不夠，故取不夠，故取K=5。注意注意：中規(guī)模移位寄存器沒有：中規(guī)模移位寄存器沒有 輸出端，因此反饋函數(shù)輸出端，因此反饋函數(shù)D0的的表達式中不能有反變量表達式中不能有反變量，可以，可以用數(shù)據(jù)選擇器來實現(xiàn)用數(shù)據(jù)選擇器來實現(xiàn)D0。Q電路中心電路中心 張詠梅張詠梅 電子工程學院電子工程學院例例6.5.201100，11001，10011，00111，01111，11110，11100，11000，10001，00010，00100，01001，10010，00101，01011，10110。 1 11 11 1

19、1 10 00 00 01 10 00 01 10 01 11 10 00 000000 1QEQDQCQBQA001 011 010 110111101 100011110 1 1 00011 01 001100選擇選擇QEQDQC為地址。為地址。D0=0D1=1D2=0D4=QB D5=0D6=1D7=0BQD 3K=5夠大。夠大。空格為沒有用到的狀空格為沒有用到的狀態(tài)，處理為任意項。態(tài)，處理為任意項。電路中心電路中心 張詠梅張詠梅 電子工程學院電子工程學院例例6.5.200000 1QEQDQCQBQA001 011 010 110111101 100011110 1 1 00011 01 001100011001100110011001110111111110111001100010001000100010