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课题1 寄存器
了解寄存器的功能、基本构成和常见类型。 了解典型集成移位寄存器的应用。
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课题1 寄存器
• 一、认识“寄存器”家族
•
能够暂存数码（或指令代码）的数字部件称为寄存器。寄
存器根据功能可分为数码寄存器和移位寄存器两大类。
• 1. 数码寄存器
•
具有接收数码和清除原有数码功能的寄存器称为数码寄存
器。下图所示为由D触发器组成的4位数码寄存器。在存数指令
（CP脉冲上升沿）的作用下，可将预先加在各D触发器输入端
的数码，存入相应的触发器中，并可从各触发器的Q端同时输
出，所以称其为并行输入、并行输出的寄存器。
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课题1 寄存器
图 4位数码寄存器
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课题1 寄存器
数码寄存器的特点是
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课题1 寄存器
表 74LS194功能表
CR
输入变量
输出变量
CR
M1 M0 CP DSL DS D0 D1 D2 D3 Q0 Q1 Q2 Q3
R
0 × × × × × ×× × × 0 0 0 0
说明 置0
1 × × 0 × × ×× × ×
保持
1 1 1 ↑ × × d0 d1 d2 d3 d0 d1 d2 d3 并行置数 1 0 1 ↑ × 1 × × × × 1 Q0 Q1 Q2 右移输入1 1 0 1 ↑ × 0 × × × × 0 Q0 Q1 Q2 右移输入0 1 1 0 ↑ 1 × × × × × Q1 Q2 Q3 1 左移输入1 1 1 0 ↑ 0 × × × × × Q1 Q2 Q3 0 左移输入0
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Q
课题1 寄存器
2．移位寄存器
电子计算机在进行算术运算和逻辑运算时，常需将某些数 码向左或向右移位，这种具有存放数码和使数码具有左右移位功 能的电路称为移位寄存器。移位寄存器分为单向移位寄存器和双 向移位寄存器。
（1）单向移位寄存器
由D触发器构成的4位右移寄存器如下图所示。CR为异步清 零端。左边触发器的输出接至相邻右边触发器的输入端D，输入数 据由最左边触发器FF0的输入端D0接入。
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课题1 寄存器
表 右向移位寄存器的状态表
移位脉冲 CP 0 1 2 3 4
输入数据
1 0 1 1
移位寄存器中的数码
Q0
Q1
Q2Q30Fra bibliotek00
0
1
0
0
0
0
1
0
0
1
0
1
0
1
1
0
1
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S
课题1 寄存器
从表中可以看出，当过来四个位移脉冲CP后，数码1011就由端 Q3Q2Q1Q0并行输出，如果想得到串行输出信号，则只需要再输入 4个脉冲，这时1011便由Q3端一次输出。
，即将
FFn-1
的输出
Qn-1
接到
FF0
的输入
端 D0。
工作原理：根据起始状态设置的不同，在输入计数脉冲 CP 的作
用下，环形计数器的有效状态可以循环移位一个 1，也可以循环移位
一个 0。即当连续输入 CP 脉冲时，环形计数器中各个触发器的 Q 端
（1）在存入新数码时能将寄存器中的原始数码自动清除，即只需 要输入一个接收脉冲，就可将数码存入寄存器中——单拍接收方式 的寄存器。 （2）在接收数码时，各位数码同时输入，而各位输出的数码也同 时取出，即并行输入、并行输出的寄存器。 （3）在寄存数据之前，应在RD端输入负脉冲清零，使各触发器均 清零。
图 D触发器组成的4位右移寄存器
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课题1 寄存器
（2）双向移位寄存器 若将右移移位寄存器和左移移位寄存器组合在一起，在控制电
路的控制下，就构成双向移位寄存器。 图 8-1-3 所示为 4 位双向移位寄存器 74LS194 的逻辑符号及外
引线功能图。图中 CR 为置零端，D3 ～ D0 为并行数码输入端，Q3 ～ Q0 为并行数码输出端；DSR 为右移串行数码输入端，DSL 为左移串 行数码输入端； M1 和 M0 为工作方式控制端。74LS194 的功能如表 8-1-2 所示。
任务导入
电机每转一周，光线透过圆盘上的小孔照射光电元件一次，光电元件 产生一个电脉冲。光电元件每秒发出的脉冲个数就是电机的转速。光电元 件产生的电脉冲信号较弱，且不够规则，必须放大、整形后，才能作为计 数器的计数脉冲。脉冲发生器产生一个脉冲宽度为1秒的矩形脉冲，去控 制门电路，让“门”打开1秒钟。在这1秒钟内，来自整形电路的脉冲可以经 过门电路进入计数器。根据转速范围，采用4位十进制计数器，计数器以8 421码输出，经过译码器后，再接数字显示器，显示电机转速。本任务中 数据存储和计数的问题就需要用时序逻辑电路的相关知识来解决。
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课题1 寄存器
图 74LS194的逻辑功能示意图
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课题1 寄存器
二、集成移位寄存器的应用
1．环形计数器
环形计数器是将单向移位寄存器的串行输入端和串行输出端相连， 构成一个闭合的环。
环形计数器逻辑图
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Q
课题1 寄存器
结构特点： D0
Qn n 1
电子技术基础与技能
模块8 时序逻辑电路
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目录
• 课题1 寄存器 • 课题2 计数器
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任务导入
在许多场合需要测量旋转部件的转速，如电机转速、机动车车速 等，转速多以十进制数制显示。下图所示是测量电动机转速的数字转 速测量系统示意图。
图 数字转速测量系统示意图
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1 0 0 × × × ×× × ×
保持
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课题1 寄存器
功能说明
（1）置 0 功能。 CR =0 时，寄存器置 0。 Q3 ～ Q0 均为 0 状态。 （2）保持功能。CR =1 且 CP=0；或 CR =1 且 M1M0=00 时，寄存器保 持原态不变。 （3）并行置数功能。CR =1 且 M1M0=11 时，在 CP 上升沿作用下，D3 ～ D0 端输入的数码 d3～d0 并行送入寄存器，是同步并行置数。 （4）右移串行送数功能。 CR =1 且 M1M0=01 时，在 CP 上升沿作用 下，执行右移功能，DSR 端输入的数码依次送入寄存器。 （5）左移串行送数功能。 CR =1 且 M1M0=10 时，在 CP 上升沿作用 下，执行左移功能，DSL 端输入的数码依次送入寄存器。