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图 19.3 例19.1图 (a) 四位右移寄存器电路图；(b) 波形图
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11 2. 双向移位寄存器 由单向移位寄存器的工作原理可知，双向移位寄存器 是在单向移位寄存器的基础上增加左移或右移功能来实现的， 另外加上一些控制电路和控制信号即可构成双向移位寄存器。 图19.4所示为集成四位双向移位寄存器74LS194的引脚图， 其功能表如表19.2所示。
减1时，要求每输入一个计数脉冲，最低位触发器要翻转一次， 而其它触发器只能在其低位触发器均为0时，在计数脉冲CP的作 用下才翻转。用JK触发器构成的四位同步二进制减法计数器逻 辑图如图19.8所示。
根据图19.8所示的逻辑电路可写出驱动方程:
J0 K 0 1
J1
K1
Q
n 0
J2
K
2
Q
n 0
Q
n 1
2
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图 19.1 四位数码寄存器
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寄存器的工作原理如下： 当RD=0时，触发器F0～F3同时被置0；寄存器工作时， RD=1。要存放二进制代码时，将数据放到数据输入端D0～D3 处，在CP脉冲的作用下，输入到F0～F3四个D触发器中，寄 存器的输出端为Q3Q2Q1Q0= D3D2D1D0。 在CP=0，RD=1时，寄存器中存放的数据保持不变，即 F0～F3的状态保持不变。从图19.1中不难看出，这种寄存器 在接收数据时，各位数据是同时输入的，输出数据也是同时 进行的，故称为并行输入输出数码寄存器，其常用型号有 74LS175和CC4076。
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图 19.5 四位同步二进制加法计数器逻辑图
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
对图19.5的时序电路分析如下。 输出方程:
驱动方程:
C=Q3Q2Q1Q0
J0=K0=1 J1=K1=Qn0 J2=K2=Qn1Qn0 J3=K3=Qn2Qn1Qn0 将驱动方程代入触发器的特性方程，得到
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Q0n1 J0QnK0Qn Q0n Q1n1 J1Q1nK1Q1n Q0nQ1n Qn21 J2Q2nK2Qn2 Q2nQ1nQ0nQn2Q1nQ0n Q3n1 J3Q3nK3Q3n Q3nQn2Q1nQ0nQ3nQn2Q1nQ0n
根据状态方程，可作出状态转换表如表19.4所示，其中C 为进位。
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25 根据状态转换表，可画出状态转换图(见图19.9)和各触 发器输出端的波形图(见图19.10)。
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图 19.4 四位双向移位寄存器74LS194引脚图
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19.2 同 步 计 数 器
19.2.1 同步二进制计数器 1. 同步二进制加法计数器 根据二进制加法运算的规则，在一个多位二进制数的末
位加1时，若其中的第i位以下的各位皆为1，则第i位应改变 状态(由0变1或由1变0)；而最低位在每次加1时其状态都要改 变。利用这一特点，可使用JK触发器组成一个四位同步二进 制加法计数器，如图19.5所示。从图中可看出，各触发器受 同一CP脉冲控制，其触发器的翻转与CP脉冲的下降沿同步。
J3
K
3
Q
n 2
Q
n 1
Q
n 0
输出方程:
C
Q
n 3
Q
n 2
Q
n 1
Q
n 0
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图 19.8 四位同步二进制减法计数器逻辑图
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23 将驱动方程代入JK触发器的特性方程式中，得到电路的状 态方程：
Q0n1 J0Q1nK0Q0n Q0n Q1n1 J1Q1nK1Q1n Q1nQ0nQ1nQ0n Qn21 J2Q2nK2Qn2 Q2nQ1nQ0nQn2 Q1nQ0n Q3n1 J3Q3nK3Q3n Q3nQ2nQ1nQ0nQ3n Q2nQ1nQ0n
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图 19.2 四位右移寄存器
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8 【例19.1】 有一组串行数据1011，依次送入四位右移寄 存器，试画出四位右移寄存器的电路、状态表和工作波形图。 解 根据题意画出如图19.3所示的电路图和波形图，状态表 如表19.1所示(输入数据为1011)。 同理，用D触发器也可以组成左移寄存器，这里不再叙述。
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第19章 寄存器和计数器
➢19.1 ➢19.2 同步计数器 ➢19.3 异步计数器 ➢19.4 任意进制计数器的构成方法
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19.1 寄 存 器
19.1.1 数码寄存器 数码寄存器是用于存放二进制代码的电路。图19.1所示
是利用触发器的记忆功能构成的寄存器，它是由四个D触发 器(F0～F3)组成的，有D0～D3四个数据输入端，Q0～Q3四个 输出端。CP为脉冲输入端，RD为各触发器的清零端，低电 平有效。
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19.1.2 移位寄存器 移位寄存器不仅能储存代码，而且还具有移位功能。移
位功能是指存储在寄存器里的二进制代码能在时钟脉冲的作 用下依次左移或右移一位。移位存储器可用来实现数据的 串—并行转换等。
移位寄存器的输入、输出分串行和并行两种。串行输入 方式是指在CP脉冲的作用下，将数据从寄存器的最低位逐位 输入到各寄存器中；并行输入方式是指在CP脉冲的作用下， 各位数据同时输入到各寄存器中。串行输出方式是指在CP脉 冲的作用下，数据从寄存器的最高位逐位输出；并行输出方 式是指在CP脉冲的作用下，寄存器中各触发器同时对外输出 数据。移位寄存器又分单向移位寄存器和双向移位寄存器。
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1. 单向移位寄存器 图19.2所示是用四个D触发器组成的四位右移寄存器， 其中F3是最高位数码触发器，F0是最低位数码触发器，四个 触发器共用同一个时钟脉冲CP信号，因此称为同步时序电路。 F0的D0端采用串行输入方式，每当CP脉冲沿到来时，输入的 数码就被移入到F0触发器，而每个触发器的状态在CP脉冲的 作用下，也同时移入下一位触发器，最高位触发器的状态从 串行输出端移出寄存器。如果将一组四位数码逐位移到寄存 器中，经过四个CP脉冲后，将在F3F2F1F0四个输出端 (Q3Q2Q1Q0)并行输出四位数码，即将串行数据输入转换成并 行数据输出。
根据状态方程可作出电路的状态转换表，如表19.3所示。
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19 根据状态转换表，可画出状态转换图和各触发器输出端 的波形图，如图19.6和图19.7所示。
图 19.6 四位同步二进制加法计数器状态转换图
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图 19.7 四位同步二进制加法计数器波形图
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2. 同步二进制减法计数器 根据二进制减法计数器的运算规则可知，从多位二进制数