數(shù)字電路與數(shù)字系統(tǒng)——3-3

1、 001或或 011 序列檢測(cè)器，且不重疊。序列檢測(cè)器，且不重疊。3.3 3.3 鎖存器和寄存器鎖存器和寄存器 鎖存器鎖存器 寄存器寄存器 移位寄存器移位寄存器 單向移位寄存器單向移位寄存器 單向移位寄存器應(yīng)用單向移位寄存器應(yīng)用 中規(guī)模雙向移位寄存器中規(guī)模雙向移位寄存器環(huán)形計(jì)數(shù)器環(huán)形計(jì)數(shù)器扭環(huán)型計(jì)數(shù)器扭環(huán)型計(jì)數(shù)器鎖存器：立即響應(yīng)輸入（或電平觸發(fā)）；鎖存器：立即響應(yīng)輸入（或電平觸發(fā)）；寄存器：依賴時(shí)鐘響應(yīng)輸入（邊沿觸發(fā)）。寄存器：依賴時(shí)鐘響應(yīng)輸入（邊沿觸發(fā)）。用來暫時(shí)存放二進(jìn)制代碼或數(shù)據(jù)的電路。用來暫時(shí)存放二進(jìn)制代碼或數(shù)據(jù)的電路。一一. . 鎖存器鎖存器D：數(shù)據(jù)輸入：數(shù)據(jù)輸入 G：輸入使能：輸入

2、使能Q：數(shù)據(jù)輸出：數(shù)據(jù)輸出OE：輸出使能：輸出使能OEQ(輸出)D7D0輸出保持高阻態(tài)OELE D(輸入)0 1 D7D00 0 X1 X X在在LELE(latch enable)(latch enable)高電平期間輸出隨輸入變化高電平期間輸出隨輸入變化 集成三態(tài)輸出集成三態(tài)輸出8 8位鎖存器位鎖存器74LS37374LS373二二. . 寄存器寄存器CP：寄存指令。：寄存指令。DiCP 寄存器是計(jì)算機(jī)或其他數(shù)字系統(tǒng)的主要部件之一，它寄存器是計(jì)算機(jī)或其他數(shù)字系統(tǒng)的主要部件之一，它用來暫時(shí)存放數(shù)據(jù)或代碼。用來暫時(shí)存放數(shù)據(jù)或代碼。74LS374集成三態(tài)輸出集成三態(tài)輸出8 8位寄存器位寄存器74

3、LS37474LS374C在在CP作用下，將所存的代碼移至緊鄰的左一位或右一位。作用下，將所存的代碼移至緊鄰的左一位或右一位。三三. . 移位寄存器移位寄存器 Shift register1. 1. 單向移存器（右移）單向移存器（右移） nnnnnnnQQQQQQDQ21311201110,例如：要移入D3D2D1D04個(gè)CP過后，D3D2D1D0移入CFF0CLKCFF1CFF2CFF4D0D1D2D4SerialdataoutputSerialdatainputCFF3D3Q4Q0Q1Q2Q3111111CLKCP DIR Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3D0 X X XX X

4、 XD1 D0 X X D01D12D23D34D2 D1 D0 X D3 D2 D1 D0可用于串并轉(zhuǎn)換可用于串并轉(zhuǎn)換 D D：串行輸入：串行輸入CLKCLK：時(shí)鐘：時(shí)鐘 RSTRST：異步清零：異步清零Q0Q3Q0Q3：輸出：輸出(Q0(Q0 - - Q3)Q3)雙四位移位寄存器雙四位移位寄存器tCP0tQ31tQ21tQ1tQ0tD1nnnnnnnQQQQQQDQ11021131213,DI1JFF0C11JFF0C11JFF0C11JFF0C1CP串串行行輸輸入入移移位位脈脈沖沖串串行行輸輸出出DOQ0Q1Q2Q3 并并 行行 輸輸 出出1K11K1K1K將移存器中某些觸發(fā)器的輸出反饋

5、到串行輸入端。將移存器中某些觸發(fā)器的輸出反饋到串行輸入端。用移位寄存器來構(gòu)成的計(jì)數(shù)器。用移位寄存器來構(gòu)成的計(jì)數(shù)器。 環(huán)型計(jì)數(shù)器環(huán)型計(jì)數(shù)器 扭環(huán)型計(jì)數(shù)器扭環(huán)型計(jì)數(shù)器2. 2. 單向移存器的應(yīng)用移存型計(jì)數(shù)器單向移存器的應(yīng)用移存型計(jì)數(shù)器 1) 1) 環(huán)型計(jì)數(shù)器環(huán)型計(jì)數(shù)器（Ring Counter)取輸出只有一個(gè)取輸出只有一個(gè) 1 1或或0 0 的為主循環(huán)，的為主循環(huán)，4 4進(jìn)制計(jì)數(shù)器。進(jìn)制計(jì)數(shù)器。不需要譯碼不需要譯碼1000010000100001 電路結(jié)構(gòu)：電路結(jié)構(gòu)： 0000 1111 1010 0101 1100 0110 1001 0011 1110 0111 1101 1011 將移存器的

6、最后一級(jí)輸出反饋到第一級(jí)的輸入。將移存器的最后一級(jí)輸出反饋到第一級(jí)的輸入。1DC1Q01DC1Q11DC1Q21DC1Q3D0CP3210QQQQ CP Q0 Q1 Q2 Q3 主循環(huán)波形圖：主循環(huán)波形圖：順序脈沖順序脈沖12347891056CLKQ0Q1Q3Q4Q2Q5Q6Q7n 位移存器，可構(gòu)成位移存器，可構(gòu)成 模模 M MN N 的環(huán)形計(jì)數(shù)器。的環(huán)形計(jì)數(shù)器。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：無(wú)自啟動(dòng)能力，電路利用率不高。在計(jì)數(shù)開始之前，無(wú)自啟動(dòng)能力，電路利用率不高。在計(jì)數(shù)開始之前，預(yù)置預(yù)置 Q Q0 0Q Q1 1Q Q2 2Q Q3 310001000，進(jìn)入主循環(huán)。，進(jìn)入主循環(huán)。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：不需要譯碼器，

7、輸出順序脈沖。不需要譯碼器，輸出順序脈沖。 電路特點(diǎn)電路特點(diǎn)取格雷碼計(jì)數(shù)狀態(tài)為主循環(huán)，模取格雷碼計(jì)數(shù)狀態(tài)為主循環(huán)，模 M M8 8 的計(jì)數(shù)。的計(jì)數(shù)。2). 2). 扭環(huán)形計(jì)數(shù)器扭環(huán)形計(jì)數(shù)器（Johnson Counter)00001000001100011100111011110111 0010 1001 0101 1011 0100 0110 1010 1101 電路結(jié)構(gòu)：電路結(jié)構(gòu)：nQD30將移存器的最后一級(jí)輸出反相后接到第一級(jí)的輸入。將移存器的最后一級(jí)輸出反相后接到第一級(jí)的輸入。1DC1Q01DC1Q11DC1Q21DC1Q3D0CP3210QQQQ 主循環(huán)波形圖：主循環(huán)波形圖： CP

8、Q0 Q1 Q2 Q3 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 扭環(huán)形計(jì)數(shù)器的扭環(huán)形計(jì)數(shù)器的模模 M M2N2N ，提高了電路利用率；，提高了電路利用率； 電路狀態(tài)譯碼時(shí)不會(huì)產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象電路狀態(tài)譯碼時(shí)不會(huì)產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：無(wú)自啟動(dòng)能力。無(wú)自啟動(dòng)能力。在異步清零在異步清零00000000，進(jìn)入主循環(huán)。，進(jìn)入主循環(huán)。 電路特點(diǎn)電路特點(diǎn) 異步清零；異步清零； CP CP ： 有效有效; ;四、中規(guī)模四、中規(guī)模 8 8位雙向移位移存器位雙向移位移存器74LS299 74LS299 S S1 1S S0 0 控制四種操作?？刂扑姆N操作。 并行數(shù)據(jù)端輸入并行數(shù)據(jù)端輸入/ /輸出雙向口輸出雙向口; ; 兩個(gè)低電平有效

9、的輸兩個(gè)低電平有效的輸出使能控制出使能控制G1G1、G2G2。兩。兩者為全者為全“0 0”時(shí)，端口為時(shí)，端口為輸出方式輸出方式; ;實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)7 7位并行位并行 串行轉(zhuǎn)換電路串行轉(zhuǎn)換電路 CP QA QB QC QD QE QF QG QH 1 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 2 1 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 3 1 1 0 D0 D1 D2 D3 D4 4 1 1 1 0 D0 D1 D2 D3 5 1 1 1 1 0 D0 D1 D2 6 1 1 1 1 1 0 D0 D1 7 1 1 1 1 1 1 0 D0 8 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 置

10、數(shù)置數(shù)右移右移串串出出Parallel in/Serial out實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)8位位串行串行并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 CP QA QB QC QD QE QF QG QH 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 2 D0 1 0 0 0 0 0 0 3 D1 D0 1 0 0 0 0 0 4 D2 D1 D0 1 0 0 0 0 5 D3 D2 D1 D0 1 0 0 0 6 D4 D3 D2 D1 D0 1 0 0 7 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 0 8 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 9 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0右移右移鎖存鎖存清零清零Serial-to-parallel Converter“0”“1”“0”二進(jìn)制計(jì)算：二進(jìn)制計(jì)算：左移左移n為，乘為，乘2