數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)(第四版)課件 第5章 常用時(shí)序邏輯電路及 MSI時(shí)序電路模塊的應(yīng)用_第1頁(yè)
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第5章常用時(shí)序邏輯電路及

MSI時(shí)序電路模塊的應(yīng)用5.1計(jì)數(shù)器5.2寄存器5.3移位寄存器型計(jì)數(shù)器

5.1計(jì)

數(shù)

計(jì)數(shù)器的種類(lèi)很多,根據(jù)它們的不同特點(diǎn),可以將計(jì)數(shù)器分成不同的類(lèi)型。典型的分類(lèi)方法有如下幾種;

(1)按計(jì)數(shù)器中觸發(fā)器狀態(tài)的更新是否同步可分為同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器。

(2)按計(jì)數(shù)進(jìn)制可分為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器和N進(jìn)制計(jì)數(shù)器。

(3)按計(jì)數(shù)過(guò)程中的增減規(guī)律可以分為加法計(jì)數(shù)器、減法計(jì)數(shù)器和可逆計(jì)數(shù)器。

按照遞增規(guī)律對(duì)時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)的電路,稱(chēng)為加法計(jì)數(shù)器;按照遞減規(guī)律對(duì)時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)的電路,稱(chēng)為減法計(jì)數(shù)器。在控制信號(hào)的作用下,既可以按照遞增規(guī)律也可以按照遞減規(guī)律對(duì)時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)的電路,稱(chēng)為可逆計(jì)數(shù)器。

5.1.1同步計(jì)數(shù)器

1.同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器

按照二進(jìn)制數(shù)規(guī)律對(duì)時(shí)鐘脈沖進(jìn)行遞增計(jì)數(shù)的同步電路稱(chēng)為同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。圖5-1所示電路是由4個(gè)下降沿動(dòng)作的JK觸發(fā)器構(gòu)成的4位同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。

圖5-14位同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器

由圖可以分別寫(xiě)出電路的各方程。

根據(jù)狀態(tài)方程進(jìn)行計(jì)算,列出電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表,如表5-1所示。

根據(jù)表5-1,畫(huà)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖,如圖5-2所示。圖5-2圖5-1所示4位同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

圖5-3所示是該4位同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的時(shí)序圖。圖5-3圖5-1所示4位同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的時(shí)序圖

在圖5-1所示電路中,各個(gè)JK觸發(fā)器都接成T觸發(fā)器的形式。用T觸發(fā)器構(gòu)造

m

位同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的連接規(guī)律為

2.同步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器

按照二進(jìn)制數(shù)規(guī)律對(duì)時(shí)鐘脈沖進(jìn)行遞減計(jì)數(shù)的同步電路稱(chēng)為同步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器。用T觸發(fā)器構(gòu)造m

位同步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器的連接規(guī)律為

圖5-44位同步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器

圖5-4所示電路的方程分別如下。

利用狀態(tài)方程進(jìn)行計(jì)算,列出計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表,如表5-2所示。圖5-5所示為該計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。

圖5-5-圖5-4所示4位同步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

圖5-4所示電路的時(shí)序圖如圖5-6所示。圖5-6圖5-4所示4位同步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器的時(shí)序圖

3.同步二進(jìn)制加/減可逆計(jì)數(shù)器

將圖5-1所示的同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器和圖5-4所示的同步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器合并,同時(shí)加上加/減控制信號(hào),可以構(gòu)成同步二進(jìn)制加/減可逆計(jì)數(shù)器,如圖5-7所示。

圖5-74位同步二進(jìn)制加/減可逆計(jì)數(shù)器

電路中各個(gè)觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程為

輸出方程為

圖5-8為4位同步二進(jìn)制加/減可逆計(jì)數(shù)器的時(shí)序圖。圖5-8圖5-7所示4位同步二進(jìn)制加/減可逆計(jì)數(shù)器的時(shí)序

4.同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器

按照十進(jìn)制數(shù)規(guī)律對(duì)時(shí)鐘脈沖進(jìn)行遞增計(jì)數(shù)的同步電路稱(chēng)為同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。圖5-9所示電路是由四個(gè)下降沿動(dòng)作的JK觸發(fā)器構(gòu)成的同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。

圖5-9同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器

由圖5-9可以得到如下方程。

表5-3是電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表,圖5-10為狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。圖5-11所示是初始狀態(tài)為0000時(shí)的時(shí)序圖。

圖5-10圖5-9所示同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

圖5-11圖5-9所示同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的時(shí)序圖

5.同步十進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器

按照十進(jìn)制數(shù)規(guī)律對(duì)時(shí)鐘脈沖進(jìn)行遞減計(jì)數(shù)的同步電路稱(chēng)為同步十進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器。圖5-12所示電路是由4個(gè)下降沿動(dòng)作的JK觸發(fā)器構(gòu)成的同步十進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器。

圖5-12同步十進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器

由圖可以寫(xiě)出如下方程。

狀態(tài)方程;

表5-4和圖5-13所示分別為該同步十進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表和狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。當(dāng)初始狀態(tài)為0000時(shí),時(shí)序圖如圖5-14所示。

圖5-13圖5-12所示同步十進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

圖5-14圖5-12所示同步十進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器的時(shí)序圖

6.同步十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器

將圖5-9所示的同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器和圖5-12所示的同步十進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器合并,同時(shí)加上加/減控制信號(hào),可以構(gòu)成十進(jìn)制加/減可逆計(jì)數(shù)器,如圖5-15所示。

圖5-15-同步十進(jìn)制加/減可逆計(jì)數(shù)器

圖5-16圖5-15所示同步十進(jìn)制加/減可逆計(jì)數(shù)器的時(shí)序圖

5.1.2異步計(jì)數(shù)器

1.異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器

按照二進(jìn)制數(shù)規(guī)律對(duì)時(shí)鐘脈沖進(jìn)行遞增計(jì)數(shù)的異步電路稱(chēng)為異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。

圖5-17所示電路是由4個(gè)下降沿動(dòng)作的JK觸發(fā)器構(gòu)成的4位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。

圖5-174位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器

圖5-17所示計(jì)數(shù)器的各類(lèi)方程如下。

由圖5-17中可以看出,只有當(dāng)CP為下降沿時(shí),Q0才可能變化;只有當(dāng)Q0

由1變?yōu)?時(shí),Q1

才可能變化;只有當(dāng)Q1

由1變?yōu)?時(shí),Q2

才可能變化;只有當(dāng)Q2

由1變?yōu)?時(shí),Q3

才可能變化。因此,愈往后面,觸發(fā)器狀態(tài)發(fā)生變化經(jīng)過(guò)的延時(shí)愈長(zhǎng)。表5-5所示是計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表,表中的時(shí)鐘條件欄列出了各個(gè)時(shí)鐘控制信號(hào)有效與否,↓表示下降沿。

該計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和時(shí)序圖分別如圖5-18和圖5-19所示。在圖5-19中,為了簡(jiǎn)單起見(jiàn),忽略各個(gè)觸發(fā)器狀態(tài)變化的延時(shí)??梢钥吹剑藭r(shí)異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的時(shí)序圖和圖5-2所示的同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的時(shí)序圖相同。實(shí)際上,如果考慮延時(shí),兩者的時(shí)序圖是有所差別的。

圖5-18圖5-17所示4位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

圖5-19圖5-17所示4位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的時(shí)序圖

2.異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器

按照二進(jìn)制數(shù)規(guī)律對(duì)時(shí)鐘脈沖進(jìn)行遞減計(jì)數(shù)的異步電路稱(chēng)為異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器。

圖5-20所示電路是由4個(gè)下降沿動(dòng)作的JK觸發(fā)器構(gòu)成的4位異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器。

圖5-204位異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器

由圖5-20所示電路,我們可以寫(xiě)出下列方程。

表5-6所示是該計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表,其狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和時(shí)序圖分別如圖5-21和圖5-22所示。

圖5-21圖5-20所示4位異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

3.異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器

按照十進(jìn)制數(shù)規(guī)律對(duì)時(shí)鐘脈沖進(jìn)行遞增計(jì)數(shù)的異步電路稱(chēng)為異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。

圖5-23所示電路是由4個(gè)下降沿動(dòng)作的JK觸發(fā)器構(gòu)成的異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。

圖5-22圖5-20所示4位異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器的時(shí)序圖

圖5-23所示電路的方程如下。

根據(jù)以上方程,可以得出圖5-23所示電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表和狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖,分別如表5-7和圖5-24所示。圖5-25所示是其初始狀態(tài)為0000時(shí)的時(shí)序圖。

圖5-23異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器

圖5-24圖5-23所示異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

圖5-25-圖5-23所示異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的時(shí)序圖

4.異步十進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器

按照十進(jìn)制數(shù)規(guī)律對(duì)時(shí)鐘脈沖進(jìn)行遞減計(jì)數(shù)的異步電路稱(chēng)為異步十進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器。圖5-26所示電路是由4個(gè)下降沿動(dòng)作的JK觸發(fā)器構(gòu)成的異步十進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器。

圖5-26異步十進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器

表5-8所示是該電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表;圖5-27所示是它的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖;圖5-28所示是其初始狀態(tài)為0000時(shí)的時(shí)序圖。

圖5-27圖5-26所示異步十進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

圖5-28圖5-26所示異步十進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器的時(shí)序圖

5.1.3MSI計(jì)數(shù)器模塊及應(yīng)用

1.MSI74163計(jì)數(shù)器模塊

74163是中規(guī)模集成4位同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器,計(jì)數(shù)范圍為0~15。它具有同步置數(shù)、同步清零、保持和二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)等邏輯功能。圖5-29(a)和(b)所示分別是它的國(guó)標(biāo)符號(hào)和慣用模塊符號(hào),表5-9為它的功能表,圖5-30是它的時(shí)序圖。

表5-9741634位同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的功能表

圖5-30741634位同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的時(shí)序圖

2.MSI74160計(jì)數(shù)器模塊

74160是中規(guī)模集成8421BCD碼同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器,計(jì)數(shù)范圍為0~9。它具有同步置數(shù)、異步清零、保持和十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)等邏輯功能。74160的國(guó)標(biāo)符號(hào)和慣用模塊符號(hào)分別如圖5-31(a)和(b)所示。

圖5-31741604位同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器

表5-10是74160的功能表,它和表5-9所示的74163功能表基本相同。不同之處為;74160是異步清零而74163為同步清零,74160是十進(jìn)制計(jì)數(shù)而74163為二進(jìn)制計(jì)數(shù)。74160的時(shí)序圖如圖5-32所示。

圖5-32741604位同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的時(shí)序圖

3.MSI74191計(jì)數(shù)器模塊

74191是中規(guī)模集成4位單時(shí)鐘同步二進(jìn)制加/減可逆計(jì)數(shù)器,計(jì)數(shù)范圍為0~15。它具有異步置數(shù)、保持、二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)和二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)等邏輯功能。圖5-33(a)和(b)所示分別是它的國(guó)標(biāo)符號(hào)和慣用模塊符號(hào)。

表5-11為74191的功能表,圖5-34是它的時(shí)序圖。

圖5-34741914位單時(shí)鐘同步二進(jìn)制加/減可逆計(jì)數(shù)器的時(shí)序圖

4.用MSI計(jì)數(shù)器模塊構(gòu)成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器

利用MSI計(jì)數(shù)器模塊的清零端和置數(shù)端,結(jié)合MSI計(jì)數(shù)器模塊的串接,可以構(gòu)成任意進(jìn)制的計(jì)數(shù)器。假設(shè)已有N進(jìn)制的計(jì)數(shù)器模塊,要構(gòu)造M進(jìn)制的計(jì)數(shù)器,當(dāng)N>M時(shí),只用一個(gè)MSI計(jì)數(shù)器模塊即可;當(dāng)N<M時(shí),必須要用多個(gè)MSI計(jì)數(shù)器模塊進(jìn)行串接。下面分別來(lái)討論這兩種情況。

1)已有計(jì)數(shù)器的模N大于要構(gòu)造計(jì)數(shù)器的模M

【例5.1】

用74163構(gòu)造十五進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。

解74163是具有同步清零和同步置數(shù)功能的4位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器,它的計(jì)數(shù)循環(huán)中包含16個(gè)狀態(tài),因此又稱(chēng)為十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器。用74163構(gòu)造十五進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器就是要提前一個(gè)狀態(tài)結(jié)束計(jì)數(shù)循環(huán),使?fàn)顟B(tài)1110的下一個(gè)狀態(tài)改為0000而非原來(lái)的1111,如圖5-35-所示。

圖5-35十六進(jìn)制加法轉(zhuǎn)換為十五進(jìn)制加法的狀態(tài)轉(zhuǎn)換示意圖

【例5.2】

用74160構(gòu)造八進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。

解74160是具有異步清零和同步置數(shù)功能的十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器,它的計(jì)數(shù)循環(huán)中包含10個(gè)狀態(tài),因此,用74160構(gòu)造八進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器時(shí),要使它提前兩個(gè)狀態(tài)結(jié)束計(jì)數(shù)循環(huán),使?fàn)顟B(tài)0111的下一個(gè)狀態(tài)改為0000而非原來(lái)的1000,如圖5-37所示。

圖5-37十進(jìn)制加法轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制加法的狀態(tài)轉(zhuǎn)換示意圖

2)已有計(jì)數(shù)器的模N小于要構(gòu)造計(jì)數(shù)器的模M

【例5.3】

用74160和74163構(gòu)造一百六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。

解74160的模為10,74163的模是16,兩者的乘積正好為160,因此可以直接將一個(gè)74160和一個(gè)74163連接起來(lái)實(shí)現(xiàn)一百六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。連接方法有串行進(jìn)位和并行進(jìn)位兩種,分別如圖5-39和圖5-40所示。

圖5-39串行進(jìn)位連接方式

圖5-40并行進(jìn)位連接方式

【例5.4】

用74163構(gòu)造二百進(jìn)制計(jì)數(shù)器。

解74163的模為16,將兩片74163連接起來(lái)可以構(gòu)成二百五十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器。要構(gòu)造二百進(jìn)制計(jì)數(shù)器,必須讓計(jì)數(shù)器繞過(guò)56個(gè)多余的狀態(tài),使計(jì)數(shù)器從全0狀態(tài)開(kāi)始計(jì)數(shù),即經(jīng)過(guò)輸入200個(gè)計(jì)數(shù)脈沖后,重新回到全0狀態(tài)??梢圆捎谜w清零或整體置數(shù)方法。由于74163的清零和置數(shù)功能是同步方式的,因此要在計(jì)數(shù)199個(gè)脈沖后,使兩片計(jì)數(shù)器的清零輸入端或置數(shù)輸入端都有效。

圖5-41(a)、(b)所示分別是整體清零法和整體置數(shù)法的電路連接圖。由圖中可知,當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到第199個(gè)脈沖時(shí),狀態(tài)為11000111,此時(shí)與非門(mén)G的輸出變?yōu)榈碗娖剑骨辶爿斎攵嘶蛑脭?shù)輸入端有效。這樣,當(dāng)下一個(gè)脈沖(第200個(gè)脈沖)到來(lái)時(shí),計(jì)數(shù)器被清零或被置數(shù)而重新回到全0狀態(tài),實(shí)現(xiàn)二百進(jìn)制的計(jì)數(shù)功能。

5.MSI計(jì)數(shù)器模塊的其他應(yīng)用

MSI計(jì)數(shù)器模塊的應(yīng)用非常廣泛,除了能夠構(gòu)成任意模計(jì)數(shù)器外,還有很多其他的用途,典型的有分頻器、定時(shí)器、并行/串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路、序列信號(hào)發(fā)生器等。

圖5-42所示是一個(gè)由三片74160構(gòu)成的分頻電路。如果在CLK輸入端加入頻率為f的脈沖信號(hào),則將在第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ片74160的進(jìn)位輸出端分別輸出頻率為f/10、f/100、f/1000的脈沖信號(hào)。

圖5-42用74160構(gòu)成分頻電路

圖5-43所示是一個(gè)由八進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器和八選一數(shù)據(jù)選擇器構(gòu)成的并行/串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路。在數(shù)據(jù)選擇器的數(shù)據(jù)輸入端加入并行數(shù)據(jù),在CLK信號(hào)的控制下,并行數(shù)據(jù)中的各位將按順序一位接一位地從數(shù)據(jù)選擇器的輸出端輸出,轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù),時(shí)序圖如圖5-44所示。如果在數(shù)據(jù)選擇器的數(shù)據(jù)輸入端加入固定的數(shù)據(jù),則在CLK信號(hào)的控制下,將在數(shù)據(jù)選擇器的輸出端產(chǎn)生相應(yīng)的序列信號(hào)。

圖5-43并行/串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路

圖5-44圖5-43所示并行/串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路的時(shí)序圖

5.2寄

寄存器是另一種常用的時(shí)序邏輯電路,主要用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行寄存和移位。寄存器可分為兩大類(lèi);基本寄存器和移位寄存器?;炯拇嫫髦荒芗拇鏀?shù)據(jù),其特點(diǎn)是;數(shù)據(jù)并行輸入、并行輸出。

5.2.1基本寄存器

圖5-45所示是由4個(gè)下降沿觸發(fā)的邊沿D觸發(fā)器構(gòu)成的4位基本寄存器。它的工作原理很簡(jiǎn)單;當(dāng)CP的下降沿到來(lái)時(shí),加在D3、D2、D1、D0

上的4位并行數(shù)據(jù)就被送入到4個(gè)觸發(fā)器的Q3、Q2、Q1、Q0

輸出端,在下一個(gè)CP的下降沿到來(lái)之前,這些數(shù)據(jù)一直寄存在輸出端。當(dāng)CP的下降沿到來(lái)時(shí),各個(gè)觸發(fā)器的狀態(tài)方程如下;

圖5-454位基本寄存器

5.2.2移位寄存器

1.單向移位寄存器

圖5-46所示為一個(gè)4位右移寄存器。圖5-464位右移寄存器

當(dāng)CP的下降沿到來(lái)時(shí),觸發(fā)器的狀態(tài)方程為

圖5-47所示為輸入數(shù)據(jù)1001時(shí)寄存器的時(shí)序圖。圖5-47圖5-46所示右移寄存器的時(shí)序圖

圖5-48所示是一個(gè)4位左移寄存器,其工作原理和圖5-46所示的右移寄存器相似。不同之處在于;在圖5-48所示寄存器中,數(shù)據(jù)是逐位左移的;在圖5-46所示寄存器中,數(shù)據(jù)是逐位右移的。

當(dāng)CP的下降沿到來(lái)時(shí),觸發(fā)器的狀態(tài)方程如下;

圖5-484位左移寄存器

在圖5-46和圖5-48所示的移位寄存器中,數(shù)據(jù)都是串行輸入的,既可以串行輸出,也可以并行輸出,可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的串行/并行轉(zhuǎn)換。圖5-49所示是一個(gè)數(shù)據(jù)并行輸入、串行輸出的移位寄存器,它可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行/串行轉(zhuǎn)換。

圖5-49并入/串出移位寄存器

圖5-50圖5-49所示寄存器的時(shí)序圖

2.雙向移位寄存器

圖5-51所示是一個(gè)雙向移位寄存器,利用它可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行逐位右移,也可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行逐位左移。圖5-51雙向移位寄存器

當(dāng)CP的下降沿到來(lái)時(shí),觸發(fā)器的狀態(tài)方程為

圖5-52所示為寄存器的時(shí)序圖,圖中假設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)為0000。圖5-52圖5-51所示寄存器的時(shí)序圖

表5-12所示是74164的功能表。當(dāng)CP的上升沿到來(lái)時(shí),74164的狀態(tài)方程為

圖5-54所示是741648位單向移位寄存器的時(shí)序圖。圖5-54741648位單向移位寄存器的時(shí)序圖

表5-13所示是741944位雙向移位寄存器的功能表。

圖5-56為741944位雙向移位寄存器的時(shí)序圖。圖5-56

3.MSI寄存器模塊的應(yīng)用

1)延時(shí)控制

利用串行輸入/串行輸出的MSI寄存器模塊可以產(chǎn)生一定數(shù)量的延時(shí)。圖5-57(a)所示是由74164構(gòu)成的結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單的延時(shí)電路,時(shí)序圖如圖5-57(b)所示。

圖5-57(a)中,數(shù)據(jù)從74164的兩個(gè)串行輸入端輸入,從第i個(gè)(i=0,1,…,7)輸出端

Qi輸出,需要經(jīng)過(guò)i+1個(gè)移位脈沖。假設(shè)移位脈沖的周期為T(mén),則輸出的延時(shí)為(i+1)T。

2)序列檢測(cè)

圖5-58所示是一個(gè)由74194雙向移位寄存器構(gòu)成的序列檢測(cè)電路。在電路中,74194工作于右移方式,數(shù)據(jù)序列Din由SR端逐位右移輸入,輸出為

只有當(dāng)Din、Q0、Q1、Q2、Q3

分別為1、1、0、1、1時(shí),輸出Y才為1,因此可以用這一電路檢測(cè)序列11011。

圖5-58序列檢測(cè)電路

5

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