數(shù)字電路與邏輯設(shè)計--第六章(B)課件

1、6.4 中規(guī)模移位寄存器,6.4.1中規(guī)模移位寄存器的功能,1、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。,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。,2、并行預(yù)置,不是所有移位寄存器都具有并行預(yù)置功能。只有具有并行預(yù)置功能的移位寄存器，才有并入串出，并入并出的工作方式。,1,PPT學(xué)習(xí)交流,6.4.1 中規(guī)模移位寄存器的功能,3、串行輸入方式的選擇,4、置零功能,串行輸入有D觸發(fā)器的方式輸入，也有JK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，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。,多數(shù)移位寄存器都具有置

2、零（復(fù)位）功能，移位寄存器的置零功能一般都是異步置零，也有個別的移位寄存器是同步置零。,2,PPT學(xué)習(xí)交流,6.4.2中規(guī)模移位寄存器介紹,異步清零,工作方式選擇,右移串入,并行預(yù)置輸入,左移串入,并行輸出,1、通用移位寄存器74LS194,時鐘輸入,3,PPT學(xué)習(xí)交流,通用移位寄存器74LS194,異步清零，低電平有效。,S0S1=11，同步預(yù)置。,S0S1=01，右移。,S0S1=10，左移。,S0S1=00，保持。,74LS194由D觸發(fā)器構(gòu)成。,4,PPT學(xué)習(xí)交流,2、JK輸入的移位寄存器74LS195,異步清零,1移位 0預(yù)置,并行預(yù)置輸入,并行輸出,互反串行輸出,時鐘輸入,5,PP

3、T學(xué)習(xí)交流,2、JK輸入的移位寄存器74LS195,異步清零，低電平有效。,同步預(yù)置，低電平有效。,74LS195由JK觸發(fā)器構(gòu)成。,6,PPT學(xué)習(xí)交流,3、具有與門輸入的8位移位寄存器74LS164,異步清零,串行輸入端,兩個移位輸入A和B，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少外部邏輯器件的使用。,并行輸出,時鐘輸入,7,PPT學(xué)習(xí)交流,3、具有與門輸入的8位移位寄存器74LS164,異步清零，低電平有效。,右移位，QA的值根據(jù)A、B的不同取值按與門的規(guī)律變化。,74LS164由D觸發(fā)器構(gòu)成。,8,PPT學(xué)習(xí)交流,4具有預(yù)置功能的8位移位寄存器74LS

4、166,異步清零,1移位 0預(yù)置,并行預(yù)置輸入,串行輸入,時鐘禁止輸入,當(dāng)CLKINH0時，允許時鐘輸入，而CLKINH1時，不允許時鐘輸入。,串行輸出,9,PPT學(xué)習(xí)交流,4具有預(yù)置功能的8位移位寄存器74LS166,異步清零，低電平有效。,同步預(yù)置，低電平有效。,右移位,74LS166由D觸發(fā)器構(gòu)成。,保持,10,PPT學(xué)習(xí)交流,6.5 中規(guī)模移存器的應(yīng)用,6.5.1 中規(guī)模移存器的擴展,例6.5.1 用74LS194構(gòu)成8位雙向移存器。,D0 D1D2 D3,D4 D5 D6 D7,Q0 Q1 Q2 Q3,Q4 Q5 Q6 Q7,右移串行輸入SR,左移串行輸入SL,S1,S0,CP,11

5、,PPT學(xué)習(xí)交流,例6.5.1 雙向移位寄存器,S1S0=00,1,SL,保持,S1S0=01,右移,S1S0=10,左移,S1S0=11,預(yù)置,0,0 0 0 0,0 0 0 0,清零,1 0 0 0,0 0 0 0,0,0 1 0 0,0 0 0 0,1 0 0 1,0 1 1 0,1 0 0 1,0 1 1 0,1,12,PPT學(xué)習(xí)交流,6.5.2 中規(guī)模移存器構(gòu)成串并變換器,完成數(shù)據(jù)的串行并行轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵在于控制信號的產(chǎn)生。保證能夠在所需的數(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8位，控制信號應(yīng)該保證8位數(shù)據(jù)串行移入移位寄存器后，產(chǎn)生一個控制信號去選通并行輸出的選通門或者鎖存

6、器，把8位數(shù)據(jù)一起并行輸出。,11000,可見，關(guān)鍵在于輸入8位串行碼后，能獲得一個轉(zhuǎn)換完成的標(biāo)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。,13,PPT學(xué)習(xí)交流,8位串行并行轉(zhuǎn)換器,M=16計數(shù)器,位移位寄存器,位鎖存器,DI,QC,QN,QO,OC,CLR,0,000,0,d0,d0,100,1,d7 d6 d5 d4 d3 d2 d1 d0,高 阻,1,d1,d1d0,或門,d7d6d5d4d3d2d1d0,000,0,14,PPT學(xué)習(xí)交流,8位串行并行轉(zhuǎn)換器仿真波形,1 1 0 1 0 1 1 1,0 0 0 1 0 1 0 1,高阻,高 阻,15,PPT學(xué)習(xí)交流,8位串行并

7、行轉(zhuǎn)換器,M=16計數(shù)器,位移位寄存器,位寄存器,DI,QC,QN,QO,OC,CLR,0,000,0,0,d0,d0,100,1,d7 d6 d5 d4 d3 d2 d1 d0,1,高 阻,1,d1,d1d0,16,PPT學(xué)習(xí)交流,8位串行并行轉(zhuǎn)換器仿真波形,1 1 0 1 0 1 1 1,0 0 0 1 0 1 0 1,高阻,高 阻,17,PPT學(xué)習(xí)交流,6.5.3 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，先將數(shù)據(jù)并行置入移存器，然后在時鐘的作用下逐位移出即可。,并行串行數(shù)據(jù)變換關(guān)鍵是通過邏輯電路控制并行數(shù)據(jù)的置入時機，當(dāng)前一組數(shù)據(jù)全部移出時開始置入第二組

8、數(shù)據(jù)。,111,0,每拍時鐘完成一組數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。,000,1,d0 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7,d7,d6,0 d0 d1 d2 d3 d4 d5 d6,d7d6d5d4d3d2 d1d0,18,PPT學(xué)習(xí)交流,8位并行串行轉(zhuǎn)換器仿真波形,1 0 0 1 1 0 1 1,1 0 0 1 1 1 0 1,1 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,19,PPT學(xué)習(xí)交流,基于ST-BUS的并行一串行轉(zhuǎn)換電路,P0,P0,0,EN,預(yù)置且開始輸出,輸出結(jié)束,移位,1,10,D0D1D2D3D4D5D6D7,高阻,10,0,

9、01,01,0 1 0 0 1 1 1,20,PPT學(xué)習(xí)交流,6.5.4中規(guī)模移存器構(gòu)成計數(shù)器,利用移位寄存器的 控制端，選擇合適的并行輸入數(shù)據(jù)值和適當(dāng)?shù)姆答伨W(wǎng)絡(luò)，可以實現(xiàn)任意模值M的同步計數(shù)器。,1 1 1,0,0 0 0 0,0000,0001,0010,1010,0101,0100,1001,0011,0110,1101,1011,0111,M=12,QDQCQBQA,21,PPT學(xué)習(xí)交流,6.5.5 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以構(gòu)成可控計數(shù)分頻器。,1 1 0,1 0 1 1,1 1 1 1,當(dāng)選擇不同的CBA輸入值時，可以改變分頻比（28分頻）。,1 1 1 1

10、 1 1 0,22,PPT學(xué)習(xí)交流,可控計數(shù)分頻器的仿真波形,CBA=0時，fo=0。,CBA=1時，fo=(1/2)fCP。,CBA=2時，fo=(1/3)fCP。,CBA=3時，fo=(1/4)fCP。,CBA=4時，fo=(1/5)fCP。,CBA=5時，fo=(1/6)fCP。,CBA=6時，fo=(1/7)fCP。,CBA=7時，fo=(1/8)fCP。,23,PPT學(xué)習(xí)交流,6.5.6中規(guī)模移存器構(gòu)成序列信號發(fā)生器,序列長度M,觸發(fā)器個數(shù)K,K夠大否,狀態(tài)轉(zhuǎn)移表,反推反饋函數(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。,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

11、信號發(fā)生器，輸出序列為01001。,解：M=16，K先取4。,0110，1100，1001，0011，0111，1111，1110，1100，1000，0001，0010，0100，1001，0010，0101，1011。,K=4不夠，故取K=5。,注意：中規(guī)模移位寄存器沒有 輸出端，因此反饋函數(shù)D0的表達式中不能有反變量，可以用數(shù)據(jù)選擇器來實現(xiàn)D0。,24,PPT學(xué)習(xí)交流,例6.5.2,01100，11001，10011，00111，01111，11110，11100，11000，10001，00010，00100，01001，10010，00101，01011，10110。,選擇QEQDQ

12、C為地址。,D0=0,D1=1,D2=0,D4=QB,D5=0,D6=1,D7=0,K=5夠大。,空格為沒有用到的狀態(tài)，處理為任意項。,25,PPT學(xué)習(xí)交流,例6.5.2,01100,11001,10011,00111,01111,11110,11100,11000,10001,00010,00100,01001,10010,00101,01011,10110,00000,00001,00011,00110,01101,11011,01000,10000,10100,10101,01010,10100,10111,01110,11010,11101,11111,不能自啟動,26,PPT學(xué)習(xí)交流,例6.5.2,D1=1,D2=0,D4=QB,D5=0,D6=1,D7=0,串行輸入 端,QEQDQC為地址。,用74LS151實現(xiàn)反饋函數(shù)D0,用5位移位寄存器74LS96,CP,“1”,“1”,“0”移位 “1”預(yù)置,D0,27,PPT學(xué)習(xí)交流,例6.5.2,0 1 1 0 0 1