​​移位寄存器——数电第六章学习​​

移位​​寄存器​​

  • ​​单向寄存器​​
  • ​​小结​​
  • ​​双向移位寄存器​​
  • ​​74HC194A接多位双向寄存器​​
  • ​​移位器和加法器组成的电路​​
  • ​​寄存器的应用​​
  • ​​延时​​
  • ​​并行/串行数据转换​​
  • ​​通用异步收发两用机​​

所谓“移位”,就是将移位寄存器所存各位数据,在每个移位脉冲的作用下,向左或向右移动一位。根据移位方向,常把它分成左移寄存器 、右移寄存器 和双向移位寄存器三种。

输入-输出方式:

串行输入-串行输出 (serial in/serial out)

串行输入-并行输出(serial in/parallel out)

并行输入-串行输出(parallel in /serial out)

并行输入-并行输出(parallel in /parallel out)

移位寄存器原理图_触发器

单向寄存器

由D​​触发器​​组成的电路,输出Q跟随D状态。

移位寄存器原理图_寄存器_02


移位寄存器原理图_移位寄存器_03


移位寄存器原理图_寄存器_04


那它移位的过程具体是如何实现的呢?

当CLK上升沿到来时,信号传到输出端需要一定的传输延迟时间,我们将这个传输延迟时间叫做tpd。此时FF0输出端无变化,后边其余触发器将按照原始状态跟随。然后,D1的代码存入FF0。总效果相当于移位寄存器的代码向右移了1位。由表也可看出经过4个CLK信号后,串行输入代码存入寄存器中并转为并行输出;

那么其实同理,如果将4位并行数据置入移位寄存器4个触发器中,然后连续加入4个移位脉冲,则移位寄存器中的4位代码将从串行输出端串行输出。

移位寄存器原理图_移位寄存器_05


仔细看Q0Q1Q2Q3时序图,会有移位的效果。

小结

移位寄存器原理图_寄存器_06

双向移位寄存器

由SR触发器组成的双向移位寄存器。

移位寄存器原理图_移位寄存器_07


我们以第二个FF1为例子进行分析。可以发现,通过控制S1S0就可以控制194的工作状态。

移位寄存器原理图_寄存器_08


S1=S0=1,Q1被选中;

S1=S0=1,D1被选中,处于并行输入状态;

S1=0,S0=1,Q0被选中,处于右移状态;

S1=1,S0=0,Q2被选中,处于左移状态;

RD‘=0,触发器将被同时置0,处于复位状态。

移位寄存器原理图_fpga开发_09


那如果我们现在想接多位双向寄存器呢?

74HC194A接多位双向寄存器

移位寄存器原理图_移位寄存器_10


双向移位寄存器194中,4个触发器的位置是按Q0Q1Q2Q3的顺序,Q0在最左边,Q3在最右边。实现右移时,来一个移位脉冲CLK后,DIR端的数据移至Q0,Q0移至Q1,…,依次类推。不难理解,当2片194接成8位双向移位寄存器时,右边194的DIR应该接左边194的Q3,而左边194的DIL应该接右边194的Q0。

移位器和加法器组成的电路

移位寄存器原理图_寄存器_11

寄存器的应用

延时

移位寄存器原理图_移位寄存器_12

并行/串行数据转换

移位寄存器原理图_触发器_13

通用异步收发两用机

移位寄存器原理图_移位寄存器_14