数字电路课题二寄存器课时

1、理 论 课 授 课 教 案课 程名称脉冲与数字电 路第四单元 ：时序逻辑电路课题二 寄存器审 批 签 字授课时间2009 授课班级08级电子电工班 计划课时2实用课时教学目的与要求1、熟悉数码寄存器电路组成、原理、特性 2、熟悉移位寄存器电路组成、原理、特性教学重点与难点电路组成、原理、特性授课类型理论课 多媒体课件教学方法讲授法 教具挂图 模型 实物 电教设备 多媒体设备 参考资料复习提问触发器的电路组成、工作原理、特性 10min教 学 过 程 和 内 容时间分配与教法课题二 寄存器1. 寄存器通常分为两大类： 数码寄存器：存储二进制数码、运算结果或指令等信息的电路。移位寄存器：不但可存放

2、数码，而且在移位脉冲作用下，寄存器中的数码可根据需要向左或向右移位。 2.组成：触发器和门电路。一个触发器能存放一位二进制数码；N个触发器可以存放N位二进制数码。3.寄存器应用举例： (1) 运算中存贮数码、运算结果。(2) 计算机的CPU由运算器、控制器、译码器、寄存器组成，其中就有数据寄存器、指令寄存器、一般寄存器。 4. 寄存器与存储器有何区别?寄存器内存放的数码经常变更，要求存取速度快，一般无法存放大量数据。（类似于宾馆的贵重物品寄存、超级市场的存包处。）存储器存放大量的数据，因此最重要的要求是存储容量。（类似于仓库）一、数码寄存器 数码寄存器具有接收、存放、输出和清除数码的功能。 在

3、接收指令（在计算机中称为写指令）控制下，将数据送入寄存器存放；需要时可在输出指令（读出指令）控制下，将数据由寄存器输出。 75min教 学 过 程 和 内 容时间分配与教法1由D触发器构成的数码寄存器（1）电路组成 图5-1 单拍工作方式的数码寄存器CP：接收脉冲（控制信号输入端) （2）工作原理当CP时，触发器更新状态， Q3Q2Q1Q0=D3D2D1D0，即接收输入数码并保存。单拍工作方式：不需清除原有数据，只要CP一到达，新的数据就会存入。常用4D型触发器74LS175、6D型触发器74LS174、8D型触发器74LS374或MSI器件等实现。2由D型锁存器构成的数码寄存器（1）锁存器的

4、工作原理 送数脉冲CP为锁存控制信号输入端，即使能信号（电平信号）。 当CP=1时，D数据输入不影响电路的状态，电路锁定原来的数据。 即当使能信号结束后（锁存），数据被锁住，输出状态保持不变。二、移位寄存器移位寄存器除了具有存储数码的功能外，还具有移位功能。 移位功能：寄存器中所存数据，可以在移位脉冲作用下逐位左移或右移。 在数字电路系统中，由于运算（如二进制的乘除法）的需要，常常要求实现移位功能。1 单向移位寄存器：是指仅具有左移功能或右移功能的移位寄存器。教 学 过 程 和 内 容时间分配与教法 1）右移位寄存器 电路组成图5-4 4位右移位寄存器 串行输入同步时序逻辑电路 工作过程（仿真

5、运行图54电路。 ）将数码1101右移串行输入给寄存器（串行输入是指逐位依次输入）。在接收数码前，从输入端输入一个负脉冲把各触发器置为0状态（称为清零）。CP顺序输 入DSR输 出Q0 Q1 Q2 Q3010 0 0 0111 0 0 0201 1 0 0310 1 1 0401 0 1 1500 1 0 1600 0 1 0700 0 0 1800 0 0 0 时序图 教 学 过 程 和 内 容时间分配与教法图5-5 4位右移位寄存器时序图 并行输出 串行输出（2）左移位寄存器 串行输入 异步清零 图5-6 4位左移位寄存器 工作过程（仿真运行图56电路。 ）将数码1011左移串行输入给寄存

6、器。在接收数码前清零。 状态表 表5-3 4位左移位寄存器状态表 CP顺序输 入DSR输 出Q0 Q1 Q2 Q3010 0 0 0100 0 0 1210 0 1 0310 1 0 1401 0 1 1500 1 1 0601 1 0 0701 0 0 0800 0 0 0教 学 过 程 和 内 容时间分配与教法 时序图并行输出 串行输出图5-74位左移位寄存器时序图 寄存器的应用实例 数据显示锁存器；序列脉冲信号发生器；数码的串并与并串转换；构成计数器 1、数据显示锁存器 在许多设备中常需要显示计数器的计数值，计数值通常以8421BCD码计数，并以七段数码显示器显示。问题：如果计数器的计数速度高，人眼则无法辨认显示的字符。措施：在计数器和译码器之间加入锁存器，就可控制数据显示的时间。 若锁存信号C0时，数据被锁存，译码显示电路稳定显示锁存的数据。 2序列脉冲信号发生器 M1M0=01，为右移方式，Q3经非门接DSR，同时Q3作为OUT。 首先令CR0，输出端全为零，则DSR为1； 序列脉冲信号是在同步脉冲的作用下，按一定周期循环产生的一组二进制信号。如，每隔4位重复一次1110，称为4位序列脉冲信号。序列脉冲信号广泛用于数字