《电子技术与技能训练》-33寄存器

教案课题序号授课班级授课教师授课课时2授课形式讲授授课时间授课章节名称第7章时序逻辑电路7.4寄存器使用教具多媒体设备知识目标了解寄存器的功能、基本构成和常见类型。能力目标了解典型集成移位寄存器的应用。教学重点移位寄存器的功能。教学难点移位寄存器的功能。无课外作业补充题教学后记

课堂教学安排教学过程主要教学内容及步骤一、新知识引入二、讲解三、小结、提问四、作业/课后复习要求第7章时序逻辑电路7.4寄存器7.4.1数码寄存器具有接收数码和清除原有数码功能的寄存器称为数码寄存器。图为由D触发器组成的4位数码寄存器。在存数指令（CP脉冲上升沿）的作用下，可将预先加在各D触发器输入端的数码，存入相应的触发器中，并可从各触发器的Q端同时输出，所以称其为并行输入、并行输出的寄存器。4位数码寄存器数码寄存器的特点是：（1）在存入新数码时能将寄存器中的原始数码自动清除，即只需要输入一个接收脉冲，就可将数码存入寄存器中——单拍接收方式的寄存器。（2）在接收数码时，各位数码同时输入，而各位输出的数码也同时取出，即并行输入、并行输出的寄存器。（3）在寄存数据之前，应在RD端输入负脉冲清零，使各触发器均清零。7.4.2移位寄存器电子计算机在进行算术运算和逻辑运算时，常需将某些数码向左或向右移位，这种具有存放数码和使数码具有左右以为移位功能的电路称为移位寄存器。移位寄存器分为单向移位寄存器和双向移位寄存器。1.单向移位寄存器由D触发器构成的4位右移寄存器如图所示。CR为异步清零端。左边触发器的输出接至相邻右边触发器的输入端D，输入数据由最左边触发器FF0的输入端D0接入。设输入数码为1011，那么在位移脉冲作用下，输入数码移入触发器，位移寄存器中数码移动的情况见表从表中可以看出，当过来四个位移脉冲CP后，数码1011就由端Q3Q2Q1Q0并行输出，如果想得到串行输出信号，则只需要再输入4个脉冲，这时1011便由Q3端一次输出。D触发器组成的4位右移寄存器同理，我们也可以构成左向移位寄存器（由高位向低位）。除用D触发器外，也可用JK、RS触发器构成寄存器，只需将JK或RS触发器转换为D触发器功能即可。但T触发器不能用来构成移位寄存器。2.双向移位寄存器若将右移移位寄存器和左移移位寄存器组合在一起，在控制电路的控制下，就构成双向移位寄存器。图为4位双向移位寄存器74LS194的逻辑符号及外引线功能图。图中为置零端，～为并行数码输入端，～为并行数码输出端；DSR为右移串行数码输入端，DSL为左移串行数码输入端；和为工作方式控制端。74LS194的功能见下表。CR＞CR＞74LS194的逻辑功能示意图（1）置0功能。=0时，寄存器置0。～均为0状态。（2）保持功能。=1且CP=0；或=1且M1M0=00时，寄存器保持原态不变。（3）并行置数功能。=1且M1M0=11时，在CP上升沿作用下，～端输入的数码d3～d0并行送入寄存器，是同步并行置数。（4）右移串行送数功能。=1且M1M0=01时，在CP上升沿作用下，执行右移功能，DSR端输入的数码依次送入寄存器。（5）左移串行送数功能。=1且M1M0=10时，在CP上升沿作用下，执行左移功能，DSL端输入的数码依次送入寄存器。7.4.3集成移位寄存器的应用环形计数器环形计数器是将单向移位寄存器的串行输入端和串行输出端相连，构成一个闭合的环。环形计数器逻辑图结构特点：，即将FFn-1的输出Qn-1接到FF0的输入端D0。工作原理：根据起始状态设置的不同，在输入计数脉冲CP的作用下，环形计数器的有效状态可以循环移位一个1，也可以循环移位一个0。即当连续输入CP脉冲时，环形计数器中各个触发器的Q端或端，将轮流地出现矩形脉冲。实现环形计数器时，必须设置适当的初态，且输出Q3Q2Q1Q0端初始状态不能完全一致(即不能全为“1”或“0”)，这样电路才能实现计数,环形计数器的进制数N与移位寄存器内的触发器个数n相等，即N=。图为能自启动的4位环形计数器，其逻辑状态如图。自启动4位环形计数器逻辑图4位环形计数器状态图扭环形计数器扭环形计数器扭环形计数器是将单向移位寄存器的串行输入端和串行反相输出端相连，构成一个闭合的环。实现扭环形计数器时，不必设置初态。扭环形计数器的进制数N与移位寄存器内的触发器个数n满足N=的关系，结构特点为：，即将FF