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移位寄存器的工作原理

作者:佚名    文章來源:本站原創(chuàng)    點擊數(shù):    更新時間:2018-10-13
把若干個觸發(fā)器串接起來,就可以構(gòu)成一個移位寄存器。由4個邊沿D 觸發(fā)器構(gòu)成的4位移位寄存器邏輯電路如圖1所示。數(shù)據(jù)從串行輸入端D1輸入。左邊觸發(fā)器的輸出作為右鄰觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入。假設(shè)移位寄存器的初始狀態(tài)為0000,現(xiàn)將數(shù)碼D3D2D1D0(1101)從高位(D3)至低位依次送到D1端,經(jīng)過第一個時鐘脈沖后,Q0D3。由于跟隨數(shù)碼D3后面的數(shù)碼是D2,則經(jīng)過第二個時鐘脈沖后,觸發(fā)器FF0的狀態(tài)移入觸發(fā)器FF1,而FF0變?yōu)樾碌臓顟B(tài),即Q1D3Q0D2。依此類推,可得4位右向移位寄存器的狀態(tài), 如表1所示。
     self
圖1 用邊沿D觸發(fā)器構(gòu)成的4位移位寄存器
表1 圖1電路的狀態(tài)表
CP
Q0
Q1
Q2
Q3
0
0
0
0
0
1
D3
0
0
0
2
D2
D3
0
0
3
D1
D2
D3
0
4
D0
D1
D2
D3
    由表可知,輸入數(shù)碼依次地由低位觸發(fā)器移到高位觸發(fā)器,作右向移動。經(jīng)過4個時鐘脈沖后,4個觸發(fā)器的輸出狀態(tài)Q3Q2Q1Q0與輸入數(shù)碼D3D2D1D0相對應(yīng)。為了加深理解,在圖2中畫出了數(shù)碼1101(相當于D3=1,D2=1,D1=0 ,D0=1)在寄存器中移位的波形,經(jīng)過了4個時鐘脈沖后,1101出現(xiàn)在寄存器的輸出端Q3Q2Q1Q0。這樣,就可將串行輸入(從D1端輸入)的數(shù)碼轉(zhuǎn)換為并行輸出(從Q3Q2Q1Q0端輸出)的數(shù)碼。這種轉(zhuǎn)換方式特別適用于將接收到的串行輸入信號轉(zhuǎn)換為并行輸出信號,以便于打印或由計算機處理。
    self
圖2 圖1電路的時序圖
    在圖3中還畫出了第5到第8個時鐘脈沖作用下,輸入數(shù)碼在寄存器中移位的波形(如圖2所示)。由圖可見,在第8個時鐘脈沖作用后,數(shù)碼從Q3端已全部移出寄存器。這說明存入該寄存器中的數(shù)碼也可以從Q端串行輸出。根據(jù)需要,可用更多的觸發(fā)器組成多位移位寄存器。
    除了用邊沿D 觸發(fā)器外,還可用其他類型的觸發(fā)器來組成移位寄存器,例如,用主從JK 觸發(fā)器來組成移位寄存器,其級間連接方式如圖3所示。根據(jù)JK觸發(fā)器的特征方程,由圖3可得:

   FF2和FF3的接法與FF1完全相似,所以各JK 觸發(fā)器均以D 觸發(fā)器的功能工作,圖3和圖1所示電路具有相同的功能。
Tags:移位寄存器,數(shù)字電路,工作原理  
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