10.1 寄存器 （课件）- 高一《电子技术基础与技能》同步教学（高教版·第3版）

10.1寄存器 寄存器的概念：用来存放二进制数据或代码的电路。 寄存器的组成：由具有记忆功能的触发器和控制功能的门电路组成。 寄存器的作用：暂时存放要处理的数据或中间的运算结果等。 寄存器的分类：按功能可以分为数码寄存器和移位寄存器。 10.1.1数码寄存器 1.数码寄存器的基本概念 数码寄存器的电路结构（以四位数码寄存器为例)： Q3 Q2 Q1 Q0 Q F3 CP 0 D D CP D CP D3 D2 DO 数码寄存器的工作过程： ①需要保存的数码由Do~D3预先输入。 ②当CP脉冲的上升沿到来时，触发器输出端Qo~Q3的状态为Do~D3 的输入数码。例如，输入数码D~D3=1100,在CP脉冲上升沿时，Qo~ Q3=Do~D3=1100,完成数码的接收过程。 ③CP脉冲上升沿过后，D触发器处于保持状态，完成数码的寄存工作。 数码寄存器的输入、输出方式： 由于同时输入4位数码Do~D3,寄存后的数码Q0~Q3也是同时输出， 所以属于并行输入、并行输出寄存器。 2.集成八路D锁存器74LS373 (a)逻辑符号 (b)引脚排列 八路D锁存器74LS373的逻辑符号和引脚排列图 D。~D:锁存数据输入端。 Q。~Q:锁存数据输出端。 LE:锁存使能输入端，实际就是8个D触发器共用的时钟CK端。当LE=1时，Q+1=D, 8个输入数据D~D直接输送到输出端，称为直通状态，又称为透明状态；当LE=0时，Q*1 =Q,输出端保持原来的数据不变，即原数据被保存，称为锁存状态。 OE：输出使能端。只有当OE=0时，同步D触发器才允许输出；当OE=1时，输出端 Q~Q处于高阻态，相当于器件内部的输出端断开。 74LS373的应用实例： 利用74LS373可以锁存MCS-51系列单片机的低8位地址。 MCS-51 74LS373 ALE LE OE P0.0-P0.7 D0-D7 Q0-Q7 低八位地址 ◆八位数据 74LS373锁存MCS-51系列单片机低8位地址电路连接示意图 工作过程： 在单片机的P0.0~P0.7端口传送低8位地址期间，LE为高电平，使 74LS373处于直通状态，Qo~Q7端输出低8位地址。在P0.0~P0.7端口传送8位 数据期间，ALE变为低电平，74LS373处于锁存状态，QoQ7端保持原来的低8 位地址不变。从而实现了低8位地址的锁存功能。 讨论：哪些数字电子产品中需要用到数码寄存器，请列出1-2个较为典型 的例子。 10.1.2移位寄存器 移位寄存器的作用：在每一个移位脉冲的作用下，将存放在移位寄存器中的 各位数据依次向左（或向右)移动1位。 按移位的方向不同，可以分为左移寄存器、右移寄存器、双向移位寄存器。 双路4位移动寄存器MC14015的简介 (1)逻辑符号及引脚排列 VDD DB RSTB QOB Q1B Q2B Q3A CLKA 国国4国☒四屈回 D 15 13 4 MC14015 CLK RST 10 14 CLK RST CLKB Q3B Q2A Q1A.QOA RSTA DA VSS (a)逻辑符号 (b)引脚排列图 (2)引脚功能 D:移位数据输入端。 RST:数据复位端。当ST接高电平时，Q。~Q,输出全为0。 CLK:移位时钟脉冲输入端。当CLK端输入一个正脉冲，D端数据将被移入Q,而同时Q。◆ Q,Q,·Q,Q◆Q,即CLK端每输入一个正脉冲，Q~Q的数据将向高位移动一位，最 高位Q,将被丢失。 (3)工作过程 ①移位前先使数据复位端RST=1,使输出端Q3Q2Q1Q0=0000。 ②从D端依次输入数据，当时钟脉冲CLK一个接一个到来时，数据依次从D 端输入，同时低位数据依次移向高位。 (4)状态表 4位右移寄存器移位状态表 时钟 输入数据 输出数据 移出被丢 CLK D Q0 Q1 Q2 Q3 弃的数据 0 0 0 0 0 0 1 2 0 4 由表可知：经过4个时钟脉冲CLK后，串行输入的4位代码已全部移入 Q3~Qo中，如果此时在输出端Q3~Qo同时取出数据，就可以实现数据的串 行输入、并行输出，即串行-并行转换。 (5)波形图 CLK 90 Q1 Q2 Q3 Q3Q201Q0e0000000100110110◆1101 4位右移寄存器的波形图 课堂思考： 寄存器的功能是什么？分析左移寄存器的工作原理。（学生分析后老师讲解） 本节小结 1.时序电路通常可分为两大类：同步时序电路和异步时序电路。常见的 时序电路有寄存器、计数器等。 2.寄存器是用来存放二进制代码，按其功能可分为数码寄存器和移位寄 存器。 3.数码寄存器电路简单，只用来存放数码。具有接收、保持并清除原 有数码等功能。一个多位数码寄存器可看作是多个触发器的并行使用。 4.移位寄存器是一个同步时序电路，具有存放和