一、暫存器
暫存器是存放數碼的邏輯部件,它必須具備接收和寄存數碼的功能。採用任何一種型別的觸發器均可構成暫存器。每一個觸發器存放一位二進位制數或一個邏輯變數,由n個觸發器構成的暫存器可存放n位二進位制數或n個邏輯變數的值。
圖7.4.1所示為74175四D觸發器的邏輯圖。當接收命令 (即時鐘脈衝CP)到來時,數碼便送到暫存器儲存起來。由於暫存器中觸發器的狀態改變是與時鐘脈衝CP同步的,故稱同步送數方式。
圖7.4.174175四D觸發器
利用觸發器的D和D也可以實現送數,達到寄存數碼的目的,其連線方式如圖7.4.2所示。這種工作方式稱為非同步送數,暫存器狀態改變的時刻與時鐘脈衝CP無關。
圖7.4.2暫存器
圖7.4.1和圖7.4.2中數碼的各位是並行送入暫存器的;暫存器寄存的數碼也是並行地將數碼的各位一齊輸出,稱為並行輸入,並行輸出。
二、移位暫存器
移位暫存器是實現移位和寄存功能的邏輯部件。
1.左移的移位暫存器
圖7.4.3(a)所示為由4級D觸發器構成的4位左移的移位暫存器,第一級觸發器的D接輸入訊號vI,其餘各觸發器的D與其前一級觸發器的Q輸出相連,並將各觸發器的CP連在一起輸入移存脈衝,由圖7.4.3(a)可見:
圖7.4.3左移的移位暫存器
在移存脈衝作用下,輸入資訊的現在數碼存入到第一級觸發器,第一級觸發器的狀態存入到第二級觸發器,依次類推,第i-1級觸發器的狀態存入到第i級觸發器。實現了數碼在移存脈衝作用下,向左逐位移存。圖7.4.3(b)所示為輸入訊號vI=1101序列送入時Q1,Q2,Q3,Q4的波形 (設各觸發器初態為0)。由波形可看到,輸入訊號每經過一級觸發器,移動了一個移存脈衝週期,但波形的形狀保持不變。
同理,讀者可自行畫出右移的移位暫存器的邏輯電路圖及工作波形圖。
上述移位暫存器工作在序列輸入、序列輸出,輸入訊號經過n級移位寄存後才到達輸出端輸出,因此輸出訊號比輸入訊號延遲了n個移存脈衝週期,這樣就起到節拍延遲的作用,延遲時間為
其中,TCP為移存脈衝週期,n為移位暫存器位數。反之,在要求延遲時間td時,確定了移存脈衝週期TCP後,可以求出需要的移位暫存器電路的位數n。
2.雙向移位暫存器
在計算機中常使用的移位暫存器需要同時具有左移和右移的功能,即所謂雙向移位暫存器。它是在一般移位暫存器的基礎上加上左、右移存控制訊號M,如圖7.4.4所示。
圖7.4.4雙向移位暫存器
由圖7.4.4可寫出各級D觸發器的特徵方程為
其中,A為右移序列輸入數碼,B為左移序列輸入數碼。當M=1時
,
因此在移存脈衝CP↑作用下,實現右移移位寄存功能。
當M=0時
因此在移存脈衝CP↑作用下,實現左移移位寄存功能。
一、暫存器
暫存器是存放數碼的邏輯部件,它必須具備接收和寄存數碼的功能。採用任何一種型別的觸發器均可構成暫存器。每一個觸發器存放一位二進位制數或一個邏輯變數,由n個觸發器構成的暫存器可存放n位二進位制數或n個邏輯變數的值。
圖7.4.1所示為74175四D觸發器的邏輯圖。當接收命令 (即時鐘脈衝CP)到來時,數碼便送到暫存器儲存起來。由於暫存器中觸發器的狀態改變是與時鐘脈衝CP同步的,故稱同步送數方式。
圖7.4.174175四D觸發器
利用觸發器的D和D也可以實現送數,達到寄存數碼的目的,其連線方式如圖7.4.2所示。這種工作方式稱為非同步送數,暫存器狀態改變的時刻與時鐘脈衝CP無關。
圖7.4.2暫存器
圖7.4.1和圖7.4.2中數碼的各位是並行送入暫存器的;暫存器寄存的數碼也是並行地將數碼的各位一齊輸出,稱為並行輸入,並行輸出。
二、移位暫存器
移位暫存器是實現移位和寄存功能的邏輯部件。
1.左移的移位暫存器
圖7.4.3(a)所示為由4級D觸發器構成的4位左移的移位暫存器,第一級觸發器的D接輸入訊號vI,其餘各觸發器的D與其前一級觸發器的Q輸出相連,並將各觸發器的CP連在一起輸入移存脈衝,由圖7.4.3(a)可見:
圖7.4.3左移的移位暫存器
在移存脈衝作用下,輸入資訊的現在數碼存入到第一級觸發器,第一級觸發器的狀態存入到第二級觸發器,依次類推,第i-1級觸發器的狀態存入到第i級觸發器。實現了數碼在移存脈衝作用下,向左逐位移存。圖7.4.3(b)所示為輸入訊號vI=1101序列送入時Q1,Q2,Q3,Q4的波形 (設各觸發器初態為0)。由波形可看到,輸入訊號每經過一級觸發器,移動了一個移存脈衝週期,但波形的形狀保持不變。
同理,讀者可自行畫出右移的移位暫存器的邏輯電路圖及工作波形圖。
上述移位暫存器工作在序列輸入、序列輸出,輸入訊號經過n級移位寄存後才到達輸出端輸出,因此輸出訊號比輸入訊號延遲了n個移存脈衝週期,這樣就起到節拍延遲的作用,延遲時間為
其中,TCP為移存脈衝週期,n為移位暫存器位數。反之,在要求延遲時間td時,確定了移存脈衝週期TCP後,可以求出需要的移位暫存器電路的位數n。
2.雙向移位暫存器
在計算機中常使用的移位暫存器需要同時具有左移和右移的功能,即所謂雙向移位暫存器。它是在一般移位暫存器的基礎上加上左、右移存控制訊號M,如圖7.4.4所示。
圖7.4.4雙向移位暫存器
由圖7.4.4可寫出各級D觸發器的特徵方程為
其中,A為右移序列輸入數碼,B為左移序列輸入數碼。當M=1時
,
因此在移存脈衝CP↑作用下,實現右移移位寄存功能。
當M=0時
,
因此在移存脈衝CP↑作用下,實現左移移位寄存功能。