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移位寄存器的工作原理

作者：佚名文章來(lái)源：本站原創(chuàng) 點(diǎn)擊數(shù)：更新時(shí)間：2018/10/13

把若干個(gè)觸發(fā)器串接起來(lái),就可以構(gòu)成一個(gè)移位寄存器。由4個(gè)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(guò)第一個(gè)時(shí)鐘脈沖后，Q₀＝D₃。由于跟隨數(shù)碼D₃后面的數(shù)碼是D₂，則經(jīng)過(guò)第二個(gè)時(shí)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Q₁＝D₃，Q₀＝D₂。依此類推,可得4位右向移位寄存器的狀態(tài), 如表1所示。
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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(dòng)。經(jīng)過(guò)4個(gè)時(shí)鐘脈沖后,4個(gè)觸發(fā)器的輸出狀態(tài)Q₃Q₂Q₁Q₀與輸入數(shù)碼D₃D₂D₁D₀相對(duì)應(yīng)。為了加深理解,在圖2中畫出了數(shù)碼1101(相當(dāng)于D₃＝1,D₂＝1,D₁＝0 ,D₀＝1)在寄存器中移位的波形,經(jīng)過(guò)了4個(gè)時(shí)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Q₃、Q₂、Q₁、Q₀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(hào)轉(zhuǎn)換為并行輸出信號(hào)，以便于打印或由計(jì)算機(jī)處理。
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圖2 圖1電路的時(shí)序圖
在圖3中還畫出了第5到第8個(gè)時(shí)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(gè)時(shí)鐘脈沖作用后，數(shù)碼從Q₃端已全部移出寄存器。這說(shuō)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(lái)組成移位寄存器,例如,用主從JK 觸發(fā)器來(lái)組成移位寄存器，其級(jí)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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移位寄存器的工作原理

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