1、了解寄存器的功能、基本構成和常見類型；了解寄存器的功能、基本構成和常見類型；了解數碼寄存器的電路構成，理解其工作原理；了解數碼寄存器的電路構成，理解其工作原理；了解移位寄存器的工作原理和典型集成移位寄存器的引腳及應用。了解移位寄存器的工作原理和典型集成移位寄存器的引腳及應用。9.1.1 9.1.1 數碼寄存器數碼寄存器一、電路組成一、電路組成電路如圖所示。電路如圖所示。9.1.1 9.1.1 數碼寄存器數碼寄存器二、工作過程二、工作過程寄存器工作分兩步進行：寄存器工作分兩步進行： 1.1. 寄存前先清零寄存前先清零 在接收數據前先在復位端加一個負脈沖，把所有觸發器置在接收數據前先在復位端加一個

2、負脈沖，把所有觸發器置0，清零脈沖恢，清零脈沖恢復高電平后，為接收數據做好準備。復高電平后，為接收數據做好準備。 2.2. 接收脈沖控制數據寄存接收脈沖控制數據寄存 接收脈沖接收脈沖CP到來，將到來，將 打開，打開，接收輸入數碼接收輸入數碼 。例如，。例如， =1101，則，則與非與非門門 輸出為輸出為1101，各觸發器被置成，各觸發器被置成1101，即，即 = 1101，完成接收和寄存工作，完成接收和寄存工作。電路如圖所示。電路如圖所示。30GG0123DDDD0123DDDD0123GGGG、0123QQQQ9.1.2 9.1.2 移位寄存器移位寄存器一、單向移位寄存器一、單向移位寄存器1

3、. 1. 電路組成電路組成電路如圖所示。電路如圖所示。JK觸發器構成的觸發器構成的4位右移寄存器位右移寄存器9.1.2 9.1.2 移位寄存器移位寄存器一、單向移位寄存器一、單向移位寄存器2. 2. 工作過程工作過程 下面以存入數碼下面以存入數碼1011為例，分析為例，分析4位右移寄存器的工作過程，要寄存數位右移寄存器的工作過程，要寄存數碼碼 =1011，一般先對寄存器，一般先對寄存器清清0，然后將被存放數碼從高位到低位，然后將被存放數碼從高位到低位按移位脈沖節拍依次送到按移位脈沖節拍依次送到 端，當第端，當第一個一個CP上升沿到來時上升沿到來時 =1，則，則 =0001；當第二個；當第二個C

4、P上升沿到上升沿到來時，來時， =0， =0010，經過四個移位脈沖后寄存器狀態為，經過四個移位脈沖后寄存器狀態為 =1011。如圖所示。如圖所示。 0123DDDD0D0D0123QQQQ0D0123QQQQ0123QQQQ9.1.2 9.1.2 移位寄存器移位寄存器二、集成雙向移位寄存器二、集成雙向移位寄存器 1. 1. 74LSl94的引腳排列和邏輯符號的引腳排列和邏輯符號74LSl94的實物圖引腳排列和邏輯符號如圖所示。的實物圖引腳排列和邏輯符號如圖所示。9.1.2 9.1.2 移位寄存器移位寄存器二、集成雙向移位寄存器二、集成雙向移位寄存器 2. 2. 74LSl94的邏輯功能的邏輯

5、功能 異步清異步清0功能功能：當：當 =0時，直接清時，直接清0，寄存器各位，寄存器各位 均為均為0，不，不能進行置數和移位。只有當能進行置數和移位。只有當 =1 1時，寄存器允許工作。時，寄存器允許工作。CP03 QQCP 右移功能右移功能：當：當 =0、 =1 1 時，在移位控制信號時，在移位控制信號 上升沿作用時，上升沿作用時，寄存器中數碼依次右移一位，且將寄存器中數碼依次右移一位，且將 送到送到 。1M0MCPSRD0Q 左移功能左移功能：當：當 =1 1、 =0 0 時，在時，在 上升沿作用時，寄存器中數碼上升沿作用時，寄存器中數碼依次左移一位，且將依次左移一位，且將 送到送到 。1

6、M0MCPSRD3Q 并行置數功能并行置數功能：當：當 =1 1時，在時，在 上升沿作用時，將數據輸入上升沿作用時，將數據輸入端的數碼并行送到寄存器中，使端的數碼并行送到寄存器中，使 。01MM CP01230123DDDDQQQQ 保持功能保持功能：當：當 =0 0時，無論有無時，無論有無 作用時，寄存器中內容作用時，寄存器中內容不變。不變。01MM CP真值表如表所示。真值表如表所示。74LS94芯片的真值表芯片的真值表了解計數器的功能及計數器的類型；了解計數器的功能及計數器的類型；理解二進制計數器，十進制計數器的電路組成和工作原理；理解二進制計數器，十進制計數器的電路組成和工作原理；掌握

7、十進制典型集成計數器的外特性及使用。掌握十進制典型集成計數器的外特性及使用。9.2.1 9.2.1 二進制計數器二進制計數器 在計數脈沖作用下，各觸發器狀態的轉換按二進制數的編碼規律進在計數脈沖作用下，各觸發器狀態的轉換按二進制數的編碼規律進行計數的數字電路稱為二進制計數器。行計數的數字電路稱為二進制計數器。 構成計數器電路的核心器件是具有計數功能的構成計數器電路的核心器件是具有計數功能的JK觸發器，可將觸發器，可將JK觸發器接成計數狀態（觸發器接成計數狀態（ ），如圖所示，這樣在），如圖所示，這樣在CP脈沖作用下，脈沖作用下，觸發器的狀態按觸發器的狀態按0 01 10 0的規律翻轉。的規律翻

8、轉。可見，一個觸發器即可連成一個最簡可見，一個觸發器即可連成一個最簡單的單的1 1位二進制計數器。其邏輯電路位二進制計數器。其邏輯電路如圖所示。如圖所示。nQn19.2.1 9.2.1 二進制計數器二進制計數器一、異步二進制加法計數器一、異步二進制加法計數器 圖所示電路是用三個圖所示電路是用三個JK觸發器連成的異步觸發器連成的異步3 3位二進制加法計數器。圖位二進制加法計數器。圖中各位觸發器的中各位觸發器的 端接在一起作為計數器的直接復位輸入信號；計數脈沖端接在一起作為計數器的直接復位輸入信號；計數脈沖加到最低位觸發器加到最低位觸發器 的的 端，其他觸發器的端，其他觸發器的 依次受低位觸發器依

9、次受低位觸發器 端端的控制。各觸發器接收到負跳變脈沖信號時狀態就翻轉。的控制。各觸發器接收到負跳變脈沖信號時狀態就翻轉。 波形如圖所示。波形如圖所示。0FF0CPCPQDR異步異步3位二進制加法計數器位二進制加法計數器9.2.1 9.2.1 二進制計數器二進制計數器一、異步二進制加法計數器一、異步二進制加法計數器 計數前，在復位端計數前，在復位端 先輸入一負脈沖，使先輸入一負脈沖，使 ，這一過，這一過程稱為清程稱為清0，清，清0后，應使后，應使 ，才能正常計數。，才能正常計數。DR000012QQQ1DR 當第一個計數脈沖當第一個計數脈沖 作用后，該脈沖的下降沿使觸發器作用后，該脈沖的下降沿使

10、觸發器 的的 由由0 0態轉為態轉為1 1態，其他兩個觸發器因沒有態，其他兩個觸發器因沒有 下降沿的作用，仍保持下降沿的作用，仍保持0態，態，所以當第一個所以當第一個 作用后，計數器狀態為作用后，計數器狀態為 。CP001012QQQ0FF0QCPCP 當第二個計數脈沖當第二個計數脈沖 作用時，觸發器作用時，觸發器 翻轉，翻轉， 由由1 1態轉為態轉為0 0態，態， 的下降沿加到的下降沿加到 的時鐘脈沖輸入端，使的時鐘脈沖輸入端，使 從從0態轉為態轉為1態，態， 上升沿變化上升沿變化對觸發器對觸發器 無效，無效， 狀態保持不變，所以當第二個狀態保持不變，所以當第二個 作用后，計數器作用后，計數

11、器狀態為狀態為 。CP010012QQQ0FF0QCP0Q1FF1Q1Q2FF2Q 依此類推，當第七個依此類推，當第七個 作用后計數器狀態為作用后計數器狀態為111，當第八個，當第八個 作用后作用后計數器又回到計數器又回到000狀態，完成一次計數循環。狀態，完成一次計數循環。 CPCP9.2.2 9.2.2 十進制計數器十進制計數器 二進制計數器結構簡單，運算方便。但在許多場合，使用十進制計二進制計數器結構簡單，運算方便。但在許多場合，使用十進制計數器較符合人們的習慣。所謂十進制計數器是在計數脈沖作用下各觸發數器較符合人們的習慣。所謂十進制計數器是在計數脈沖作用下各觸發器狀態的轉換按十進制數的

12、編碼規律進行計數的數字電路。器狀態的轉換按十進制數的編碼規律進行計數的數字電路。 用二進制數碼表示十進制數的方法稱為二用二進制數碼表示十進制數的方法稱為二十進制編碼（即十進制編碼（即BCD碼）。十進制數有碼）。十進制數有09共共10個數碼，至少要用個數碼，至少要用4位二進制數。而位二進制數。而4位二進制位二進制數有十六個狀態，表示數有十六個狀態，表示1位十進制數只需要十個狀態，因此需要去掉其中位十進制數只需要十個狀態，因此需要去掉其中的六個狀態。在十進制計數器中常采用的六個狀態。在十進制計數器中常采用8421BCD碼的編碼方式進行計數。碼的編碼方式進行計數。8421BCD編碼如表所示。編碼如表

13、所示。一、電路組成一、電路組成 9.2.2 9.2.2 十進制計數器十進制計數器 異步十進制加法計數器電路由異步十進制加法計數器電路由4位二進制計數器和一個用于計數器清位二進制計數器和一個用于計數器清0的門電路組成。與二進制加法計數器的主要差異是跳過了二進制數碼的門電路組成。與二進制加法計數器的主要差異是跳過了二進制數碼10101111的六個狀態。的六個狀態。 電路如圖所示。電路如圖所示。異步十進制加法計數器電路異步十進制加法計數器電路9.2.2 9.2.2 十進制計數器十進制計數器二、工作過程二、工作過程 計數器輸入計數器輸入09個計數脈沖時，工作過程與個計數脈沖時，工作過程與4位二進制異步

14、計數器完位二進制異步計數器完全相同，第九個計數脈沖后全相同，第九個計數脈沖后 。 當第十個計數脈沖到來后，計數器狀態為當第十個計數脈沖到來后，計數器狀態為 ，此，此時時 ，與非門輸入全，與非門輸入全1 1，輸出為，輸出為0 0，使各觸發器復位，使各觸發器復位，即即 ，同時使同時使與非與非門輸出又變門輸出又變為為1 1，計數器重新開始工作。，計數器重新開始工作。從而實現從而實現8421BCD碼十進碼十進制加法計數的功能。制加法計數的功能。 10010123QQQQ10100123QQQQ113QQ00000123QQQQ9.2.3 9.2.3 集成計數器集成計數器 集成計數器是將觸發器及有關門電

15、路集成在一塊芯片上，使用方集成計數器是將觸發器及有關門電路集成在一塊芯片上，使用方便且便于擴展。中規模集成同步計數器類型很多，常見的便且便于擴展。中規模集成同步計數器類型很多，常見的4位十進制同位十進制同步計數器有步計數器有74LSl60、74LSl62、74LS196、CC40192等；等；4位二進制位二進制同步計數器有同步計數器有74LSl61、74LSl63、74LSl69、74LSl91等。其引腳功能等。其引腳功能可查閱數字集成電路手冊。可查閱數字集成電路手冊。 下面以下面以74LSl61為例介紹集成二進制同步計數器的邏輯功能及應用。為例介紹集成二進制同步計數器的邏輯功能及應用。 9.

16、2.3 9.2.3 集成計數器集成計數器一、引腳排列圖和邏輯符號一、引腳排列圖和邏輯符號引腳排列和邏輯符號如圖所示。引腳排列和邏輯符號如圖所示。9.2.3 9.2.3 集成計數器集成計數器二、二、74LSl61芯片的邏輯功能芯片的邏輯功能 1. 1. 異步清異步清0 0 當異步端當異步端 時，不管其他輸入端的狀態如何，無論有無時鐘時，不管其他輸入端的狀態如何，無論有無時鐘脈沖，計數器輸出將直接置零，稱異步清零。脈沖，計數器輸出將直接置零，稱異步清零。0CR 2. 2. 同步預置數同步預置數 當當 時，同步置數控制端時，同步置數控制端 ，且在，且在 上升沿作用時，上升沿作用時，并行輸入數據被置入計數器的輸出端，使并行輸入數據被置入計數器的輸出端，使 。由于。由于這個操作要與這個操作要與 同步，所以又稱為同步預置數。真值表如表所示。同步，所以又稱為同步預置數。真值表如表所示。1CR0LDCP01230123DDDDQQQQCP 3. 3. 保持保持 當當 時，輸出時，輸出 保持不變。這時如保持不變。這時如 ，則進位輸出信號，則進位輸出信號 保持不變；若保持不變；若 進位輸出信號進位輸出信號 為低電平