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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：更新時間：2018/10/13

把若干個觸發(fā)器串接起來,就可以構成一個移位寄存器。由4個邊沿D 觸發(fā)器構成的4位移位寄存器邏輯電路如圖1所示。數據從串行輸入端D₁輸入。左邊觸發(fā)器的輸出作為右鄰觸發(fā)器的數據輸入。假設移位寄存器的初始狀態(tài)為0000，現將數碼D₃D₂D₁D₀(1101)從高位(D₃)至低位依次送到D₁端，經過第一個時鐘脈沖后，Q₀＝D₃。由于跟隨數碼D₃后面的數碼是D₂，則經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與輸入數碼D₃D₂D₁D₀相對應。為了加深理解,在圖2中畫出了數碼1101(相當于D₃＝1,D₂＝1,D₁＝0 ,D₀＝1)在寄存器中移位的波形,經過了4個時鐘脈沖后,1101出現在寄存器的輸出端Q₃Q₂Q₁Q₀。這樣，就可將串行輸入（從D₁端輸入）的數碼轉換為并行輸出（從Q₃、Q₂、Q₁、Q₀端輸出）的數碼。這種轉換方式特別適用于將接收到的串行輸入信號轉換為并行輸出信號，以便于打印或由計算機處理。
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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，數碼從Q₃端已全部移出寄存器。這說明存入該寄存器中的數碼也可以從Q端串行輸出。根據需要，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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