集成移位寄存器的原理分析

问：寄存器具有哪些特点？试举例说明移位寄存器的原理？

答：寄存器具有能够接收、暂存和传递数码的特点，分为数码寄存器和移位寄存器两种类型。移位功能就是在时钟脉冲CP（称为移位脉冲）作用下，每一位触发器中所寄存的数码依次向左或向右移动一位。具有这种功能的寄存器就是移位寄存器。移位寄存器分为单向移位寄存器和双向移位寄存器。

移位寄存器按输入方式分为串行输入和并行输入；按输出方式分为串行输出和并行输出。

图2-18 串行输入、串并行输出单向移位寄存器

（1）单向移位寄存器 只能沿一个方向（向左或向右）移位的寄存器称为单向移位寄存器。图2-18a是由D触发器组成的单向移位寄存器。当移位脉冲上升沿来到后，输入数据移入F1，而每个D触发器的状态移入下一级触发器，F4的状态移出寄存器。设各触发器初态均为0，输入数据为1011，则经过四个CP移位脉冲之后，1011全部存入寄存器，移位波形图如图2-18b所示。

这种移位寄存器的输入方式是串行输入方式。其特点是要输入的数码依次出现在同一条输入线上，且与时钟脉冲同步，即每输入一个时钟脉冲，输入一位数码。其输出有并行和串行两种方式。当加入四个时钟脉冲后，输入数码1011出现于Q₁～Q₄端，这时可在同一输出指令作用下实现并行输出。如果继续加入时钟脉冲，则寄存器中的二进制数码将依次在Q₃端输出，且与时钟脉冲同步，这种输出方式是串行输出方式。

图2-19是另一种输入方式的移位寄存器。先用清零脉冲将所有触发器置“0”，再给接收脉冲，通过S端输入数据，实现并行输入。因此，图2-19是一个串并行输入、串并行输出移位寄存器。

（2）双向移位寄存器 在许多应用场合，要求寄存器中储存的数码能够根据需要，既需要左移又需要右移的功能，这种寄存器称为双向移位寄存器。

双向四位TTL型集成移位寄存器74LS194，具有双向移位，串、并行输入，保持数据和

清除数据等功能。它的引脚排列如图2-20所示。

图2-19 串并行输入、串并行输出移位寄存器

图2-20 74LS194引脚排列

74LS194各引脚功能说明：(www.xing528.com)

1）Cr——清零端。

2）M_A、M_B——工作状态控制端。

3）D_SL——左移串行数据输入端。

4）D_SR——右移串行数据输入端。

5）D₀～D₃——并行数据输入端。

6）Q₀～Q₃——并行数据输出端。

7）CP——时钟脉冲。

8）U_CC——电源。

9）GND——地。

74LS194的功能见表2-4所示。

表2-4 74LS194的功能

常用的集成移位寄存器还有74LS94等，74LS94的功能与74LS194相似，如当74LS94的控制信号为00时，该集成移位寄存器处于保持状态。

【试题精选】当74LS94的控制信号为00时，该集成移位寄存器处于（CC）状态。

（A）左移 （B）右移 （C）保持 （D）并行置数