如何区分移位寄存器和移位寄存器

Question

如题所述

Answer 1

一、寄存器
寄存器是存放数码的逻辑部件，它必须具备接收和寄存数码的功能。采用任何一种类型的触发器均可构成寄存器。每一个触发器存放一位二进制数或一个逻辑变量，由n个触发器构成的寄存器可存放n位二进制数或n个逻辑变量的值。
图7.4.1所示为74175四D触发器的逻辑图。当接收命令 (即时钟脉冲CP)到来时，数码便送到寄存器保存起来。由于寄存器中触发器的状态改变是与时钟脉冲CP同步的，故称同步送数方式。

图7.4.174175四D触发器
利用触发器的D和D也可以实现送数，达到寄存数码的目的，其连接方式如图7.4.2所示。这种工作方式称为异步送数，寄存器状态改变的时刻与时钟脉冲CP无关。

图7.4.2寄存器

图7.4.1和图7.4.2中数码的各位是并行送入寄存器的；寄存器寄存的数码也是并行地将数码的各位一齐输出，称为并行输入，并行输出。
二、移位寄存器
移位寄存器是实现移位和寄存功能的逻辑部件。
1.左移的移位寄存器
图7.4.3(a)所示为由4级D触发器构成的4位左移的移位寄存器，第一级触发器的D接输入信号vI，其余各触发器的D与其前一级触发器的Q输出相连，并将各触发器的CP连在一起输入移存脉冲，由图7.4.3(a)可见：

图7.4.3左移的移位寄存器

在移存脉冲作用下，输入信息的现在数码存入到第一级触发器，第一级触发器的状态存入到第二级触发器，依次类推，第i-1级触发器的状态存入到第i级触发器。实现了数码在移存脉冲作用下，向左逐位移存。图7.4.3(b)所示为输入信号vI=1101串行送入时Q1，Q2，Q3，Q4的波形 (设各触发器初态为0)。由波形可看到，输入信号每经过一级触发器，移动了一个移存脉冲周期，但波形的形状保持不变。
同理，读者可自行画出右移的移位寄存器的逻辑电路图及工作波形图。
上述移位寄存器工作在串行输入、串行输出，输入信号经过n级移位寄存后才到达输出端输出，因此输出信号比输入信号延迟了n个移存脉冲周期，这样就起到节拍延迟的作用，延迟时间为

其中，TCP为移存脉冲周期，n为移位寄存器位数。反之，在要求延迟时间td时，确定了移存脉冲周期TCP后，可以求出需要的移位寄存器电路的位数n。
2.双向移位寄存器
在计算机中常使用的移位寄存器需要同时具有左移和右移的功能，即所谓双向移位寄存器。它是在一般移位寄存器的基础上加上左、右移存控制信号M，如图7.4.4所示。

图7.4.4双向移位寄存器

由图7.4.4可写出各级D触发器的特征方程为

其中，A为右移串行输入数码，B为左移串行输入数码。当M=1时
,

因此在移存脉冲CP↑作用下，实现右移移位寄存功能。
当M=0时
,

因此在移存脉冲CP↑作用下，实现左移移位寄存功能。