移位寄存器的应用及其优化

移位寄存器既可以寄存数码并将数码移位，还可以构成各种计数器和分频器。

1.实现串行与并行通信的转换

例如：接收端可以串行输入，发送端可以并行输出。

2.实现特殊的计数器

1）环形计数器

将移位寄存器的串行输出反馈到移位寄存器的串行输入，就构成了环形计数器。四位环形计数器逻辑电路如图6－39所示，在四位右移寄存器的基础上，将右移串行输出Q3反馈到右移串行输入D0后即可构成环形计数器，它由4个触发器构成。

图6－39　四位环形计数器逻辑电路

环形计数器工作之前，必须加一个置初态负脉冲对其输出进行预置数，使Q3 Q2 Q1 Q0＝1000，然后每来一个时钟脉冲输出右移一次。整个电路的状态转换图如图6－40所示。

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图6－40　四位环形计数器状态转换图

2）扭环形计数器

将移位寄存器中串行输出的反相输出反馈到串行输入，就构成了扭环形计数器，又称简单循环码计数器。四位扭环形计数器逻辑电路如图6－41所示。

图6－41　四位扭环形计数器逻辑电路

扭环形计数器工作之前必须加一个复位负脉冲，使Q3 Q2 Q1 Q0全为0，随后每来一个计数脉冲，计数器就改变一个状态，其状态转换图如图6－42所示，该计数器的模数M＝8。

图6－42　四位扭环形计数器状态转换图

若用n位右移寄存器构成扭环形计数器，它的模数M＝2n，是一个偶数进制的计数器，该计数器与环形计数器一样无自启动能力，进入无效状态后必须加复位信号才能回归有效状态。