由D触发器组成的4位移位寄存器

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本文通过探讨由D触发器组成的寄存器的工作原理，详细解释了数据如何在多个触发器间传递并保持稳定状态的过程。重点分析了时钟脉冲在触发器同步中的作用。

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http://www.diangon.com/image/portal/201505/09/073239f99hlpnhskjg9fwf.jpg由于在大二上学期我比较懒，各种计算机的实验都马马虎虎做了，并没有深究其中的意思，就导致大二下学期的整机实验出现了一系列的问题，比如在做由微程序控制的计算机设计时要用到由D触发器组成的寄存器，我就很好奇这个触发器是怎么变成了一个寄存器，所以就好好钻研了一下，发现还是很有意思的。

其中D1的输入数据是由FF0接受，后面每个输入都是前一个的输出，所有触发器的时钟脉冲都是由一个cp控制的，所以他们同时达到上升沿。以1101为例，在没有数据输入时，Q0,Q1,Q2,Q3的输出结果都是0，当输入第一个数字1时，cp到达上升沿，因为前一个触发器的输出结果到后一个触发器的输入需要一定时间，当第一个脉冲到达时，FF0接收D1的输入，Q0输出为1，Q1接收脉冲到达前Q0的输出，结果为0，Q2和Q3同理，，当第二个脉冲到来时，FF0接受新输入的D1作为Q0的输出，即Q0输出为1，FF1接受脉冲到达前Q0的值作为其输入，输出Q1为1。

如下为脉冲和输出的电路波形图

http://www.diangon.com/image/portal/201505/09/073239f99hlpnhskjg9fwf.jpg

其中由于前一个触发器的输出总是后一个触发器的输入，Q0,Q1,Q2,Q3的波形线是按照时钟逐渐后移的。

用D触发器74LS74组成的四位移位寄存器实验电路multisim源文件
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VHDL D触发器 4位移位寄存器 例化+仿真（功能时序）
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二、操作步骤 1.设计一个D触发器 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; entity dff1 is port( clk,d:in std_logic; q:out std_logic); end dff1; architecture abc of dff1 is begin process(clk,d) begin if clk'event and clk='1' then q<=d; end if; ..
移位寄存器
weixin_47348012的博客
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设待存数码为1010，则先将数码的最高位1送入F0的输入端，即D0=1，当第一个移位脉冲CP的上升沿到来时，F0的输出端Q0=1，移位寄存器呈0001状态。该移位寄存器有两种输出方式，数码存入后，在并行输出端送入取数脉冲，4位数码便同时出现在四个与门的输出端。当需要串行输出时，数据存入后可将D0接地，即D0=0，再经四个移位脉冲作用后，数码便由触发器F3的输出端依次送出。由图可见，四个移位脉冲后，寄存器的状态为1010，第八个脉冲时，寄存器为0000。图11-15所示为用D触发器构成的4位左移位寄存器。
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Verilog HDL示例代码之01-锁存器、触发器、寄存器、移位寄存器等
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4位右移寄存器模型(D触发器)
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四位寄存器
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quartus仿真26：D触发器实现的四位移位寄存器
Never Give Up
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激励方程：D3=R,D2=Q3,D1=Q2,D0=Q1 假设R端输入1011，逐次将1011写入，四个脉冲后全部移入寄存器，数据从四个触发器的输出端并行读出，实现串入并出 继续施加四个脉冲，四位数据从Q0端串行输出，称为串入串出 ...
时序逻辑-位移寄存器
GuoFengZhuo
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在数字电路的设计中，移位寄存器是关键的时序逻辑组件。其功能是在在每个时钟脉冲的激发下，将输入数据向输出端逐步移动，这正是它们名称的由来。移位寄存器由一系列单比特的”D型触发器“组成，每个触发器负责存储一个数据位（逻辑0或1）。这些触发器以串联方式连接，实现数据的连续移位。位移寄存器的结构与功能移位寄存器的数据输入和输出有串行和并行两种模式。串行模式下，数据位逐个从一端输入或输出；而并行模式下，所有数据位可同时输入或输出。
用D触发器构造寄存器
木子皿--啥都不会的菜鸟
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文章目录1 用D触发器构造寄存器1.1 普通寄存器1.2 上升沿触发寄存器1.3 循环移位寄存器 1 用D触发器构造寄存器 1.1 普通寄存器 电路结构如下： 我们对其进行封装就得到寄存器： 1.2 上升沿触发寄存器 我们将D型触发器换成上升沿D型触发器就得到了上升沿触发寄存器： 1.3 循环移位寄存器 循环移位寄存器的结构如下： 我们在每个寄存器的输出端加上灯泡，就可以得到跑马灯的电路结...
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5.4 寄存器
tang7mj的博客
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寄存器（Register）能够寄存一组二值代码，它被广泛应用于数字计算机和各种复杂数字系统当中。由于一个触发器能够储存一位二值代码，所以用N个触发器组成的寄存器能够储存一组M位的二值代码。
用jk触发器实现四位移位寄存器
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<think>嗯，我现在需要了解如何用JK触发器来实现一个四位移位寄存器。首先，我得回忆一下移位寄存器的基本概念和JK触发器的工作原理。 移位寄存器是一种能够存储数据并在时钟信号控制下将数据向左或向右移动的电路。四位的话，就是可以存储四个比特的数据，并且每个时钟周期移动一位。常见的移位寄存器有串行输入串行输出、串行输入并行输出等类型。这里可能用户指的是基本的串行输入，可能需要并行输出？或者要看具体需求。不过通常移位寄存器需要将数据逐位移动，所以每个触发器的输出连接到下一个触发器的输入，方向取决于左移还是右移。比如右移的话，每个触发器的Q输出接到下一个触发器的数据输入，而左移则相反。不过这里用户没有说明方向，可能默认是右移？ 然后，JK触发器。JK触发器有两个输入J和K，以及时钟和可能的置位/复位端。它的特性表是：当J=0，K=0时保持状态；J=0，K=1时复位到0；J=1，K=0时置位到1；J=1，K=1时翻转状态。所以，要让JK触发器作为D触发器来用的话，可以将J和K端连接相反的信号，比如D输入到J，D的非输入到K。这样，当时钟触发时，J和K的组合相当于D触发器的功能。或者，如果想让JK触发器在每个时钟沿根据输入改变状态，可能需要将J和K设置为相同的输入信号？比如，当需要将数据移入时，比如对于移位寄存器，每个触发器的输入来自前一个触发器的输出，这时候可能需要将每个JK触发器的J和K端连接到前一个触发器的Q输出，但怎么连接才能让数据正确移位？ 比如，假设每个JK触发器的J端接前一级的Q，而K端接前一级的Q的非？或者可能更简单的是让JK触发器在这种情况下工作在D触发器模式。例如，将每个触发器的J和K端连接方式使得当输入为D时，触发器在时钟边沿将Q变为D。这样的话，当J=D，K=~D时，当D=1时，J=1，K=0，触发器置位；当D=0时，J=0，K=1，触发器复位。这样就能实现D触发器的功能。所以，用JK触发器来模拟D触发器的话，需要每个JK触发器的J和K分别接输入D和D的非。 那么，四位移位寄存器需要四个这样的JK触发器，每个触发器的输入来自前一个触发器的输出。例如，在右移的情况下，第一个触发器的输入是串行输入数据，第二个触发器的输入来自第一个触发器的Q输出，第三个来自第二个，第四个来自第三个。而每个触发器的时钟都连接到同一个时钟信号，这样在时钟边沿到来时，数据被移位到下一级。 具体步骤可能是： 1. 将四个JK触发器级联，每个的输出Q连接到下一个的J端，而下一个的K端连接Q的非？或者需要将前一级的Q同时连接到下一级的J和K的非？ 或者更准确地说，当把JK触发器配置成D触发器模式时，每个触发器的J和K应该接到D和D的非。因此，每个后续触发器的J和K应该连接到前一个触发器的Q和Q非。例如，第一级的输入是串行数据D_in，那么第一个JK触发器的J接D_in，K接~D_in。第二个触发器的J接Q0（第一个触发器的输出），K接~Q0，依此类推。这样，每个时钟周期，数据会被传递到下一级。 此外，所有触发器的时钟端都连接到同一个时钟信号，这样在上升沿或下降沿（取决于触发器类型）触发动作。可能还需要考虑同步的问题，是否需要边沿触发还是电平触发，但通常移位寄存器使用边沿触发的触发器，比如上升沿触发。 然后，结构上，四位右移寄存器的连接方式是： 串行输入 -> 第一级JK触发器（J=输入，K=输入的取反） -> Q0输出连接到第二级的J，第二级的K接Q0的非，依此类推。这样每个触发器在时钟到来时，将输入端的D值（即前一级的Q）存储到当前触发器的Q中，完成移位操作。 另外，是否有必要考虑置位和复位端？如果不需要异步置位/复位，可能可以将其接地或者接高电平，避免意外复位。 总结步骤： 1. 将四个JK触发器连接成级联结构，每个触发器的J和K端分别接前一级的Q和Q非。 2. 第一个触发器的J和K由外部串行输入数据D_in控制，即J=D_in，K=~D_in。 3. 所有触发器的时钟端连接同一个时钟信号CLK。 4. 每个触发器的输出Q0、Q1、Q2、Q3即为四位寄存器的输出，可以并行输出，或者Q3可以作为串行输出。 这样，每当时钟脉冲到来时，数据从D_in移入Q0，同时Q0的值移到Q1，Q1到Q2，Q2到Q3，实现右移操作。 可能还需要验证这个逻辑是否正确。例如，假设当前所有Q都是0，当D_in=1，时钟触发后，Q0变为1，其他保持0。下一个时钟，D_in=0，那么Q0变为0，Q1变为1，依此类推。这样确实可以实现移位操作。 需要注意的是，每个触发器的J和K必须正确连接到前一级的Q和Q非，以确保在时钟边沿时，正确的数据被传输。例如，当前一级的Q为1时，J=1，K=0，触发器置1；当前一级Q为0时，J=0，K=1，触发器置0。这样，每个触发器就相当于一个D触发器，将前一级的数据传递过来。 因此，最终的电路应该是四个JK触发器级联，每个的J和K分别接前级的Q和Q非，共用一个时钟，串行输入到第一级的J和K，并行输出四个Q端。这样就构成了一个四位移位寄存器。</think>好的，下面分步骤介绍如何用JK触发器实现四位移位寄存器： --- ### **一、移位寄存器基本原理** 移位寄存器由多个触发器级联组成，每个时钟脉冲将数据向相邻位移动。四位右移寄存器结构如下： - **串行输入**：数据逐位从左侧（或右侧）输入 - **并行输出**：四位输出$Q_0, Q_1, Q_2, Q_3$可同时读取 - **时钟同步**：所有触发器共用同一时钟信号 --- ### **二、JK触发器配置为D触发器** JK触发器的特性方程为： $$Q_{n+1} = J \cdot \overline{Q_n} + \overline{K} \cdot Q_n$$ 若将JK触发器配置为D触发器，需满足： - **当$D=1$时**：$J=1, K=0$ → 触发器置1 - **当$D=0$时**：$J=0, K=1$ → 触发器置0 **连接方式**： $$J = D, \quad K = \overline{D}$$ --- ### **三、四位移位寄存器电路设计** 1. **级联结构**： - 4个JK触发器级联，前一级输出$Q$连接下一级的$J$和$K$（$K$需取反） - 第一级的$J$接外部输入$D_{in}$，$K$接$\overline{D_{in}}$ - 后续各级： $$J_n = Q_{n-1}, \quad K_n = \overline{Q_{n-1}} \quad (n=1,2,3)$$ 2. **时钟连接**： 所有触发器共用同一时钟信号$CLK$（上升沿触发） 3. **输出**： 四位并行输出$Q_0, Q_1, Q_2, Q_3$ **电路示意图**： ``` D_in ───► JK₀(J=Q_prev, K=~Q_prev) ──Q₀─► JK₁ ──Q₁─► JK₂ ──Q₂─► JK₃ ──Q₃ ▲ ▲ ▲ ▲ CLK ───────┴──────────────────────────┴──────────┴──────────┴───── ``` --- ### **四、工作原理示例** 1. **初始状态**：$Q_0 Q_1 Q_2 Q_3 = 0000$ 2. **输入$D_{in}=1$，第一个时钟脉冲后**： - $Q_0=1$，其余位保持0 → **1000** 3. **输入$D_{in}=0$，第二个时钟脉冲后**： - $Q_0=0$, $Q_1=1$ → **0100** 4. **继续移位**，数据依次右移，最终实现四位数据存储与移动。 --- ### **五、关键注意事项** 1. **同步时钟**：所有触发器必须严格同步，避免竞争冒险。 2. **复位信号**：可添加全局复位端（异步或同步），初始化寄存器为0。 3. **时序约束**：时钟频率需满足触发器传输延迟的要求。 --- ### **六、应用场景** - 数据串并转换 - 数字信号延迟线 - 通信系统中的序列生成 通过以上步骤，即可用JK触发器构建一个四位移位寄存器。实际搭建时需注意信号稳定性与时序匹配。
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