MOS靜態(tài)移位寄存器結(jié)構(gòu)及其工作原理

移位寄存器是能寄存信息和具有移位功能的邏輯部件。MOS移位寄存器按照結(jié)構(gòu)可分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種。下面將分別介紹這兩種移位寄存器的結(jié)構(gòu)及其工作原理。MOS靜態(tài)移位寄存器

一、MOS靜態(tài)移位寄存器

靜態(tài)移位寄存器可以由主從R-S觸發(fā)器或J-K觸發(fā)器組成。對(duì)于集成電路來(lái)說(shuō)，采用主從D觸發(fā)器來(lái)做移位寄存器的單元更為適宜。圖3-21（a）是一個(gè)由四個(gè)R-S觸發(fā)器組成的四位移位寄存器的結(jié)構(gòu)示意圖。

MOS靜態(tài)移位寄存器

這里我們?nèi)砸訮MOS為例，結(jié)合脈沖波形來(lái)說(shuō)明它的工作過(guò)程，見(jiàn)圖3-21（b）。假設(shè)觸發(fā)器的起始狀態(tài)為“0”，然后輸入一個(gè)“1”電平，當(dāng)輸入信號(hào)的電平由“0”變?yōu)椤?”后，第一個(gè)觸發(fā)器的輸入電平是。移位脈沖（1）到來(lái)后，第一個(gè)觸發(fā)器變?yōu)椤?”狀態(tài)，1，而其它觸發(fā)器狀態(tài)不變，。此后輸入信號(hào)又變?yōu)椤?”，而第二個(gè)觸發(fā)器的輸入電平是移位脈沖（2）到來(lái)后，第一個(gè)觸發(fā)器變?yōu)椤?”狀態(tài)，；第二個(gè)觸發(fā)器變?yōu)椤?”狀態(tài)，，第三、四個(gè)觸發(fā)器不變，。依次類推，移位脈沖（3）使第三個(gè)觸發(fā)器變?yōu)椤?”狀態(tài)，其它觸發(fā)器變?yōu)椤?”狀態(tài)；移位脈沖（4）使第四個(gè)觸發(fā)器變?yōu)椤?”狀態(tài)，其它觸發(fā)器變?yōu)椤?”狀態(tài)。

從以上過(guò)程可以看出，如果輸入信號(hào)中出現(xiàn)一個(gè)“1”，在移位脈沖的作用下，這個(gè)“1”信號(hào)在不同的時(shí)間里寄存在不同的觸發(fā)器中，每來(lái)到一個(gè)移位脈沖，這個(gè)“1”信號(hào)就向右移動(dòng)一位。因此這個(gè)線路叫做靜態(tài)移位寄存器。MOS靜態(tài)移位寄存器

MOS靜態(tài)移位寄存器

上述移位寄存器的脈沖是向右移的，稱為右移移位寄存器。如果將上述結(jié)構(gòu)加以改進(jìn)，就可使移位寄存器既具有右移的功能，又具有左移的功能。圖3-22所示為串行輸入、串行輸出，具有左移和右移功能的八位移位寄存器。MOS靜態(tài)移位寄存器

它的移位原理是這樣的：若控制端加“0”電平，當(dāng)左輸入端（或右輸入端）為信號(hào)“1”時(shí)，來(lái)一個(gè)左移（或右移）脈沖，使（或1）管導(dǎo)通，輸入信號(hào)就對(duì)充電，使導(dǎo)通，接著控制端加“1”電平，使”導(dǎo)通。這時(shí)通過(guò)導(dǎo)通的接地而變?yōu)椤?”，同時(shí)，Q也變?yōu)椤?”。即輸入信號(hào)移入這個(gè)單元。相反，若電容上為“0”，則截止，控制脈沖到來(lái)不能改變R-S觸發(fā)器的狀態(tài)。此時(shí)“0”信號(hào)的移入是由總清加“1”電平來(lái)完成的。但為了使這移位寄存器能穩(wěn)定工作，對(duì)移位、控制和總清三個(gè)信號(hào)要保持一定的時(shí)間關(guān)系。其波形圖如3-22（c）所示。這里應(yīng)特別注意，控制脈沖的寬度應(yīng)大于總清的脈沖寬度，否則移位寄存器在的作用下，每位都將置“0”。這就破壞了移位寄存器的正常工作狀態(tài)。例如，若第n級(jí)存的信號(hào)是“1”（即），當(dāng)-“1”時(shí)，要從“1”變?yōu)椤?”，但由于總清脈沖的寬度比控制脈沖的寬度狹，所以總清脈沖過(guò)后，又立即恢復(fù)到“1”，保證了移位寄存器的正常工作。MOS靜態(tài)移位寄存器