MOS靜態移位寄存器結構及其工作原理

移位寄存器是能寄存信息和具有移位功能的邏輯部件。MOS移位寄存器按照結構可分為靜態和動態兩種。下面將分別介紹這兩種移位寄存器的結構及其工作原理。MOS靜態移位寄存器

一、MOS靜態移位寄存器

靜態移位寄存器可以由主從R-S觸發器或J-K觸發器組成。對于集成電路來說，采用主從D觸發器來做移位寄存器的單元更為適宜。圖3-21（a）是一個由四個R-S觸發器組成的四位移位寄存器的結構示意圖。

MOS靜態移位寄存器

這里我們仍以PMOS為例，結合脈沖波形來說明它的工作過程，見圖3-21（b）。假設觸發器的起始狀態為“0”，然后輸入一個“1”電平，當輸入信號的電平由“0”變為“1”后，第一個觸發器的輸入電平是。移位脈沖（1）到來后，第一個觸發器變為“1”狀態，1，而其它觸發器狀態不變，。此后輸入信號又變為“0”，而第二個觸發器的輸入電平是移位脈沖（2）到來后，第一個觸發器變為“0”狀態，；第二個觸發器變為“1”狀態，，第三、四個觸發器不變，。依次類推，移位脈沖（3）使第三個觸發器變為“1”狀態，其它觸發器變為“0”狀態；移位脈沖（4）使第四個觸發器變為“1”狀態，其它觸發器變為“0”狀態。

從以上過程可以看出，如果輸入信號中出現一個“1”，在移位脈沖的作用下，這個“1”信號在不同的時間里寄存在不同的觸發器中，每來到一個移位脈沖，這個“1”信號就向右移動一位。因此這個線路叫做靜態移位寄存器。MOS靜態移位寄存器

MOS靜態移位寄存器

上述移位寄存器的脈沖是向右移的，稱為右移移位寄存器。如果將上述結構加以改進，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靜態移位寄存器

它的移位原理是這樣的：若控制端加“0”電平，當左輸入端（或右輸入端）為信號“1”時，來一個左移（或右移）脈沖，使（或1）管導通，輸入信號就對充電，使導通，接著控制端加“1”電平，使”導通。這時通過導通的接地而變為“0”，同時，Q也變為“1”。即輸入信號移入這個單元。相反，若電容上為“0”，則截止，控制脈沖到來不能改變R-S觸發器的狀態。此時“0”信號的移入是由總清加“1”電平來完成的。但為了使這移位寄存器能穩定工作，對移位、控制和總清三個信號要保持一定的時間關系。其波形圖如3-22（c）所示。這里應特別注意，控制脈沖的寬度應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。例如，若第n級存的信號是“1”（即），當-“1”時，要從“1”變為“0”，但由于總清脈沖的寬度比控制脈沖的寬度狹，所以總清脈沖過后，又立即恢復到“1”，保證了移位寄存器的正常工作。MOS靜態移位寄存器