(Multisim數(shù)電仿真)移位寄存器

1、4位移位寄存器仿真一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 熟悉移位寄存器的工作原理及調(diào)試方法。2. 掌握用移位寄存器組成計(jì)數(shù)器的典型應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：移位寄存器是一個(gè)具有移位功能的寄存器，是指寄存器中所存的代碼能夠在移位脈沖的作用下依次左移或右移。既能左移又能右移的稱為雙向移位寄存器，只需要改變左、右移的控制信號(hào)便可實(shí)現(xiàn)雙向移位要求。根據(jù)移位寄存器存取信息的方式不同分為：串入串出、串入并出、并入串出、并入并出四種形式。本實(shí)驗(yàn)選用的4位雙向通用移位寄存器，型號(hào)為74LS194，其邏輯符號(hào)及引腳排列如圖3.10.1所示。圖3.10.1其中，、為并行輸入端；、為并行輸出端；為右移串行輸入端；為左移串行輸入端；、為操作

2、模式控制端；為直接無條件清零端；為時(shí)鐘脈沖輸入端。74LS194有5種不同操作模式：并行送數(shù)寄存；右移(方向由)；左移(方向由)；保持及清零。 、和端的控制作用如表3.10.1所示。 表3.10.1： 輸入 輸出 功能說明 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 A 0 B 0 C 0 0 1 D 異步清0 右移 右移 左移 左移 并行輸入 保持 移位寄存器應(yīng)用很廣，可構(gòu)成移位寄存器型計(jì)數(shù)器；順序脈沖發(fā)生器；串行累加器；可用作數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，即把串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)，或并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)等。把移位寄存器的輸出反饋到它的串行輸入端，

3、就可進(jìn)行循環(huán)移位，如圖3.10.2所示。把輸出端和右移串行輸入端相連接，設(shè)初始狀態(tài)=1000，則在時(shí)鐘脈沖作用下，將依次變?yōu)?100001000011000，可見，它是一個(gè)具有四個(gè)有效狀態(tài)的計(jì)數(shù)器，這種類型的計(jì)數(shù)器通常稱為環(huán)形計(jì)數(shù)器。圖3.10.2電路可以由各個(gè)輸出端輸出在時(shí)間上有先后順序的脈沖，因此也可作為順序脈沖發(fā)生器。 圖3.10.2三、計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1.邏輯功能驗(yàn)證：(1). 并行輸入：1). 從電子仿真軟件Multisim7基本界面左側(cè)左列真實(shí)元件工具條的“TTL”元件庫中調(diào)出74LS194；從“Basic”元件庫中調(diào)出單刀雙擲開關(guān)8只；從“Source”元件庫中調(diào)出Vcc和地

4、線，將它們放置在電子平臺(tái)上。2). 從電子仿真軟件Multisim7基本界面左側(cè)右列虛擬元件工具條的指示器元件列表中調(diào)出紅色指示燈4只，將它們放置在電子平臺(tái)上。3). 按圖3.10.3連成仿真電路。圖3.10.34). 打開仿真開關(guān)，根據(jù)74LS194功能表3.10.1，用實(shí)現(xiàn)“異步清0”功能；再根據(jù)“并行輸入”功能要求，將、使能端置于“1、1”狀態(tài)，、數(shù)據(jù)輸入端分別設(shè)為“1011”，觀察端加單脈沖時(shí)，輸出端指示燈變化情況，并填寫表3.10.2。(2). 動(dòng)態(tài)保持：根據(jù)74LS194功能表3.10.1“保持”功能，觀察單脈沖作用時(shí)輸出端變化情況，并填表3.10.3。脈 沖未加脈沖加單脈沖表3.

5、10.2： 表3.10.3：脈 沖未加脈沖加單脈沖(3). 左移功能：將74LS194的端與端相連。在打開仿真開關(guān)的情況下，先給送數(shù)“0011”，然后根據(jù)74LS194功能表3.10.1“左移”功能要求(即= 0)，觀察當(dāng)脈沖作用時(shí)輸出端指示燈變化情況，并填寫表3.10.4；再給送數(shù)“1100”，然后根據(jù)74LS194功能表3.10.1“左移”功能要求(即=1)，觀察當(dāng)脈沖作用時(shí)輸出端指示燈變化情況，并填寫表3.10.5。表3.10.4： 表3.10.5：脈沖0123451100脈沖0123450011 (4). 右移功能：將74LS194的端與端相連。仿照左移功能步驟觀察當(dāng)CP脈沖作用時(shí)輸出

6、端指示燈變化情況，并填寫表3.10.6和表3.10.7。表3.10.6： 表3.10.7：脈沖0123451100脈沖0123450011 2. 移位寄存器型計(jì)數(shù)器：(1). 重新在Multisim7平臺(tái)上，用四位雙向移位寄存器74LS194構(gòu)成七進(jìn)制計(jì)數(shù)器，其線路如圖3.10.4所示。圖3.10.4(2). 打開仿真開關(guān)，雙擊虛擬示波器XSC1圖標(biāo)，從放大面板的屏幕上觀察和波形，將它們描繪下來，并說明七進(jìn)制原理。虛擬示波器面板設(shè)置參閱圖3.10.5。圖3.10.5四、實(shí)驗(yàn)室操作實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1.邏輯功能驗(yàn)證：(1). 并行輸入：參閱圖3.10.3，設(shè)計(jì)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，在THD-1型（或Dais-

7、2B型）實(shí)驗(yàn)臺(tái)上將實(shí)驗(yàn)線路搭好。根據(jù)74LS194功能表3.10.1要求，進(jìn)行并行輸入實(shí)驗(yàn)，并填寫表3.10.2。(2). 動(dòng)態(tài)保持：根據(jù)74LS194功能表3.10.1“保持”功能，觀察單脈沖作用時(shí)輸出端變化情況，并填表3.10.3。(3). 左移功能：將74LS194的端與端相連。先給送數(shù)“0011”，然后根據(jù)74LS194功能表3.10.1“左移”功能要求(即= 0)，觀察當(dāng)脈沖作用時(shí)輸出端指示燈變化情況，并填寫表3.10.4；再給送數(shù)“1100”，然后根據(jù)74LS194功能表3.10.1“左移”功能要求(即=1)，觀察當(dāng)脈沖作用時(shí)輸出端指示燈變化情況，并填寫表3.10.5。(4). 右

8、移功能：將74LS194的端與端相連。仿照左移功能步驟觀察當(dāng)脈沖作用時(shí)輸出端指示燈變化情況，并填寫表3.10.6和表3.10.7。2. 移位寄存器型計(jì)數(shù)器：參閱圖3.10.4，設(shè)計(jì)畫出用74LS194構(gòu)成的移位寄存器型計(jì)數(shù)器電路圖，并在THD-1型（或Dais-2型）數(shù)字實(shí)驗(yàn)臺(tái)上將實(shí)驗(yàn)線路搭好。1kHz脈沖信號(hào)取自實(shí)驗(yàn)臺(tái)右下角脈沖信號(hào)源。雙蹤示波器同時(shí)觀察輸入脈沖信號(hào)和輸出計(jì)數(shù)信號(hào)，并將波形描繪下來。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求：1. 整理仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，填好各表格。2. 畫出實(shí)驗(yàn)室操作中要求設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖，并將測(cè)試結(jié)果填寫入相關(guān)表格。3. 將實(shí)驗(yàn)室操作中用示波器觀察到的移位寄存器型計(jì)數(shù)器波形描繪下來，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析討論。六、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及材料：1. 仿真計(jì)算機(jī)及軟件Multisim7。2. THD-1型(或Dais-2B型)數(shù)電實(shí)驗(yàn)箱。 3.