移位寄存器及其應(yīng)用 平頂山工學(xué)院

實(shí)驗(yàn)五移位寄存器及其應(yīng)用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)原理三、實(shí)驗(yàn)器件四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉中規(guī)模4位雙向移位寄存器的邏輯功能2、用移位寄存器構(gòu)成串行累加器和環(huán)行計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)原理1、移位寄存器是一種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移位寄存器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。根據(jù)存取信息的方式不同移位寄存器可分為：串入串出、串入并出、并入串出、并入并出四種形式。實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)選用的4位雙向通用移位寄存器，型號(hào)為74LS194或CC40194，兩者功能相同，可互換使用，其邏輯符號(hào)及引腳排列如圖1所示。其中D0、D1、D2、D3為并行輸入端；Q0、Q1、Q2、Q3為并行輸出端；SR為右移串行輸入端，SL為左移串行輸入端；S1、S0為操作模式控制端；CR為異步清零端；CP為時(shí)鐘脈沖輸入端。實(shí)驗(yàn)原理74LS194有5種不同操作模式：并行送數(shù)寄存，右移（方向由Q0至Q3），左移（方向由Q3至Q0），保持及清零。S1、S0和CR端的控制作用如表1所示.實(shí)驗(yàn)原理2、移位寄存器的應(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)，或把并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)等。本實(shí)驗(yàn)主要研究移位寄存器用作環(huán)形計(jì)數(shù)器和串行累加器的線路連接及其原理。實(shí)驗(yàn)原理（1）環(huán)形計(jì)數(shù)器把移位寄存器的輸出反饋到它的串行輸入端，就可以進(jìn)行循環(huán)移位，如圖2所示，把輸出端Q3和右移串行輸入端SR相連接，設(shè)初始狀態(tài)Q0Q1Q2Q3=1000，則在時(shí)鐘脈沖的作用下Q0Q1Q2Q3將依次變?yōu)?100、0010、0001、1000-----，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。實(shí)驗(yàn)原理圖11-3是由兩個(gè)右向移位寄存器、一個(gè)全加器和一個(gè)進(jìn)位觸發(fā)器組成的串行累加器。設(shè)開始時(shí)，被加數(shù)A=AN-1.....AO和加數(shù)B=BN-1......BO已分別存入N+1位累加數(shù)移位寄存器和加數(shù)移位寄存器。再設(shè)進(jìn)位觸發(fā)器D已被清零。在第一個(gè)CP脈沖到來之前，全加器各輸入、輸出端的情況為：AN=A0，BN=B0，CN-1=0，SN=A0+B0+0=S0，CN=C0。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)CP脈沖到來后，S0存入累加和移位寄存器的最高位，C0存入進(jìn)位觸發(fā)器D端，且兩個(gè)移位寄存器中的內(nèi)容都向右移動(dòng)一位。全加器輸出為SN=A1+B1+C0=S1，CN=C1。實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理在第二個(gè)脈沖到來后，兩個(gè)移位寄存器的內(nèi)容又右移一位，S1存入累加和移位寄存器的最高位，原先存入的S0進(jìn)入次高位，C1存入進(jìn)位觸發(fā)器Q端，全加器輸出為：SN=A2+B2+C1=S2，CN=C2。按照此順序進(jìn)行，到第N+1個(gè)CP時(shí)鐘脈沖后，不僅原先存入兩個(gè)移位寄存器中的數(shù)已被全部移出，且A、B兩個(gè)數(shù)相加的和及最后的進(jìn)位CN+1也被全部存入累加和移位寄存器中。若需繼續(xù)累加，則加數(shù)移位寄存器中需要再一次存入新的加數(shù)。中規(guī)模集成移位寄存器，其位數(shù)往往以4位居多，當(dāng)需要的位數(shù)多于4位時(shí)，可把幾塊移位寄存器用級(jí)聯(lián)的方法來擴(kuò)展位數(shù)。實(shí)驗(yàn)設(shè)備及實(shí)驗(yàn)器件1片74LS742片74LS1941片74LS183（全加器）1、+5V直流電源 2、單次脈沖源3、邏輯電平開關(guān) 4、0-1指示器實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、測(cè)試74LS194的功能，圖1，表2按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的要求做實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2、循環(huán)移位先用并行置數(shù)預(yù)置寄存器為某二進(jìn)制碼（例0100）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容然后進(jìn)行右移循環(huán)，觀察寄存器輸出端狀態(tài)的變化，記入表1