试验十四移位寄存器及其应用.DOCVIP

实验十四 移位寄存器及其应用 一、实验目的 1. 掌握四位双向移位寄存器的逻辑功能与使用方法。 2. 了解移位寄存器的使用一实现数据的串行 , 并行转换和构成环形计数器。 二、实验原理 i 、移位寄存器是一个具有移位功能的寄存器 , 是指寄存器中所存的代码能够在移位 脉冲的作用下依次左移或右移。既能左移又能右移的称为双向移位寄存器 , 只需要改变左右 移的控制信号便可实现双向移位要求。根据寄存器存取信息的方式不同分为 : 串入串出、串 入并出、并入串出、并入并出四种形式。 本实验选用的 4 位双向通用移位寄存器 , 型号为 74LS194 或 CC40194, 两者功能相同 , 可互换使用 , 其逻辑符号及引脚排列如图 14-1 所示。 图 14-1 74LS194( 或 CC40194) 的逻辑符号及引脚排列 , CP CR S1 SO 功能 Q3Q2QlQo × 。 × × 浩除 MR=0,使Q3Q2QlQo=0000,寄存器正 常工作时,MR=1. CP上升沿作用后,并行输入数据送入寄存 道教 器.Q3Q2QlQo=D3D2DIDo,此时串 行数据{SR、鼠,}被禁止, 串行数据送至右移输入端钮,CP上升沿 O 右移 进行右移. Q3Q2QlQo=SLQ3Q2Ql 。 左移 串行数据送至左移输入端SL,CP上升沿 进行左移.白马QlQozQ2QIQoSR 牟 。 保持 CP作用后寄存器内容保持不变. 。 Q3Q2QIQo=Q;Q;QJQJ + × × 保持 Q3Q2QlQo=Q;Q;QJQJ 表 14-1 74LS194 的功能表 其中 D3 、 D2 、 DLDO 为并行输入端 :QLQ2 、 QLQO 为并行输出端 :SR 为右移串 行输入端 ,SL 为左移串行输入端 :Sl 、 SO 为操作模式控制端 :MR 为无条件清零端 :CP为时钟脉冲输入端。 74LS194 有 5 种不同的操作模式 : 即并行送数寄存 , 右移 ( 方向由 Q3 · QO 〉 , 左移 ( 方向由 QOJQ3), 保持及清 。 。 Sl 、 SO 和日豆端的控制作用如表 14-1 所示。 2 、移位寄存器应用很广 , 可构成移位寄存器型计数器、顺序脉冲发生器和串行累加器 : 可用作数据转换 , 即把串行数据转换为并行数据 , 或把并行数据转换为串行数据等。 (1) 环形计数器 把移位寄存器的输出反馈到它的串行输入端 , 就可以进行循环移位 , 如下图所示。 图 14-2 环形计数器示意图 将输出端 Q3 与输入端 SR 相连后 , 在时钟脉冲的作用下 QOQlQ2Q3 将依次右移。同理 ,将输出端 QO 与输入端 SL 相连后 , 在时钟脉冲的作用下 QOQlQ2Q3 将依次左移。 (2) 实现数据串、并转换 ①串行 / 并行转换器 串行 / 并行转换是指串行输入的数据 , 经过转换电路之后变成并行输山。下面是用两片74LS194 构成的七位串行 / 并行转换电路。 图 14-3 七位串行 / 并行转换电路示意图 电路中 SO 端接高电平 1,S1 受 Q7 控制 , 两片寄存器连接成串行输入 ti 移 .!: 作模式。 Q7 是转换结束标志。当 Q7=1 时 ,Sl 为 0, 使之成为 SlSO=01 的串入右移工作方式。当 Q7=0时 ,Sl 为 1, 有 SlSO=11, 则串行送数结束 , 标志着串行输入的数据已转换成为并行输出了。 ②并行 / 串行转换器 并行 / 串行转换是指并行输入的数据 , 经过转换电路之后变成串行输出。下面是用两片74LS194 构成的七位并行 / 串行转换电路 , 如图14-4 所示。与图14-3相比 , 它多了两个与非门 , 而且还多了一个转动启动信号（负脉冲或低电平 ), 工作方式同样为右移。 图 14-4 七位并行 / 串行转换电路示意图 对于中规模的集成移位寄存器 , 其位数往往以 4 位居多 , 当所需要的位数多于 4 位时 ,可以把几片集成移位寄存器用级连的方法来扩展位数。 三、实验设备与器材 1 、数字逻辑电路实验板。 2 、数字逻辑电路实验板扩展板。 3 、双踪示波器 , 数字万用表。 4 、芯片 74LSOO 、 74LS30(8 输入与非门〉、 74LS194( 或 CC40194) 。 四、实验内容及实验步骤 1 、测试 74LS194( 或 CC40194) 的逻辑功能 按图连线 ,MR 、 S1 、 SO 、 SL 、 SR 、 DO 、 D1 、 DLDLD4 分别接至逻辑开关的输出插孔 :QO 、