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实验十八 移位寄存器及其应用 实验目的 掌握移位寄存器的结构及工作原理； 掌握移位寄存器的应用。 实验原理 移位寄存器原理： 移位寄存器是由多级无空翻触发器组成，其在统一的时钟脉冲控制下，每来一个时钟脉冲，原存于寄存器的信息就按照规定的方向（左或右）同步移动一位。 74194除了双向移位（左移、右移）功能外，还具有异步复位、同步保持。和并行输入功能；其功能转换由工作方式控制S1、S0控制。 74194惯用符号及管脚图如下：表1为其功能表 图1 74194惯用符号及管脚图 表1 74194功能表 S1 S0 Cp DIR DIL D0 D1 D2 D3 Q0n+1 Q1n+1 Q2n+1 Q3n+1 0 × × × × × × × × × 0 0 0 0 1 × × 0 × × × × × × Q0n Q1n Q2n Q3n 1 0 0 × × × × × × Q0n Q1n Q2n Q3n 1 0 1 DIR × × × × × DIR Q0n Q1n Q2n 1 1 0 × DIL × × × × Q1n Q2n Q3n DIL 1 1 1 × × D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D3 移位寄存器的应用： 环形计数器： 有74194构成的右移环形计数器电路如图4所示。该电路可实现循环一个1或循环一个0两种技术方式，而当电路进入其他状态时，电路状态为无效状态；显然，该计数器不能自启动，为了实现自启动，可通过修改反馈逻辑达到。 扭环形计数器： 扭环形计数器也称约翰逊计数器，其特点是计数有效状态N=2n，且相邻状态之间只有一位代码不同，因此扭环形计数器的输出所驱动的组合电路不会产生竞争—冒险。 显然该计数器不能自启动，为了实现自启动，可以通过修改反馈逻辑达到。 实验仪器 示波器1台 多功能电路实验箱1台 四、实验内容 1.集成电路功能检验： 根据功能表及集成电路管脚图，利用实验箱的逻辑电平输入Ki及逻辑电平显示Li，自拟实验步骤进行检验。 将74LS194各输入、输出端分别与开关、指示灯相连 （1）置数功能 ①将清零端接一高电平，S1S0接11，并输入1111，给一触发脉冲，观察输出状态。 ②同上输入另一数1010，观察输出状态。 ③改变输入的数值，重复以上实验。 实验结果：输出状态与置入的状态一致。 （2）复位功能 ①将清零端接一高电平， S1S0接1 1，并置数1111。 ②将清零端接一低电平，看输出是否全零。 ③再置另一非零数，看是否输出仍为0000 实验结果：输出状态与置入的状态无关，都为0000。 保持功能 ①先将输出端置任意非零状态。 ②将异步清零端接一高电平，S1S0接00，输入任意四位二进制数D3D2D0D1 ,给一触发脉冲，看输出结果。 ③同上输入另一四位二进制数如D3D2D1D0 , 观察输出状态。 实验结果：输出状态与置入的状态一致。 右移功能 ①将异步清零端接一高电平，S1S0接0 1，DIR接1，DIL接任意电平，输入任意四位二进制数 D3D2D1D0 ，Q3Q2Q1Q0前一状态为0000，观察此时输出状态。 实验结果：输出状态为0000 1000 1100 1110 1111 1111 ···满足右移功能。 ⑸左移功能 ①将异步清零端接一高电平，S1S0接1 0，DIL接1，DIR接任意电平，输入任意四位二进制数D3D2D1D0，Q3Q2Q1Q00前一状态为0000，观察输出状态。 实验结果：输出状态为0000 0001 0011 0111 1111 1111 ···满足左移功能。 右环移计数器： 按图4搭接电路，Cp由单脉冲输入，通过S1S0选择，先同步置入S1S0=11、Q3Q2Q1Q0=1000，后改为右移（S1S0=01）工作模式，观察右移循环一个“1”的环形计数器的工作情况，画出该有效循环的状态装换图。 1000 0001 0010 0100 在图4基础上，同步置入：Q3Q2Q1Q0=0111，在右移工作模式下，观察右移循环一个“0”环形计数器的工作情况，画出该有效循环的状态装换图。 0111 1110 1101 1011 右移扭环形计数器： 按图5搭接电路，Cp由单脉冲输入，通过S1S0选择，先同步置入S1S0=11、Q3Q2Q1Q0=0000，后改为右移（S1S0=01）工作模式，观察右移扭环形计数器的工作情况，画出该有效循环的状态装换图。 在图