实验七移位寄存器及其应用讲解.pdfVIP

实验七 移位寄存器及其应用 一、实验目的 1. 掌握中规模4位双向移位寄存器逻辑功能及使用方法。 2. 熟悉移位寄存器的应用——环形计数器。 二、实验原理 1. 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。既能左移又有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。根据移位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 1所示。 图 1 74LS194 的逻辑符号及其引脚排 其中 D 、D 、D 、D 为并行输入端， Q 、Q 、Q 、Q 为并行输出端；S 为右移串 3 2 1 0 3 2 1 0 R CR 行输入端，S 为左移串行输入端，S 、S 为操作模式控制端； 为直接无条件清零端； L 1 0 CP为时钟脉冲输入端。74LS194有5种不同操作模式：即并行送数寄存，右移（方向由Q 3 CR →Q ），左移（方向由Q →Q ），保持及清零。S 、S 和 端的控制作用如表 1所示。 0 0 3 1 0 表 1 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；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。本实验 研究移位寄存器用作环形计致器和串行累加器的线路及其原理。 (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， 如图 2所示，把输出端Q 和右移串行输入端S 相连接，设初始状态Q Q Q Q =1000， 0 R 3 2 1 0 则在时钟脉冲作用下Q Q Q Q 将依次变为0100→0010→0001→1000→……，可见它是具 3 2 1 0 有四个有效状态的计数器，这种类型的计效器通常称为环形计数器。图 2 电路可以由各个 输出端输出在时间上有先后顺序的脉冲，因此也可作为顺序脉冲发生器。 图 2 （2 ）串行累加器（了解内容） 累加器是由移位寄存器和全加器组成的一种求和电路，它的功能是将本身寄存的数和另 一个输入的数相加，并存放在累加器中。 图 3 是由二个右向移位寄存器、一个全加器和一个进位触发器组成的串行累加器。 设开始时，被加数A ＝0A …A 和加数B ＝0B …B 已分别存入N+1 位累加数移位寄 N1 0 N1 0 存器和加数移位寄存器。再设进位触发器D 已被清零。 在第一个CP 脉冲到来之前，全加器各输入、输出端的情况为：A ＝A ，B ＝B ，C ＝ n 0 n 0 n1 0 ，S ＝A ＋B ＋0 ＝S ，C ＝C 。当第一个CP 脉冲到来后，S 存入累加移位寄存器的 n 0 0 0 n 0 0