D触发器与移位寄存器模块功能测试资料

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10电子技术(D触发器、移位寄存器)习

第20章触发器、D 触发器、移位寄存器习题解答

（清华大学电机系电工学教研室唐庆玉编2006.11.18）

习题20.10, 20.12, 20.14, 20.16，英26题

20.10 图20.10(a)所示基本RS 触发器，输入端控制信号如图20.10（b ）所示。画出该触发

器Q 和Q 的波形。

RS 触发器功能表

1 1 11 0 0 10 1 1 0 0 0 11n n n n Q Q Q Q S R ++

20.12 图20.12（a ）所示电路为单脉冲发生器，D R 及CP 的波形如图20.12（b ）所示。按钮SB 每闭合一次，从Q 端输出一个脉冲。画出所示电路的1Q ，2Q 及Q 端的波形。

题20.10的原图

S Q

题20.10的波形图

（注意：Q 和Q 的波形并不是正好反相）

Q R Q

R D 图20.12（a ）题20.12的图

电路的作用：按钮SB 每断通一次，Q 输出一个宽度为一个CP 周期的正脉冲。

20.14 图20.14所示移位寄存器，起始时01011234 Q Q Q Q ，输入的数码d =1010（高位先输入！）。画出所示电路在4个CP 脉冲下，各触发器Q 端电位变化的波形图。

20.12题的波形图

图20.14 题201.4的图

CP 1 题20.14的功能表

d=1 d=1 d=0

d=0 （箭头表示移位方向）

20.16 图20.16所示电路，起始时00004321 Q Q Q Q 。画出状态转换图。

状态转换图（以4321Q Q Q Q 为序）

Q 3Q 题20.14的波形图

实验8移位寄存器逻辑功能测试及应用

一、实验目的

1.了解移位寄存器的基本原理及逻辑功能。

2.掌握移位寄存器的逻辑功能测试方法。

3.学会使用移位寄存器进行逻辑功能的实际应用。

二、实验器材

数字逻辑实验箱、示波器、连接线。

三、实验原理

移位寄存器是一种能够存储和移动数据的逻辑电路。它由多个触发器组成，每个触发器都与相邻的触发器连接，形成环形结构。移位寄存器中的数据可以通过输入口输入，通过时钟信号控制触发器的状态变化，从而实现数据的移动。

移位寄存器有三种基本的逻辑功能：

1.移动功能：数据可以向左或向右移动一个位置。

2.并行转移功能：数据可以从一个移位寄存器转移到另一个移位寄存器。

3.并行加载功能：可以将数据同时加载到多个触发器中。

四、实验步骤

1.按照实验电路图连接实验电路。将四个LED灯分别连接到74LS194寄存器的Q0、Q1、Q2、Q3输出端，将四个开关分别连接到74LS194寄存

器的A、B、C、D输入端。将实验箱提供的方波电压输入到74LS194寄存

器的CP时钟输入端。

2.打开示波器，并将示波器的探头连接到74LS194寄存器的CP时钟

输入端。

3.调整示波器的时间基准，使波形在示波器的显示屏上能够清晰可见。调整示波器的垂直放大倍数，使波形的幅度适中。

4.分别将开关1、2、3、4打开或关闭，观察LED灯的亮灭情况，并

观察示波器上的波形变化。

五、实验结果分析

根据实验步骤中的操作，可以得到如下运行结果：

1.当开关1打开时，移位寄存器内的数据向右移动一个位置，即

Q3→Q2→Q1→Q0→Q3、LED灯的亮灭情况和示波器上的波形变化均符合预期，实验成功。

移位寄存器实验报告

移位寄存器和计数器的设计

实验室：实验台号：日期：

专业班级：姓名：学号：

一、实验目的

1. 了解二进制加法计数器的工作过程。

2. 掌握任意进制计数器的设计方法。

二、实验内容

（一）用D触发器设计左移移位寄存器

（二）利用74LS161和74LS00设计实现任意进制的计数器

设计要求：

以实验台号的个位数作为所设计的任意进制计数器（0、1、2任选）。

三、实验原理图

1.由4个D触发器改成的4位异步二进制加法计数器（输入二进制：11110000）

2.测试74LS161的功能

3.熟悉用74LS161设计十进制计数器的方法。

①利用置位端实现十进制计数器。

②利用复位端实现十进制计数器。

四、实验结果及数据处理

1.左移寄存器实验数据记录表

要求：输入二进制：11110000

2.画出你所设计的任意进制计数器的线路图（计数器从零开始计数），并简述设计思路。

8进制

利用复位法实现8进制计数器，8=1000B，将A端同与非门相连，当A端=1时，使复位端获得信号，复位，从而实现8进制。

五、思考题

1. 74LS161是同步还是异步，加法还是减法计数器?

答：在上图电路中74LS161是异步加法计数器。

2. 设计十进制计数器时将如何去掉后6个计数状态的?

答：通过置位端实现时，将Q0、Q3 接到与非门上，输出连接到置位控制端。当Q3=1，Q2=0，Q1=0，Q0=1，即十进制为9时，与非门输入端Q0、Q3同时为高电平，位控制端为低电位，等到下一个CP上升沿到来时，完成置

数，全部置为0。

3. 谈谈电子实验的心得体会，希望同学们提出宝贵意见。

简单D触发器实验报告

可编程逻辑器件设计实验报告

实验名称：简单D 触发器实验目的：简单D 触发器实验时间：地点：

学生姓名：学号：

1、实验步骤

（1）画真值表，了解基本设计思路。

（2）打开quartus Ⅱ，新建工程及verilog HDL 文件。

（3）编写代码，进行编译。

（4）新建Vector Waveform file 文件，进行仿真。

2、 VerilogHDL 代码 module my_dff(D,clk,Q); input D,clk;

output Q; reg Q; always @(posedge clk)

Q<=D; endmodule

3、 RTL 视图

装

订

线

4、仿真结果

5、

移位寄存器模块功能测试2014

0101 0101 0101 0101 0101
时钟 CLOCK X ↑ ↑ ↑ ↑
QAQBQCQD
功能描述
移位寄存器的逻辑功能及测试
实验内容
2、右移位寄存器的Verilog程序 for (i=0;i<3;i=i+1) q[i+1]<=q[i]; end end endmodule
module lsr4(q,d,clk,cr); input d,clk,cr; output q; reg [0:3]q; integer i;
1 2 3 4
输入输出
复位 cr 0 1 1 1
d X 1 1 1
时钟 clk X ↑ ↑ ↑
QAQBQCQD
5
1
1
↑
移位寄存器的逻辑功能及测试
实验内容
思考题 • 用74LS194构成一个左循环移位寄存器，画出电路图并验证之； • 用74LS194构成一个右循环移位寄存器，画出电路图并验证之； • 用Verilog语言编写一个左移位寄存器，仿真验证；
资料仅供参考实验内容移位寄存器的逻辑功能及测试测试表格操作输入输出复位crd时钟clkqaqbqcqd10xx211311411511资料仅供参考实验内容移位寄存器的逻辑功能及测试思考题?用74ls194构成一个左循环移位寄存器画出电路图并验证之
数字逻辑与数字系统实验

d触发器构成的双向移位寄存器

一、概述

双向移位寄存器是一种能够实现数据在两个方向上移位的寄存器，其常用于串行通信、计数器等电路中。其核心部件为d触发器构成的双向移位寄存器。

二、d触发器

d触发器是一种基本的时序电路，其输入为数据输入端d和时钟输入端clk，输出为输出端q和反相输出端q'。当clk上升沿到来时，其将输入端d的值传输到输出端q上，并保持该状态直到下一个时钟上升沿到来。

三、双向移位寄存器

1. 正向移位

当控制信号sel=0时，数据从右侧进入寄存器，并从左侧出去。具体实现方式为：将右侧d触发器的数据输入端连接至外部数据线，左侧d触发器的数据输入端连接至右侧d触发器的输出端。

2. 反向移位

当控制信号sel=1时，数据从左侧进入寄存器，并从右侧出去。具体实现方式为：将左侧d触发器的数据输入端连接至外部数据线，右侧d触发器的数据输入端连接至左侧d触发器的输出端。

四、构成原理

双向移位寄存器由两个d触发器构成，其中一个为正向移位的d触发器，另一个为反向移位的d触发器。控制信号sel用于控制数据的进出方向。

1. 正向移位

当sel=0时，右侧d触发器接收外部数据输入，左侧d触发器接收右侧d触发器的输出。当时钟上升沿到来时，右侧d触发器将数据传递至左侧d触发器，并保持该状态直到下一个时钟上升沿到来。此时，左侧d触发器将其输出端的值传递至外部输出线。

2. 反向移位

当sel=1时，左侧d触发器接收外部数据输入，右侧d触发器接收左

侧d触发器的输出。当时钟上升沿到来时，左侧d触发器将数据传递至右侧d触发器，并保持该状态直到下一个时钟上升沿到来。此时，右侧d触发器将其输出端的值传递至外部输出线。

数电实验之移位寄存器

移位寄存器

一实验目的

1．学习用D触发器构成移位寄存器（环行计数器）

2．掌握中规模集成电路双向移位寄存器逻辑功能及使用方法

二实验原理

1、用4个D触发器组成4位移位寄存器，将每位即各D触发器的输出Q1、Q

2、Q

3、Q4分别接到四个0—1指示器（LED）将最后一位输出Q4反馈接到第一位D触发器的输入端，则构成一简单的四位移位环行计数器。

2、移位寄存器具有移位功能，是指寄存器中所存的代码能够在时钟脉冲的作用下依次左移或右移。对于即能左移又能右移的寄存器称为双向移位寄存器。只需要改变左移、右移的控制信号便可实现双向移位的要求。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位双向移位寄存器，型号为74LS194A（或CD40194），两者功能相同，其引脚分布图如下图18.1所示：

其中A、B、C、D为并行输入端，A为高位依次排列；Q A、Q B、Q C、Q D为并行输出端；S R为右移串行输入端；S L为左移串行输入端；S1、S0为操作模式控制端；CLR为异步清零端；低电平有效；CLK为CP时钟脉冲输入端。

74LS194A有5种工作模式：并行输入，右移（Q D→Q A），左移（Q D←Q A），

保持和清零。

74LS194功能表如表18.1所示：

CLR CP S1S0工作状态

0 1 1 1 1 X

↑

X X

0 1

1 1

置零

保持

右移，S R为串行输

入，Q A为串行输出

左移，S L为串行输

入，

Q D为串行输出

并行输入

表18.1

三实验器件

d触发器实验报告

D触发器实验报告

引言：

D触发器是数字电路中常用的一种时序电路元件，其具有存储和传输数据的功能。本实验旨在通过搭建和测试D触发器电路，加深对该元件的理解，并验证其工作原理。

实验目的：

1. 了解D触发器的基本原理和功能；

2. 掌握D触发器的搭建方法；

3. 验证D触发器在不同输入条件下的工作特性。

实验器材：

1. 数字电路实验箱；

2. 7400系列集成电路芯片；

3. 电压源、示波器等实验设备。

实验步骤：

1. 搭建D触发器电路：

根据实验箱上的示意图，连接集成电路芯片，将D触发器电路搭建好。

2. 输入电路设计：

设计一个简单的输入电路，用于改变D触发器的输入值。可以使用开关、按钮或者信号发生器等。

3. 测试触发器的工作特性：

a. 设置输入为低电平，记录输出状态；

b. 将输入切换为高电平，观察输出状态是否发生变化；

c. 连续改变输入电平，观察输出是否跟随变化。

4. 测量触发器的时序特性：

a. 使用示波器测量D触发器的输入和输出波形；

b. 记录并分析触发器的延时时间、上升/下降时间等参数。

实验结果与分析：

通过实验，我们得到了D触发器在不同输入条件下的工作特性。在输入为低电平时，输出保持不变；当输入切换为高电平时，输出状态发生改变。这说明D 触发器具有存储和传输数据的功能。同时，我们还测量了触发器的时序特性，得到了一些重要的参数。

讨论与总结：

D触发器是数字电路中重要的时序元件，广泛应用于计算机、通信等领域。通过本次实验，我们深入理解了D触发器的工作原理和特性。同时，我们也发现了一些问题和改进的空间，例如触发器的响应时间较长，可以尝试优化电路设计以提高性能。

寄存器实验实验报告

一. 引言

寄存器是计算机中重要的数据存储器件之一，用于存储和传输数据。通过对寄存器进行实验，我们可以更好地理解寄存器的工作原理和应用。本实验旨在通过设计和测试不同类型的寄存器，深入掌握寄存器的各种功能和操作。

二. 实验设计

本实验设计了两个寄存器的实验，分别为移位寄存器和计数器寄存器。

1. 移位寄存器实验

移位寄存器是一种特殊的串行寄存器，它能够实现对数据位的移位操作。本实验设计了一个4位的移位寄存器，分别使用D触发器和JK触发器实现。

实验步骤如下：

1) 首先，根据设计要求将4个D或JK触发器连接成移位寄存器电路。

2) 确定输入和输出端口，将输入数据连接到移位寄存器的输入端口。

3) 设计测试用例，输入测试数据并观察输出结果。

4) 分析实验结果，比较不同触发器类型的移位寄存器的性能差异。

2. 计数器寄存器实验

计数器寄存器是一种能够实现计数功能的寄存器。本实验设计了一个二进制计数器，使用T触发器实现。

实验步骤如下：

1) 根据设计要求将多个T触发器连接成二进制计数器电路。

2) 设计测试用例，输入计数开始值，并观察输出结果。

3) 测试计数的溢出和循环功能，观察计数器的行为。

4) 分析实验结果，比较不同计数器位数的性能差异。

三. 实验结果与分析

在实验过程中，我们完成了移位寄存器和计数器寄存器的设计和测试。通过观察实验结果，可以得出以下结论：

1. 移位寄存器实验中，无论是使用D触发器还是JK触发器，移位寄存器都能够正确地实现数据位的移位操作。而使用JK触发器的移位寄存器在性能上更加优越，能够实现更复杂的数据操作。

移存器功能测试及应用

一、实验目的

1、熟悉移位寄存器（移存器）的电路结构和工作原理。

2、掌握D触发器74HC(LS)74及集成移位寄存器74HC(LS)194的逻辑功能和使用方法。

3、了解简单数字系统实验、调试及故障排除方法。

二、实验设备和器件

1、数字逻辑电路实验板1块

2、74HC(LS)00（四二输入与非门）1片

3、74HC(LS)74（双D触发器）2片

4、74HC(LS)194（4位双向通用移位寄存器）2片

三、实验原理

移位寄存器是具有移位功能的寄存器，其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。移位寄存器存取信息的方式分为：串入串出、串入并出、并入串出、并入并出四种形式。

实验用器件管脚介绍：

1、74HC（LS）00管脚如下图所示。

74HC(LS)74（双D触发器）管脚如下图所示。

2、74HC(LS)194（4位双向通用移位寄存器）管脚如下图所示。

四、实验内容与步骤

1、利用两块74HC(LS)74（四个D触发器）构成一个单向的移位寄存器（基本命题）

参照用两块74HC(LS)74（四个D触发器）构成一个单向移位寄存器的实验电路图连接电路，Q输出依次接LED指示灯，加电后在移位输入端加入不同信号观察LED指示灯变化。

置1电路图

置0电路图

※实验结果：置0时，LED灯依次变亮；置1时，LED灯依次熄灭。

※实验中出现的问题：LED灯的变化不是依次进行，而是同时点亮、同时熄灭。

※解决方法：重新接线，确认所用每一根导线没有问题；排查电路，确认接线没有问题；替换元件，解决问题。产生问题的原因是由于两个74元件不是相同型号。

d触发器构成的双向移位寄存器

D触发器构成的双向移位寄存器

引言

在数字电路中，双向移位寄存器是一种常见的电路元件，它能够在两个方向上进行数据的移位操作。而D触发器则是常用的触发器类型之一，它具有存储数据、数据输入和数据输出的功能。本文将介绍如何使用D触发器构成一个双向移位寄存器，并详细解释其设计原理、原理图以及工作原理等相关内容。

设计原理

双向移位寄存器可以实现向左或向右移位的功能。为了实现这一功能，我们可以使用两个D触发器进行串联，然后通过控制信号来选择数据的方向。

首先，我们需要了解D触发器的工作原理。D触发器是一种有两个稳定状态的触发器，它有一个数据输入端D，一个时钟输入端CLK和一个输出端Q。当时钟输入端的时钟信号从低电平变为高电平时，D触发器会将D端的数据存储到内部的状态变量中，并通过输出端Q输出。

借助D触发器的这种特性，我们可以构成一个双向移位寄存器，通过串联两个D触发器。其中一个D触发器用于存储数据（称为存储触发器），另一个D触发器用于将存储触发器的数据移位（称为移位触发器）。

原理图

下图是一个双向移位寄存器的原理图：

+-----------------------------------------+

| |

D ---->| |

| 存储触发器 |

>| +----------------+ |

>|D0 | D触发器 | |

>| +----------------+ |

>| +----------------------+ |

| | | |

CLK --->| | | |

| | 移位触发器 | |

EDA实验报告触发器及应用及移位寄存器

EDA 实验报告

实验目的：

1.触发器的工作原理。

2.基本时序电路的VHDL 代码编写。

3.按键消抖电路应用。

4.定制LPM 原件。

5.VHDL 语言中元件例化的使用。

6.移位寄存器的工作原理及应用。

实验要求：

1.运用LPM 原件定制DFF 触发器，并调用LPM 定制的DFF 触发器，用VHDL 语言的元件例化实现消抖电路并了解其工作原理。

2. 移位寄存器是用来寄存二进制数字信息且能进行信息移位的时序逻辑电路。根据移位寄存器存取信息的方式不同可分为串入串出、串入并出、并入串出、并入并出4种形式，并通过数码管显示出来。

实验原理：

1.消抖电路

由于一般的脉冲按键与电平按键采用机械开关结构，其核心部件为弹性金属簧片。按键信号在开关拨片与触点接触后经多次弹跳才会稳定。本实验采用消抖电路消除抖动以获得一个稳定的电平信号。

2.移位寄存器

移位寄存器具有左移、右移、并行输入数据、保持及异步清零5种功能。其中A 、B 、C 、D 为并行输入端，A Q 、B Q 、C Q 、D Q 为并行输出端；SRSI 为右移串行输入端，SLSI 为左移串行输入端；S1、S0为模式控制端；CLRN 为异步清零端；CLK 为时钟脉冲输入端。实验具体步骤：

1.消抖电路

(1).用lpm 定制DFF

<1>.设置lpm_ff 选择Installed Plug-Ins →Storage →lpm_ff 项；

<2>.设置输入data 为1位，clock 为时钟信号，类型为D 型；

<3>.添加异步清零和异步置1；

D触发器功能测试及其应用

+5V RD
输出端指示灯
Q
输出端插孔
74LS74A
SD 输入端指示灯
输入端插孔
强迫置位端功能测试
表5-1
RD SD Q
0 0 不用 01 10 11
输入控制开关
D触发器功能测试的引脚连线图
Q +5V
输出端指示灯输出端插孔
D触发器逻辑功能测试
表5-2
74LS74A
D Qn Qn+1 00
01
R D D CP S D
输入端指示灯
10 11
输入端插孔输入控制开关
CP单脉冲按键
用D触发器构成二进制计数器
2Q 1Q
输出端指示灯
输出端插孔 +5V
74LS74A
表5-3
CP Q2 Q1 1
2
3
4
CP单脉冲按键
D触发器演示讲解结束
用D触发器构成四位移位寄存器请同学们按讲义上图5-3连线操作
J-K触发器
功能测试及应用
用J-K触发器构成二进制计数器
2Q 1Q
输出端指示灯
输出端插孔
表6-3
+5V
74LS112
CP Q2 Q1 1 2 3 4
CP单脉冲按键
Байду номын сангаас
J-K触发器演示讲解结束

实验三触发器,移位寄存器实验

实验三触发器、移位寄存器实验

一、实验目的

1、掌握基本SR触发器、D触发器、JK触发器的工作原理。

2、学会正确使用SR触发器、D触发器、JK触发器。

3、熟悉移位寄存器的电路结构及工作原理。

4、掌握中规模集成移位寄存器74LS194的逻辑功能及使用方法。

二、实验所用器件和仪表

1、四2输入与非门74LS00 1片

2、双D触发器74LS74 2片

3、双JK触发器74LS73 1片

4、四位双向通用移位寄存器74LS194 2片

5、万用表

6、示波器

7、实验箱

三、实验内容

1、设计基本SR触发器并验证其功能。

2、验证D触发器功能。

3、验证JK触发器功能。

4、使用74LS74双D触发器构成右移寄存器，测试工作情况。

5、使用74LS74双D触发器构成循环右移寄存器，测试工作情况。

6、验证双向移位寄存器74LS194的逻辑功能。

7、使用两片74LS194构成串/并行转换器。

四、实验接线图和测试步骤

根据触发器的定义，Q和Q应互补，因此R = 0，S = 0是非法状态。SR触发器真值表如下：

注：PR=S D，CLR=R D

上图是测试D触发器的接线图，K1、K2、K3是电平开关输出，LED0、LED1是电平指示灯，AK1宽单脉冲，1MHz、10MHz是时钟脉冲。左图为单次脉冲的测试，右图为连续脉冲的测试。

测试步骤如下：

（1）CLR = 0，PR = 1，测得Q = ，Q = 。

（2）CLR = 1，PR = 1，测得Q = ，Q = 。

（3）CLR = 1，PR = 0，测得Q = ，Q = 。

（4）CLR = 1，PR = 1，测得Q = ，Q = 。

d触发器实验报告

D触发器实验报告

引言：

D触发器是数字电路中常用的一种时序电路元件，它可以存储和传递一个位的

信息。本实验旨在通过搭建一个D触发器电路并进行相应测试，探究其工作原

理和性能特点。

实验目的：

1. 了解D触发器的基本原理和逻辑功能；

2. 掌握D触发器的搭建方法和测试技巧；

3. 分析D触发器的工作性能和应用场景。

实验原理：

D触发器是一种基于双稳态器件的时序电路元件。它由两个互补的双稳态器件

构成，其中一个用于存储输入信号，另一个用于传递输出信号。D触发器的输

入端称为数据输入端(D)，输出端称为输出端(Q)。当时钟信号(Clk)上升沿到来时，D触发器将数据输入端(D)的电平状态存储到输出端(Q)上，形成一个稳定的输出。当时钟信号下降沿到来时，D触发器保持上一个时钟周期的输出状态不变。

实验材料：

1. D触发器芯片；

2. 电路连接线；

3. 示波器；

4. 信号发生器。

实验步骤：

1. 将D触发器芯片插入实验板中，并按照芯片引脚图连接相应的电路线；

2. 将信号发生器的输出连接到D触发器的数据输入端(D)；

3. 将示波器的探头分别连接到D触发器的时钟输入端(Clk)和输出端(Q)；

4. 设置信号发生器的频率和幅值，并观察示波器上的波形变化；

5. 调节信号发生器的频率和幅值，观察D触发器的输出变化情况。

实验结果与分析：

通过实验，我们观察到了D触发器的工作原理和性能特点。当信号发生器输出

一个高电平信号时，D触发器在时钟上升沿到来时将该信号存储到输出端(Q)上，并保持不变。当信号发生器输出一个低电平信号时，D触发器在时钟上升沿到

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