2 移位寄存器及其应用
北京科技大学数电实验四 Quartus II集成计数器及移位寄存器应用
北京科技大学实验报告学院：高等工程师学院专业：自动化（卓越计划）班级：自E181姓名：杨威学号：41818074 实验日期：2020 年5月26日一、实验名称：集成计数器及其应用1、实验内容与要求（1）用74161和必要逻辑门设计一个带进位输出的10进制计数器，采用同步置数方法设计；（2）用两个74161和必要的逻辑门设计一个带进位输出的60进制秒计数器；2、实验相关知识与原理（1）74161是常用的同步集成计数器，4位2进制，同步预置，异步清零。
引脚图功能表其中X。
3、10进制计数器（1）实验设计1）确定输入/输出变量输入变量：时钟信号CLK、复位信号CLRN；输出变量：计数输出QD、QC、QB、QA，进位输出RCO，显示译码输出OA、OB、OC、OD、OE、OF、OG2）计数范围：0000-10013）预置数值：00004）置数控制端LDN：计数到1001时输出低电平5）进位输出RCO：计数到1001时输出高电平画出如下状态转换表：CP QDQCQBQA0 00001 00012 00103 00114 01005 01016 01107 01117 10009 100110 0000（2）原理图截图仿真波形如下功能验证表格CLRN QD QC QB QA RCO0 0 0 0 0 01 0 0 0 1 01 0 0 1 0 01 0 0 1 1 01 0 1 0 0 01 0 1 0 1 01 0 1 1 0 01 0 1 1 1 01 1 0 0 0 01 1 0 0 1 11 0 0 0 0 04、60进制秒计数器（1）实验设计1）确定输入/输出变量输入变量：时钟信号CLK、复位信号CLRN；输出变量：计数十位输出QD2、QC2、QB2、QA2和计数个位输出QD1、QC1、QB1、QA1，进位输出RCO2）计数范围：0000 0000-0101 10013）预置数值：0000 00004）置数控制端LDN1（个位）：计数到0101 1001时输出低电平5）清零端CLRN2（十位）：计数到0110时输出低电平6）ENT：个位计数到1001时输出高电平7）进位输出RCO：计数到1001时输出高电平画出如下状态转换表CP QD2QC2QB2QA2QD1QC1QB1QA1CPQD2QC2QB2QA2QD1QC1QB1QA1CPQD2QC2QB2QA2QD1QC1QB1QA10 0000 0000 20 0010 0000 40 0100 00001 0000 0001 21 0010 0001 41 0100 00012 0000 0010 22 0010 0010 42 0100 00103 0000 0011 23 0010 0011 43 0100 00114 0000 0100 24 0010 0100 44 0100 01005 0000 0101 25 0010 0101 45 0100 01016 0000 0110 26 0010 0110 46 0100 01107 0000 0111 27 0010 0111 47 0100 01118 0000 1000 28 0010 1000 48 0100 10009 0000 1001 29 0010 1001 49 0100 100110 0001 0000 30 0011 0000 50 0101 000011 0001 0001 31 0011 0001 51 0101 000112 0001 0010 32 0011 0010 52 0101 001013 0001 0011 33 0011 0011 53 0101 001114 0001 0100 34 0011 0100 54 0101 010015 0001 0101 35 0011 0101 55 0101 010116 0001 0110 36 0011 0110 56 0101 011017 0001 0111 37 0011 0111 57 0101 011118 0001 1000 38 0011 1000 58 0101 100019 0001 1001 39 0011 1001 59 0101 100160 0000 0000 （2）设计原理图截图（3）实验仿真仿真波形：仿真结果表：5、实验思考题：（1）总结任意模计数器的设计方法。
移位寄存器及应用
实验3.6 移位寄存器及应用一、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，实现数据的串行、并行转换和构成环行计数器。
二、实验原理时序功能组件常用的有计数器和移位寄存器等，借助于器件手册提供的功能表和工作波形图，就能正确地使用这些器件。
对于一个使用者，关键在于合理地选用器件，灵活地使用器件的各控制输入端，运用各种设计技巧，完成任务要求的功能，在使用MSI器件时，各控制输入端必须按照逻辑要求接入电路，不允许悬空。
1．移位寄存器74LS194是一个4位双向移位寄存器，它的逻辑符号如图3.6.1所示，功能表见表3.6.1，其中D0D1D2D3和QQ1Q2Q3是并行数据输入端和输出端；CP是时钟输入端；CR是直接清零端；D SR和D SL分别是右移和左移时的串行数据输入端；S1和S0是工作状态控制输入端。
移位寄存器还可用来构成计数器，典型的有环形计数器和扭环形计数器。
三、实验仪器1．数字逻辑实验箱一台2．双踪示波器一台3．数字万用表一块图3.6.1 74LS194逻辑符号4．集成块若干207表3.6.1 74LS194功能表四、实验任务及步骤1．双向移位寄存器⑴逻辑功能测试①清除：先将CR端接+5V，检查Q端输出情况，再将CR端接0电平，所有Q 端输出应为0，清零后再将CR端接+5V。
②并行输入：S1S置入11，D端置入一组代码（如1011），给 CP端送单次脉冲，观察 Q端的状态。
此时若将DSL 或DSR置入1或0，Q端的状态是否改变？③右移：令S1S=“01”，CP接1Hz方波脉冲，再令DSL=“0”，观察Q端的变化，待4个LED全灭以后（此时输入的串行码是什么？），再令DSR＝“l”，观察此时Q端LED点亮的次序。
当 4个LED都点亮时，输入的串行码又如何？若要串行输入代码1010（或其它非全0、非全1码），在DSR端置入一位数码（低位先送），给 CP端送单次脉冲，经过4个脉冲之后立即将S置成0以使寄存器工作于保存状态。
移位寄存器讲解
移位寄存器讲解移位寄存器是一种常见的数字电路，它可以将输入数据进行移位操作，并将结果输出。
移位寄存器通常由多个触发器组成，每个触发器都可以存储一个二进制位。
通过控制触发器的时钟信号和输入数据的传输，移位寄存器可以实现不同的移位操作。
移位寄存器的应用非常广泛，例如在串行通信中，可以使用移位寄存器将并行数据转换为串行数据进行传输；在数字信号处理中，可以使用移位寄存器实现数字滤波器、数字乘法器等功能；在计算机系统中，可以使用移位寄存器实现移位运算、逻辑运算等操作。
移位寄存器的基本操作包括移位、清零和加载。
移位操作可以将寄存器中的数据向左或向右移动一定的位数，移位的方式可以是逻辑移位或算术移位。
逻辑移位是指在移位过程中，保持最高位不变，最低位填充0或1；算术移位是指在移位过程中，保持符号位不变，最低位填充0或1。
清零操作可以将寄存器中的所有位都清零，加载操作可以将输入数据加载到寄存器中。
移位寄存器的实现方式有多种，其中最常见的是串行移位寄存器和并行移位寄存器。
串行移位寄存器是由多个触发器组成的，每个触发器都与相邻的触发器串联，形成一个环形结构。
输入数据从一个触发器进入，经过多次移位后，最终输出到另一个触发器中。
并行移位寄存器是由多个触发器组成的，每个触发器都可以独立地存储一个二进制位。
输入数据可以同时进入多个触发器中，经过多次移位后，最终输出到多个触发器中。
移位寄存器的性能指标包括移位速度、存储容量和功耗等。
移位速度是指寄存器进行移位操作的速度，通常以时钟周期数或移位速率来衡量。
存储容量是指寄存器可以存储的二进制位数，通常以比特数来表示。
功耗是指寄存器在工作过程中消耗的电能，通常以功率或能量来衡量。
移位寄存器是一种非常重要的数字电路，它可以实现多种移位操作，并广泛应用于通信、信号处理、计算机系统等领域。
在设计移位寄存器时，需要考虑多种因素，如性能、功耗、可靠性等，以满足不同应用的需求。
实验七---移位寄存器及其应用
集成移位寄存器74LS194功能表：
附：74LS194引脚图
四、实验内容
1、测试四位双向移位寄存器74LS194的逻 辑功能：（测试数据记录表5中）
（1）清除功能 （2）送数功能 （3）右移、左移功能 （4）保持功能 注：CR、S1、S0、SL、SD以及D0-D7分别
接数据开关，CP接逻辑开关，Q0-Q7接发 光二极管显示器。
2、根据实验内容2的结果，画出4 位 环形计数器的状态转换图及波形图。
3、分析串/并行、并/串行转换器所 得结果的正确性。
实验七、移位 寄存器
一、实验目的
1、掌握中规模4位双向移位寄存 器的逻辑功能及使用方法。
2、掌握移位寄存器的典型应用。 3、熟悉移位寄存器的调试方法。
二、实验设备
1、电子技术实验箱
一台
2、数字示波器
一台
3、数字万用表
一块
4、芯片：74LS194*2、74LS00
三、理论准备
移位寄存器是一种由触发器链 型连接的同步时序网络 ，每个 触发器的输出连到下一级触发 器的控制输入端，在时钟脉冲 作用下，存贮在移位寄存器中 的信息逐位左移或右移。
2、环形计数器：自拟实验电路及数据 记录表格。
3、实现数据的串/并转换：按图3、图 4连接电路，输入数码自定，自拟记录 表格。
注：串行输入/并行输出及并行输入/ 串行输出转换电路中只做右移部分； 改接电路，用左移方式的内容放在实 验报告中完成（画出电路图）
波形图：
五、实验报告要求
ห้องสมุดไป่ตู้、分析表5的实验结果，总结移位寄 存器的逻辑功能，并写入表格总结功 能一栏中。
电路中的移位寄存器及其应用
电路中的移位寄存器及其应用电路中的移位寄存器是一种重要的数字逻辑元件，它可以实现数据的移动和存储功能。
通过移动数据位，可以在电路中实现各种有趣的应用，从而扩展数字逻辑的功能。
在本文中，我们将探讨移位寄存器的原理、分类以及一些实际应用。
移位寄存器是一种特殊的寄存器，它可以用来存储和移动一串二进制数据。
它由一组触发器构成，每个触发器代表一个二进制位。
这些触发器可以分为串行和并行两种类型。
串行移位寄存器是将数据位顺序连接在一起形成一个串行的数据路径。
当时钟信号到来时，数据位会按照顺序依次移动。
最常见的是移位寄存器的左移和右移操作，左移时数据位向左移动一位，右移时数据位向右移动一位。
当移出的数据位被丢弃时，新的数据位会从移入端进入寄存器。
串行移位寄存器的优点是结构简单，占用空间小，但是移位速度较慢。
并行移位寄存器是将数据位同时移动的一种寄存器。
它的结构比串行移位寄存器复杂，需要更多的触发器来实现。
并行移位寄存器可以同时移动多个数据位，因此移位速度较快。
在并行移位寄存器中，移位操作是通过输入信号来控制的。
通过控制输入信号的状态，可以实现不同的移位模式，如循环移位、位反转等。
移位寄存器在数字逻辑中有着广泛的应用。
其中，最常见的应用是数据的存储与传输。
通过移位寄存器，可以将数据从一个地方传输到另一个地方，实现数据的存储和传递。
移位寄存器还可以用于实现数据的压缩和解压缩。
例如，在图像处理中，可以使用移位寄存器将图像数据进行压缩，从而减小图像文件的大小，并且可以在需要时恢复原始图像。
此外，移位寄存器还可以用于实现密码算法。
通过将数据进行移位和混合，可以实现数据的加密和解密，保证数据的安全性。
除了上述应用外，移位寄存器还被广泛用于时序控制电路中。
时序控制电路是一种通过控制信号来实现特定操作顺序的电路。
移位寄存器可以用于存储各种控制信号，并根据时钟信号的到来按照特定的顺序输出这些信号。
通过移位寄存器的组合和控制信号的变化，可以实现复杂的时序控制功能，如状态机和序列识别等。
移位寄存器及其应用实验报告
移位寄存器及其应用实验报告一、实验目的1.了解移位寄存器的基本原理和工作方式；2.掌握移位寄存器的应用场景和使用方法；3.通过实验验证移位寄存器的功能和性能。
二、实验原理移位寄存器是一种特殊的寄存器，它可以将数据按照一定的规律进行移位操作。
移位操作可以分为左移和右移两种方式，左移是将数据向左移动一定的位数，右移则是将数据向右移动一定的位数。
移位寄存器可以用于数据的移位、数据的存储和数据的转换等多种应用场景。
移位寄存器的基本原理是利用触发器和门电路实现数据的移位操作。
触发器是一种存储器件，可以存储一个二进制位的数据。
门电路则是一种逻辑电路，可以实现数据的逻辑运算。
移位寄存器通常由多个触发器和门电路组成，可以实现多位数据的移位操作。
移位寄存器的工作方式是通过时钟信号来控制数据的移位操作。
当时钟信号为高电平时，移位寄存器开始工作，数据按照一定的规律进行移位操作。
当时钟信号为低电平时，移位寄存器停止工作，数据保持不变。
移位寄存器还可以通过控制输入端和输出端的电平来实现不同的功能。
三、实验内容本次实验主要是通过实验板上的移位寄存器模块，实现数据的移位和存储操作。
具体实验内容如下：1.将实验板上的移位寄存器模块连接到开发板上；2.使用开发板上的按键控制移位寄存器的工作方式，包括左移、右移、存储和清零等操作；3.使用示波器观察移位寄存器的时钟信号和数据输出信号，验证移位寄存器的工作状态和性能。
四、实验步骤1.将实验板上的移位寄存器模块连接到开发板上，按照连接图进行连接；2.使用开发板上的按键控制移位寄存器的工作方式，具体操作如下：（1）按下左移按键，移位寄存器开始向左移动数据；（2）按下右移按键，移位寄存器开始向右移动数据；（3）按下存储按键，移位寄存器将当前数据存储到寄存器中；（4）按下清零按键，移位寄存器将当前数据清零。
3.使用示波器观察移位寄存器的时钟信号和数据输出信号，具体操作如下：（1）将示波器的探头连接到移位寄存器的时钟输入端，观察时钟信号的波形；（2）将示波器的探头连接到移位寄存器的数据输出端，观察数据输出信号的波形。
数字逻辑实验
淮北师范大学计算机学院School of Computer Science & Technology,HuaiBei Normal University计算机学院编写实验注意事项1、电源的打开顺序是：先开交流开关（实验箱中的船形开关），再开直流开关，最后打开各个模块的控制开关。
电源关掉的顺序刚好与此相反。
2、切忌在实验中带电连接线路，正确的方法是断电后再连线，进行实验。
3、实验箱主电路板上所有的芯片出厂时已全部经过严格检验，因此在做实验时切忌随意插拔芯片。
4、实验箱中的叠插连接线的使用方法为：连线插入时要垂直，插入后稍做旋转，切忌用力，拔出时用手捏住连线靠近插孔的一端，然后左右旋转几下，连线自然会从插孔中松开、弹出，切忌用力向上拉线，这样很容易造成连线和插孔的损坏。
5、实验中应该严格按照老师的要求和实验指导书来操作，不要随意乱动开关，芯片及其它元器件，以免造成实验箱的损坏。
6、如果在实验中由于操作不当或其它原因而出现异常情况，如数码管显示不稳定、闪烁，芯片发烫等，首先立即断电，然后报告老师，切忌无视现象，继续实验，以免造成严重后果。
7、实验中所用的元件都需要自行配置，元件名称都在实验设备与器件中写出，在实验中不同公司和国家的同种功能的元件可替换，比如CD系列的与CC系的同各功能的集成芯片可替换。
8、注意保持卫生，下课后将桌面附近的垃圾全部带走，并有打扫实验室的义务。
目录实验一数字电路仪器的使用及门电路 (1)实验二加法器实验 (2)实验三数据选择器及其应用 (3)实验四组合电路的设计与测试 (5)实验五触发器及其应用 (7)实验六移位寄存器及其应用 (10)实验七异步时序电路实验 (13)实验八综合设计实验 (14)数字逻辑与数字电路实验项目实验一数字电路仪器的使用及门电路一、实验目的1、数字电路仪器的各功能模块见实验箱使用说明。
2、测试TTL集成芯片中的与门、或门、非门、与非门、或非门与异或门的逻辑功能。
并行输入串行输出移位寄存器原理
并行输入串行输出移位寄存器原理以并行输入串行输出移位寄存器原理为标题，下面将详细介绍该原理及其应用。
移位寄存器是一种常用的数字电路元件，可以实现数据的平行输入和串行输出。
它由多个触发器组成，每个触发器都可以存储一个位的信息。
在并行输入时，数据可以同时输入到每个触发器中，而在串行输出时，触发器之间的数据按照一定的顺序传递，从而实现数据的移位。
在移位寄存器中，最常见的是串行输入并行输出的移位寄存器，即数据按照一位一位的顺序输入到移位寄存器中，而输出则可以同时输出多个位的数据。
这种移位寄存器的应用非常广泛，例如在串行通信中，可以使用移位寄存器将并行数据转换为串行数据进行传输，而在显示器中，也可以使用移位寄存器逐行扫描显示像素点。
移位寄存器的工作原理基于触发器的特性。
触发器是一种存储状态的元件，它可以根据时钟信号的变化来改变输出状态。
在移位寄存器中，触发器之间通过时钟信号进行串行数据传输。
当时钟上升沿到来时，触发器将其输入数据更新到输出中，并将原来的输出传递给下一个触发器，从而实现数据的移位。
在移位寄存器中，有两种常见的触发器，分别是D触发器和JK触发器。
D触发器是最简单的触发器，它有一个数据输入端D和一个时钟输入端CLK，当时钟信号发生变化时，D触发器将D端的数据更新到输出端Q中。
而JK触发器是一种更复杂的触发器，它有两个数据输入端J和K，以及一个时钟输入端CLK。
当时钟信号发生变化时，JK触发器根据J和K的值来更新输出端Q。
通过组合不同类型的触发器，可以构建出不同类型的移位寄存器，满足不同的应用需求。
除了串行输入并行输出的移位寄存器外，还有并行输入串行输出的移位寄存器。
这种移位寄存器可以同时输入多个位的数据，并将其串行输出。
在这种移位寄存器中，每个触发器都有一个数据输入端，当时钟信号发生变化时，触发器将输入端的数据更新到输出端，并将原来的输出传递给下一个触发器。
通过这种方式，多个位的数据就可以按照一定的顺序进行移位输出。
物理学实验报告——移位寄存器及其应用
实验六项目名称：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—实现数据的串行、并行转换和构成环形计数器。
二、实验设备1、数字电子技术实验箱2、CC40194×2（74LS194）三、实验内容及步骤1 、测试CC40194（或74LS194）的逻辑功能按图6－5接线，R C、S1、S0、S L、S R、D0、D1、D2、D3分别接至逻辑开关的输出插口；Q0、Q1、Q2、Q3接至逻辑电平显示输入插口。
CP端接单次脉冲源。
按图6－5 CC40194逻辑功能测试(1)清除：令R C＝0，其它输入均为任意态，这时寄存器输出Q0、Q1、Q2、Q3应均为0。
清除后，置R C＝1 。
(2)送数：令R C＝S1＝S0＝1 ，送入4位二进制数，如令：D0D1D2D3＝1001，加CP脉冲，此时Q0、Q1、Q2、Q3输出状态为：1001 。
(3)右移：令R C＝1，S1＝0，S0＝1，然后右移输入端S R送入二进制数码如0，加CP脉冲,此时Q0、Q1、Q2、Q3显示为：0100 ；紧接着，右移输入端S R送入二进制数码如1，加CP脉冲,此时Q0、Q1、Q2、Q3显示为：1010 ；紧接着，右移输入端S R送入二进制数码如0，加CP脉冲,此时Q0、Q1、Q2、Q3显示为：0101 ；紧接着，右移输入端S R送入二进制数码如0，加CP脉冲,此时Q0、Q1、Q2、Q3显示为：0010 。
(4) 左移：先令R C＝0进行清零，再令R C＝1，S1＝1，S0＝0，然后左移输入端S L送入二进制数码如1，加CP脉冲,此时Q0、Q1、Q2、Q3显示为：0001 ；紧接着，左移输入端S L送入二进制数码如1，加CP脉冲,此时Q0、Q1、Q2、Q3显示为：0011 ；紧接着，左移输入端S L送入二进制数码如1，加CP脉冲,此时Q0、Q1、Q2、Q3显示为：0111 ；紧接着，左移输入端S L送入二进制数码如1，加CP脉冲,此时Q0、Q1、Q2、Q3显示为：1111 。
移位寄存器讲解
移位寄存器讲解1. 什么是移位寄存器？移位寄存器是一种基本的数字电路元件，用于将数据按位进行移位操作。
它由多个触发器（或者称为存储器元件）组成，可以在时钟的控制下，实现数据的输入、输出和移位操作。
2. 移位寄存器的分类根据移位方向和数据输入方式的不同，移位寄存器可以分为以下几种类型：2.1 串行输入的移位寄存器串行输入的移位寄存器每次只能输入一位数据，数据位依次串行输入到寄存器中。
这种类型的移位寄存器常用于串行数据通信和数据处理中。
2.2 并行输入的移位寄存器并行输入的移位寄存器可以同时输入多位数据，每位数据对应寄存器中的一个存储单元。
这种类型的移位寄存器常用于并行数据传输和存储器操作中。
2.3 串行输出的移位寄存器串行输出的移位寄存器每次只能输出一位数据，数据位依次串行输出到外部设备。
这种类型的移位寄存器常用于串行数据通信和数据处理中。
2.4 并行输出的移位寄存器并行输出的移位寄存器可以同时输出多位数据，每位数据对应寄存器中的一个存储单元。
这种类型的移位寄存器常用于并行数据传输和存储器操作中。
3. 移位寄存器的工作原理移位寄存器的工作原理可以分为两个方面：数据输入和数据移位。
3.1 数据输入对于串行输入的移位寄存器，数据从一个输入端口依次输入到寄存器中的各个存储单元。
每当时钟信号到来时，数据在存储单元之间进行移位操作，新的数据通过输入端口进入寄存器。
对于并行输入的移位寄存器，数据同时从多个输入端口输入到寄存器中的各个存储单元。
时钟信号到来时，数据保持不变，不进行移位操作。
3.2 数据移位无论是串行输入还是并行输入的移位寄存器，当时钟信号到来时，数据都会在存储单元之间进行移位操作。
移位的方向可以是向左移位（左移）或向右移位（右移），具体方向由控制信号决定。
移位寄存器的移位操作可以分为以下几种方式：3.2.1 逻辑右移逻辑右移是指将数据向右移位，最右边的位被丢弃，最左边的位用0填充。
3.2.2 逻辑左移逻辑左移是指将数据向左移位，最左边的位被丢弃，最右边的位用0填充。
最新寄存器和移位寄存器
寄存器和移位寄存器基于EWB的电路设计和仿真――寄存器与移位寄存器部分前言在现今电子设计领域中，EDA设计和仿真是一个非常重要的环节。
在众多的EDA设计和仿真软件中，EWB软件以其强大的仿真设计应用功能，在各高校电信类专业电子电路的仿真和设计中得到了较为广泛的应用。
EWB软件及其相关的应用对提高学生的仿真设计能力，更新设计理念有较大的好处及帮助。
EWB（电子工作平台）软件，最突出的特点是用户界面友好，各类器件和集成芯片丰富，尤其是其直观的虚拟仪表是EWB软件的一大特色。
它采用直观的图形界面创建电路：在计算机屏幕上模仿真实实验室的工作台，绘制电路图需要的元器件、电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕上选取。
EWB软件所包含的虚拟仪表有：示波器，万用表，函数发生器，波特图图示仪，失真度分析仪，频谱分析仪，逻辑分析仪，网络分析仪等。
这些仪器的使用使仿真分析的操作更符合平时实验的习惯。
本次毕业设计主要是利用EWB软件来仿真和设计寄存器和移位寄存器电路，并通过硬件实验调试来验证理论和仿真结果。
1 EWB软件的简介1.1 EWB软件的概述随着电子技术和计算机技术的发展，电子产品已与计算机紧密相连，电子产品的智能化日益完善，电路的集成度越来越高，而产品的更新周期却越来越短。
电子设计自动化（EDA）技术，使得电子线路的设计人员能在计算机上完成电路的功能设计、逻辑设计、性能分析、时序测试直至印刷电路板的自动设计。
EDA是在计算机辅助设计（CAD）技术的基础上发展起来的计算机设计软件系统。
与早期的CAD软件相比，EDA软件的自动化程度更高、功能更完善、运行速度更快，而且操作界面友善，有良好的数据开放性和互换性。
电子工作平台Electronics Workbench (EWB)(现称为MultiSim) 软件是加拿大Interactive Image Technologies公司于八十年代末、九十年代初推出的电子电路仿真的虚拟电子工作台软件，它具有这样一些特点：（1）软件仪器的控制面板外形和操作方式都与实物相似，可以实时显示测量结果。
移位寄存器(中科大数电实验).
D0
Q0 A1 0
D1
Q1 A2 0
D2
Q2 A3 0
D3
Q3 A4 0
CP 1、从D0端串行输入，寄存器初态设为Q3—Q0:：0001、0110、0101、0111， 在每种状态下把D0接至Q3，观察并记录输出。 2、把D0端串行输入Q3—Q0：0000，0101。把D0接至Q3，观察并记录输出。
实验三 移位寄存器及其应用
一、实验目的 二、实验原理 三、实验器件 四、实验内容
实验目的
1、进一步掌握时序逻辑电路的设计步骤和方法； 2、熟悉和了解移位寄存器的工作原理功能及应用方法； 3、熟悉中规模4位双向移位寄存器的逻辑功能。
实验原理
具有寄存数据功能的逻辑电路称为寄存器。移位寄存器是 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移位寄存器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。根据存 取信息的方式不同移位寄存器可分为：串入串出、串入并 出、并入串出、并入并出四种形式。
（二）验证双向移位寄存器74LS194的逻辑功能，把74LS194的CR端置1，DA 、DB、DC、DD、S1、S0端接开关，QA—QD接LED。
1、 S1S0=11， DA—DD分别为0110和1001，观察并记录QA—QD；
2、 S1S0=00，观察并记录QA—QD； 3、 S1S0=01，取初态QA—QD ：1000，使SR与QD相连，观察并记录QA—QD ；
4、 S1S0=10，取初态QA—QD ：0001 ，使SL与QA相连，观察并记录QA—QD； U CC
16 15
QA QB
14
13
QC
QD CP
12
数字电子技术实验4.7 移位寄存器及其应用的Multisim仿真实验
7 SL 2 SR
9 S0 10 S1
1 ~CLR 11 CLK
74LS194D
S1 J1
Key = 1
S0 J2
Key = 0
图4-66 环形计数器仿真电路图
实验4.7 移位寄存器及其应用
五、实验室操作实验内容
1．测试74LS194的逻辑功能 2．环形计数器 3．移位寄存器的扩展
图4-67 扩展后的移位寄存器
实验4.7 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的测试方法。 2．熟悉移位寄存器的应用——构成环形计数器及其测试方法。 3．了解移位寄存器的扩展及其测试方法。
实验4.7 移位寄存器及其应用
二、实验设备及材料
1．装有Multisim 14的计算机。 2．数字电路实验箱。 3．数字万用表。 4．74LS194×2。
实验4.7 移位寄存器及其应用
三、实验原理
功能 清除 送数 右移 左移
保持
表4-40 74LS194功能表
输
入
输出
S1 S0 CP SL
SR
D0 D1 D2 D3
Q0
Q1
Q2
Q3
0 ×× × × × ×××× 0
0
0
0
1 11 ↑×× ab cd
a
b
c
d
1
01
↑
×
DSR × × × × DSR
Q0
QA QB QC QD
XLA1
1
F
CQT
图4-63 字信号发生器控制面板图 图4-64 字信号发生器数据控制方式设置
图4-65 74LS194逻辑功能测试波形图
移位寄存器应用
移位寄存器应用移位寄存器一个最普遍的应用，是数据传输过程中，串行接口和并行接口的转换。
这在很多并行传输一组比特数据的电路中很有用，由于它们经常也使用了在结构上更为简洁的串行接口。
移位寄存器可以被用作一个简洁的延迟电路。
很多双向移位寄存器可以在并行传输中作为堆栈的硬件实现方式。
串入并出形式的移位寄存器常常与微处理器连接，这样做的缘由主要是需要的引脚数多于微处理器能够供应的数量。
通过使用移位寄存器，可以只依靠两三个引脚，而被掌握设备的掌握位分别连接在移位寄存器的并行输出端。
由此，微处理器可以以串行的方式一次写入这些设备的各个掌握位。
类似的，并入串出接法的移位寄存器在多个外部设备向微处理器传输数据时较为常用，外部设备以并行的方式将数据输入到移位寄存器里，然后移位寄存器以串行的方式将数据一位一位地输出给微处理器，这样，外部设备的大量信息可以通过少数几条线到达微处理器。
在早期的计算机中，移位寄存器被用来进行数据处理：两个相加的数被存储在两个移位寄存器里，然后它们根据时间脉冲被输出到算术规律单元，结果中多出的一位以反馈的形式重新被输入到其中一个移位寄存器（累加器）。
留意两个一位二进制数相加的结果只可能是一位（如0+0=0，0+1=1）或者两位（1+1=10）。
一些计算机语言内置了移位指令，这类指令可以让二进制数据在寄存器中进行左移或右移操作。
左移或右移一位，相当于乘以2或除以2。
一些1970年月早期的设备曾以类似延迟线存储器的方式用过特别大规模的串入串出移位寄存器，其规模达到上千位。
这类存储器有时被称为循环存储器（circulating memory）。
例如，DataPoint 3300将其25列、72行的字符显示数据存储在54个200位的移位寄存器里，以6个堆栈、每个堆栈9个包的形式排列，供应了1800个6位字符的存储力量。
数字电路实验报告-移位寄存器及其应用
电学实验报告模板实验原理移位寄存器是逻辑电路中的一种重要逻辑部件，它能存储数据，还可以用来实现数据的串行-并行转换、数据的运算和处理。
1.寄存器（1）D触发器图1 D触发器图1所示D触发器。
每来一个CLK脉冲，触发器都在该CLK脉冲的上升沿时刻，接收输入数据D,使之作为触发器的新状态。
D触发器的特性方程为（2）用D触发器构成并行寄存器图2 用D触发器构成并行寄存器图2所示为用D触发器构成四位并行寄存器。
为异步清零控制端，高电平有效。
当时，各触发器输出端Q的状态，取决于CLK上升沿时刻的D端状态。
2.移位寄存器（1）用D触发器构成移位寄存器图3 用D触发器构成4位串行移位寄存器图3所示为用D触发器构成的4位串行移位寄存器。
其中左边第一个触发器的输入端接收输入数据,其余的每一个触发器的输入端均与左边相邻的触发器的Q端连接。
当时钟信号CLK的上升沿时刻，各触发器同时接收输入数据。
四位寄存器的所存数据右移一位。
（2）双向移位寄存器74LS194图4 双向移位寄存器74LS194逻辑框图图4 所示为集成电路芯片双向移位寄存器74LS194逻辑框图。
为便于扩展逻辑功能，在基本移位寄存器的基础上增加了左右移控制、并行输入、保持和异步清零等功能。
74LS194的逻辑功能如表1所列。
表13.用移位寄存器构成计数器（1）环形计数器图5 环形计数器如果将移位寄存器的串行移位输出端接回到串行移位输入端，如图5所示。
那么，在时钟CLK的作用下，寄存器里的数据将不断循环右移。
例如，电路的初始状态为，则电路的状态转换图如图6所示。
可以认为，这是一个模4计数器。
图6 环形计数器状态转换图实验内容及步骤1. 用两片74LS74构成四位移位寄存器（1）74LS74引脚图图10 74LS74引脚图（2）用74LS74构成四位移位寄存器图11 用74LS74构成四位移位寄存器实验电路按照图11连接电路。
首先设置，使寄存器清零。
然后，设置，在CLK输入端输入单次脉冲信号当作时钟信号，通过输出端的发光二极管观察的状态，判断移位的效果。
实验八 移位寄存器及其应用
实验八 移位寄存器及其应用一、实验目的1．熟悉移位寄存器的结构及工作原理 2．了解移位寄存器的应用。
二、实验原理移位寄存器是具有移位功能的寄存器。
它是一种由触发器链型连续组成的同步时序网络。
代码的移位是在统一的位移脉冲CP 控制下进行的。
每来一个移位位脉冲，原存贮于寄存器的信息代码就按规定的方向（左方或右方）同步移一位。
移位寄存器的类型，按移位的方式可分为左移﹑右移和双向移位寄存器；按其输入输出方式可分为并行输入—并行输出﹑并行输入—串行输出﹑串行输入—并行输出和串行输入—串行输出等几种。
移位寄存器应用较广。
利用移位寄存器可以构成计数分频电路﹑序列信号发生器、串/并行代码转换器、延时电路等。
移位寄存器的状态转移是按移存规律进行的，一般称为移存型计数器。
常用的移存型计数器有环行计数器和扭环形计数器。
下面介绍几种常用的MSI 移位寄存器及其应用。
74LS195为4位并行存取移位寄存器；74LS194为4位双向通用移位寄存器,它具有左移﹑右移﹑并行输入数据﹑保持及清除等五种功能。
它们的功能表及管脚图见附录. 应用举例：（一）移存型计数器 （1） 环形计数器环形计数器的特点是环形计数器的计数模数M=移位寄存器位数N ，且工作状态是依次循环出1或0，如4为环形计数器状态为0001-0010-0100-1000或1110-1101-1011-0111。
设计该类计数器往往要求电路能自启动。
（2） 扭环计数器扭环计数器又称为约翰逊计数器。
其特点是四位扭环计数器具有N=2n=8个有效计数状态，且相邻两状态间只有一位代码不同，因此扭环计数器的输出所驱动的组合网络不会产生功能竞争。
（3） 任意进制移存型计数器只要状态转移关系符合移存规律的计数器，就称为移存型计数器。
移存型计数器只要M ≠2N 时，就要考虑计数器的自启动问题。
移存型计数器子启动的方法有两种：①、 改变移位寄存器串行输入D 0的反馈方程，例如：让循环出“1”的4位环形计数器的D 0=012Q Q Q ++，使全“0”状态时的的D 0=1;如果是循环出“0”的4位环形计数器，则0120Q Q Q D =，使全“1”状态时的D 0=0,从而实现自启动。
实验九 移位寄存器及其应用分解
红河学院电子信息实验中心
数字电子 技术基础 实验
3、串行/并行转换器 （1）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出。下面是用两片 74LS194构成的七位串行/并行转换电路。
设计文件时，需要引脚分配端口是上图中的“接地”、“1”、 “串行输入”、“Q0……Q7”、“CP”。其余直接连好电路。 实验时自行设置一组七位代码从“串行输入”端口每个CP信号
+5V 1秒 CLK
S1=0,S =1,S0=1
置数控制 右移控制
5. 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—实现数据的串行、并行转换和构成环行计数器。 二、实验原理 寄存器是计算机和其他数字系统中用来存储代码或数据的逻辑部件。它的主要组成部分 是触发器。一个触发器能存储1位二进制代码，所以要存储n位二进制代码的寄存器就需要 用n个触发器组成。 把若干个触发器串接起来，就可以构成一个移位寄存器。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，其引脚排列如图5-1所示。 集成移位寄存器 74LS194由4个RS触 发器及它们的输入控制电路组成。D0、D1、 D2、D3为并行输入端；Q0、Q1、Q2、Q3、为 并行输出端；DSR为右移串行输入端； DSL为左移串行输入端；S0、S1为操作模 式控制端；CR为直接无条件清零端；CP 为时钟脉冲输入端。
移位寄存器及其应用优秀文档
串行/并行转换器：串行/并行转换是指串行输入的数码，经转换电路之后变换成并行输出。 图5-3是用两片74LS194四位双向移位寄存器组成的七位串/并行数据转换电路。
全0
串入数据 输入端
01111111
11
01
￪
1
串入右移 工作方式
电路中S0端接高电平1，S1 受Q7控制，二片寄存器连
接成串行输入右移工作模 式。Q7是转换结束标志。 当Q7=1时，S1为0，使之成 为S1S0=01的串入右移工作 方式，当Q7=0时，S1=1， 0 有S1S0=11，则串行送数结 束，标志着串行输入的数 据已经转换成并行输出了。
本实验选用的4位双向通用移位寄存器，型号为74LS194，其引脚排列如图5-1所示。
集成移位寄存器 74LS194由4个RS触 发器及它们的输入控制电路组成。D0、D1、 D2、D3为并行输入端；Q0入端； DSL为左移串行输入端；S0、S1为操作模 式控制端；CR为直接无条件清零端；CP 为时钟脉冲输入端。
一、实验目的
5. 移位寄存器及其应用
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—实现数据的串行、并行转换和构成环行计数器。 二、实验原理
寄存器是计算机和其他数字系统中用来存储代码或数据的逻辑部件。它的主要组成部分 是触发器。一个触发器能存储1位二进制代码，所以要存储n位二进制代码的寄存器就需要 用n个触发器组成。
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实验七移位寄存器及其应用
一、实验目的
1.移位寄存器74LS194的逻辑功能及使用方法；
2.熟悉4位移位寄存器的应用。
二、实验预习要求
1.了解74LS194的逻辑功能；
2.用4位移位寄存器构成8位移位寄存器；
3.了解移位寄存器构成环形计数器的方法。
三、实验原理
1. 移位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。
74
LS194是一个4位双向移位寄存器，最高时钟脉冲为36MHz，其逻辑符号及引脚排列如图实验7.1所示。
图实验7.1 74 LS194逻辑符号及引脚排列
其中：D0～D1为并行输入端；Q0～Q3为并行输出端；SR－右移串引输入端；SL－左移串引输入端；S1、S0－操作模式控制端；/CR－为直接无条件清零端；CP－为时钟脉冲输入端。
74LS194模式控制及状态输出如表实验7.1所示。
2. 用74LS194构成8位移位寄存器
电路如图实验7.2所示，将芯片（1）的Q3接至芯片（2）的SR，将芯片（2）的Q4接至芯片（1）的SL，即可构成8位的移位寄存器。
注意：/CR端必须正确连接。
3. 74LS194构成环形计数器
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，如图实验7.3所示。
设初态为Q3Q2Q1Q0=1000，则在CP作用下，模式设为右移，输出状态依次为：
表实验7.1 74LS194工作状态表
2. 用74LS194构成8位移位寄存器
电路如图实验7.2所示，将芯片（1）的Q3接至芯片（2）的SR，将芯片（2）的Q4接至芯片（1）的SL，即可构成8位的移位寄存器。
注意：/CR端必须正确连接。
图实验7.2 8位移位寄存器
3. 74LS194构成环形计数器
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，如图实验7.3所示。
设初态为Q3Q2Q1Q0=1000，则在CP作用下，模式设为右移，输出状态依次为：
图实验7.3 环形计数器
图实验7.3电路是一个有四个有效状态的计数器，这种类型计数器通常称为环形计数器。
同时输出端输出脉冲在时间上有先后顺序，因此也可以作为顺序脉冲发生器。
四、实验仪器设备
1.TPE－AD数字实验箱1台
2.四位双向移位寄存器74LS194 2片
3. 四两输入集成与非门74LS00 1片
五、实验内容及方法
1. 测试74LS194（或CC40194）的逻辑功能
参图实验7.1接线，/CR 、S1、S0、SL、SR、D3、D2、D1、D0分别接逻辑电平开关输
出插孔；Q3Q2Q1Q0用LED电平显示，CP接单脉冲源输出插孔。
按表实验7.1进行逐项对比测试。
（1）清零：令=0，此时Q3Q2Q1Q0=0000。
之后置=1
（2）送数：令=S1=S0=1，D3D2D1D0=0101，加CP脉冲，观察CP=0、CP由0→1、
CP由1→0，三种情况下寄存器输出状态的变化。
结果应该是输出状态的变
化应发生在CP的上升沿。
（3）右移：令=1，S1=0，S0=1，由右移输入端SR送入二进制码0100，由CP端加入4个单脉冲信号，观察输出情况。
（4）左移：先清零或预置，再令=1，S1=1，S0=0，从SL送入1010；连续输入4个CP脉冲，观察输出情况。
（5）保持：令=1，S1=S0=0，加CP脉冲，观察寄存器的输出状态是否变化。
2．8位移位寄存器
（1）参照图实验7.2连接电路，Q0～Q7用LED显示；
（2）用并行送数法预置寄存器为某一个二进制数码（如：= 1，S1=S0=1，送11）；
（3）设定S1S0移位模式（S1S0=01右移），用单脉冲源依次输入CP脉冲，观察Q0 ～Q7的变化情况。
移位寄存器中的数据可以在移位脉冲作用下一次逐位右移或左移，数据既可以并行输入、并行输出，也可以串行输入、串行输出，还可以并行输入、串行输
出，串行输入、并行输出，十分灵活，用途也很广。
目前常用的集成移位寄存器种类很多，如74164、74165、74166均为八位单向移位寄存器，74195为四位单向移存器，74194为四位双向移存器，74198
为八位双向移存器。
3．环型计数器
（1）参照图实验7.3连接电路，Q0～Q3用LED显示；
（2）参照实验内容2进行，观察输出状态的变化情况。
电路简单，N位移位寄存器可以计N个数，实现模N计数器。
状态为1的输出端的序号等于计数脉冲的个数，通常不需要译码电路。
缺点：状态利用率低，无效循环多。
六、实验报告
1.总结74LS194的逻辑功能；
双向移位寄存器74LS194具有左移、右移、保持、复位和置数等功能，通过对S1和S0的设置可实现不同功能。
D0、D1、D2和D3是数据输入端主要用于置数使用，可接至VCC或GND实现不同的二进制组合；DSR和DSL分别是右移和左移的数据输入端，也可接至VCC或GND输入1或0；Q0、Q1、Q2和Q3接发光小灯泡观察其输出情况。
2.画出相应的电路图，画出环型计数器的输出波形图。
生活充满了色彩，但是蒙着一层雾需要你的拨开。