移位寄存器实验报告

移位寄存器实验报告
实验题目：移位寄存器
一、实验目的
了解移位寄存器的原理，掌握移位寄存器的应用。

二、实验原理
移位寄存器是一种存储器件，用于将二进制数据以位为单位进行移位操作。

移位寄存器由若干个D触发器组成，每个D触
发器的输出接入下一个D触发器的输入，以此类推，形成了
一个环形移位结构。

移位寄存器有三种基本工作模式：串行输入并行输出（SIPO），并行输入串行输出（PISO）和并行输入并行输出（PIPO）。

在SIPO模式下，输入数据串行输入到移位寄存器
的最高位，然后逐个向低位移位，最终输出到最低位。

在
PISO模式下，输入数据并行输入到移位寄存器的每个位，然
后逐个向高位移位，最终输出到最高位。

在PIPO模式下，输
入数据并行输入到移位寄存器的每个位，然后逐个向低位移位，最终输出到每个输出端口。

移位寄存器的应用很广泛，其中最常见的是时序信号的处理。

移位寄存器可以用于数字频率合成、序列生成、编码器和解码器等方面。

三、实验设备
1. 计算机
2. Xilinx ISE14.6软件
3. BASYS2开发板
4. USB下载器
四、实验步骤
1. 设计移位寄存器的电路原理图并进行仿真。

2. 在Xilinx ISE14.6软件中创建工程并添加源、约束和测试文件。

3. 将电路原理图转换成Verilog HDL代码。

4. 将Verilog HDL代码综合为综合网表，并进行时序分析。

5. 将综合网表映射到BASYS2开发板上并进行状态机调试。

6. 使用USB下载器将设计好的逻辑文件下载到FPGA上。

7. 连接开发板的输入输出端口，验证移位寄存器的正确性，并观察输出端口结果。

五、实验结果与分析
通过移位寄存器的实验，我们学会了如何使用Verilog HDL设
计并实现移位寄存器，并对移位寄存器进行了详细的仿真、综合、映射和下载调试。

在实验过程中，我们还学会了串行输入并行输出（SIPO），并行输入串行输出（PISO）和并行输入并行输出（PIPO）三种基本工作模式，掌握了移位寄存器在数字频率合成、序列生成、编码器和解码器等领域中的使用方法。

六、结论
通过本次实验，我们深入学习了移位寄存器的原理和应用，掌握了设计移位寄存器的基本流程以及学会了用Verilog HDL代码实现移位寄存器的方法。

在实验中，我们还对移位寄存器进行了详细的仿真、综合、映射和下载调试。

实验的成功完成，使我们更加清楚了解佛净如何进行数字信号处理。