=移位寄存器及其应用
实验8移位寄存器逻辑功能测试及应用
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。
2.当开关2打开时，移位寄存器内的数据向左移动一个位置，即Q0→Q3→Q2→Q1→Q0。
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。
3.当开关3打开时，移位寄存器内的数据从最右端向左移动一个位置，即Q3→Q3→Q2→Q1→Q0。
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。
移位寄存器及其应用实验报告
移位寄存器及其应用实验报告1. 背景在数字电路中，移位寄存器是一种常见的基本电路元件。
它可以将输入数据按照一定规则进行移位操作，并输出处理后的数据。
移位寄存器通常由触发器构成，分为串行移位寄存器和并行移位寄存器。
在实际应用中，移位寄存器常用于数据存储、数据传输、脉冲发生器等方面。
本实验旨在通过设计移位寄存器电路及其应用电路的实验，加深对移位寄存器工作原理的理解，掌握其应用。
2. 实验目的1.了解移位寄存器的基本原理；2.学会设计移位寄存器电路及其应用电路；3.掌握移位寄存器的应用方法。
3. 实验原理与方法3.1 移位寄存器原理移位寄存器将输入数据按照一定规则进行移位操作，并输出处理后的数据。
常见的移位规则包括：左移、右移、循环左移、循环右移等。
移位寄存器通常由触发器构成，触发器的状态决定了寄存器中存储的数据。
本实验主要探究两种常用的移位寄存器：串行移位寄存器和并行移位寄存器。
3.1.1 串行移位寄存器串行移位寄存器中，数据是按照位的顺序逐个进行移位的。
串行移位寄存器可以通过级联多个D触发器实现，每个D触发器的输出与下一个D触发器的输入相连。
3.1.2 并行移位寄存器并行移位寄存器中，数据的位同时进行移位。
并行移位寄存器可以通过级联多个D 触发器实现，每个D触发器的输入都与移位数据的对应位相连。
3.2 实验所用材料与方法3.2.1 材料•移位寄存器芯片•发光二极管（LED）•电路连接线3.2.2 方法1.实验预备：准备实验所需的移位寄存器芯片、LED和电路连接线。
2.按照移位寄存器原理，设计移位寄存器电路并进行布线连接。
3.使用示波器检查电路的正确性。
4.进行实验验证，观察移位寄存器的运行情况，并记录实验结果。
4. 实验结果与分析本实验设计了一个4位串行移位寄存器电路，并进行了验证实验。
首先，按照原理部分的描述，我们选择了一个基于D触发器的4位串行移位寄存器芯片。
通过连接四个D触发器，将其串联起来，即可构成一个4位的串行移位寄存器。
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。
实验七 移位寄存器及其应用
在具体独立应用方面，移位寄存器不单可做成可编程的分频器、串行 加法器、串行累加器和序列号发生器（见书上P229），而且还可以用来 构成计数器，这是工程中经常用到的。以74LS194双向移位寄存器为 例，74LS194可构成环形计数器、扭环形计数器和自启动的扭环形计数 器。 五、实验的步骤 ㈠ 集成移位寄存器基本功能验证。
将74LS194插入实验箱中，并按图7-2进行接线。接线完毕后，接通 电源，即可进行74LS194双向移位寄存器的功能验证。 ① 清零。将复位开关K3置0，使=0，通过观察LED灯的亮、灭情况， 记录有关实验数据。 =0时，74LS194输出为：Q0Q1Q2Q3= 。 ② 保持。使=1，CP＝0，拨动逻辑开关K1和K2，输出状态不变。或者 使=1，M1和M0都为0（即K1和K2都为0），按动单次脉冲，这时输出状 态仍不变。 ③ 置数。使=1，M1=M0=1，数据开关置为0101，按动单次脉冲，这时 数据0101存入Q0Q1Q2Q3中。根据LED发光二极管的状态，记录 Q0Q1Q2Q3＝ ；变换数据开关的输出为1011，再按动单次脉冲，根 据LED发光二极管的状态，记录Q0Q1Q2Q3＝ 。
保1 × × 0
持1 0 0 × × × × × × ×
保持
置 1 1 1 ↑ × × d0 d1 d2 d3 d0 d1 d2 d3 数
பைடு நூலகம்
右1 0 1 ↑ × 1
1
移1 0 1 ↑
×
××××
0
0
左1 1 0 ↑ 1 ×
1
移1 1 0 ↑
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与计数器的原理与应用
电路中的移位寄存器与计数器的原理与应用在现代科技中，电路是一个不可或缺的组成部分。
电路可以用于各种领域，其中移位寄存器和计数器是最为常见且重要的电路之一。
本文将深入探讨这两种电路的原理与应用。
一、移位寄存器的原理与应用移位寄存器是一种能够将输入数据连续地移位、保留并输出的电路。
其原理主要基于逻辑门电路的组合与连接。
1. 原理移位寄存器通常由多个触发器构成，触发器是一种能够存储一个二进制位的设备。
当输入数据进入移位寄存器时，触发器会按照一定的时序规律将数据进行移位，并输出。
移位寄存器可以实现向左（左移）或向右（右移）移动数据的功能。
2. 应用移位寄存器在数字系统中有广泛的应用。
例如，在串行通信中，移位寄存器可以将并行数据转化为串行数据进行传输；在移位加法器中，移位寄存器可以实现两个二进制数的相加；在移位寄存器阵列中，移位寄存器可以用于存储、处理和传输图像等。
二、计数器的原理与应用计数器是一种能够将输入的时钟信号进行计数并输出的电路。
计数器能够记录输入信号的数量，并根据设定的计数规则输出对应的结果。
1. 原理计数器通常由触发器和逻辑门电路构成。
当计数器接收到时钟信号时，触发器会根据时钟信号的上升沿或下降沿进行状态变换，从而实现计数功能。
计数器可以分为二进制计数器、十进制计数器等，根据不同的计数规则可以实现不同的计数功能。
2. 应用计数器在数字电路中有广泛的应用。
例如，在计算机中，计数器可以用于指示程序执行的步骤；在测量仪器中，计数器可以用于计算输入信号的频率或脉冲个数；在定时器中，计数器可以实现定时功能等。
综上所述，移位寄存器和计数器都是数字电路中重要的组成部分。
移位寄存器可以将输入数据按照一定的规律移位输出，广泛应用于数字系统中；计数器则可以根据输入的时钟信号进行计数输出，实现不同的计数功能。
这两种电路的原理与应用相互关联且互相补充，为数字电路的设计与实现提供了强大的工具与方法。
总之，了解移位寄存器和计数器的原理与应用对于理解和应用数字电路至关重要。
实验五 移位寄存器及其应用
实验五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CC40194或74LS194，两者功能相同，可互换使用，其逻辑符号及引脚排列如图5－1所示。
图5－1 CC40194的逻辑符号及引脚功能其中D0、D1、D2、D3为并行输入端；Q0、Q1、Q2、Q3为并行输出端；S R为右移串C为直接无条件清零端；行输入端，S L为左移串行输入端；S1、S0为操作模式控制端；RCP为时钟脉冲输入端。
CC40194有5种不同操作模式：即并行送数寄存，右移(方向由Q0→Q3)，左移（方向由Q3→Q0），保持及清零。
S1、S0和R C端的控制作用如表5－1。
表5－12、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数器和数据的串、并行转换。
(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5－2所示，把输出端Q3和右移串行输入端S R 相连接，设初始状态Q0Q1Q2Q3＝1000，则在时钟脉冲作用下Q0Q1Q2Q3将依次变为0100→0010→0001→1000→……，如表5－2所示，可见它是一个具有四个有效状态的计数器，这种类型的计数器通常称为环形计数器。
图5－2 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。
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。
移位寄存器及其应用
实验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、实验原理１、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一次左移或右移。
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。
２、本实验选用的4位双向通用移位寄存器，型号为CC40194或74LS194，两者功能相同，可互换使用，其逻辑符号及引脚排列如图所示。
其中D0、D1、D2、D3为并行输入端；Q0、Q1、Q2、Q3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；C R为直接无条件清零端；CP为时钟脉冲输入端。
功能见表8-1。
表8-1CC40194功能表功能输入输出CP R C S1S0S R S L D0D1D2D3Q0Q1Q2Q3清除×0××××××××0000送数↑111××a b c d a b c d右移↑101D SR×××××D SR Q0Q1Q2左移↑110×D SL××××Q1Q2Q3D SL保持↑100××××××Q0n Q1n Q2n Q3n保持↓1××××××××Q0n Q1n Q2n Q3n３、移位寄存器的应用可构成移位寄存器形计数器；：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等。
寄存器和移位寄存器
Q0 Q1 Q2 Q3 CO
计数器
74LS138
STA
Y0
STB
Y1
STC
Y2
Y3
Y4
Y5
Y6
Y7
译码器
Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
EXIT
本章小结
时序逻辑电路由触发器和组合逻辑电路构成， 其中触发器必不可少。时序逻辑电路旳输出 不但与输入有关，而且还与电路原来旳状态 有关。时序逻辑电路旳工作状态由触发器存 储和表达。
二、移位寄存器
Shift register 用于存储数码和使数码根据需要向左或向右移位。
单向移位 寄存器
左移 寄存器
右移 寄存器
每输入一种移位脉冲，移位寄存器 中旳数码依次向左移动 1 位。
每输入一种移位脉冲，移位寄存器 中旳数码依次向右移动 1 位。
双向移位 寄存器
在控制信号作用下，可实现右移 也可实现左移。
中规模集成计数器功能完善、使用以便灵活。 功能表是其正确使用旳根据。利用中规模集成 计数器可很以便地构成 N 进制(任意进制)计 数器。其主要措施为：
(1) 用同步置零端或置数端取得 N 进制计 数器。这时应根据 SN-1 相应旳二进制代码写 反馈函数。
(2) 用异步置零端或置数端取得 N 进制计 数器。这时应根据 SN 相应旳二进制代码写反 馈函数。
旳状态不变下，面即请寄看存置旳数数演码示保持不变。
寄存器旳构造特点
Q0 Q0
FF0 1D C1 R
Q1 Q1
FF1 1D C1 R
Q2 Q2
FF2 1D C1 R源自Q3 Q3FF3 1D C1 R
D0 CP CR D1
实验三移位寄存器及其应用
CR
Q0' Q1' Q2' Q3'
M1
O
CT74LS194(2) M0
1
DSR CR D0 D1 D2 D3 DSL
X
X XX X
13进制扭环 计数器及其 状态转换表
双向移位寄存器设计
工作原理：
当X=1时，M1=0， M0=1，执行右移功能；
n=3，其模值 M=2×3=6；
当X=1时，M1=1， M0=0，执行左移功能。
说明 置零
1 × × 0 × × ××××
保持
111 101
× × d0 d1 d2 d3 d0 d1 d2 d3 并行置数
× 1 × × × × 1 Q0 Q1 Q2 右移输入1
101
× 0 × × × × 0 Q0 Q1 Q2 右移输入0
110
1 × × × × × Q1 Q2 Q3 1 左移输入1
辑功能、管脚排列及其各种应用方法。 ❖ 设计出实验要求的电路图……
74LS194构成的顺序脉冲发生器及其波形
74LS194构成的七进制扭环形计数器 74LS194构成的六进制扭环形计数器 请根据移位原理，自行推导其工作过程，
移位寄存器的级联
&
Q0 Q1 Q2 Q3
M1
O
CT74LS194(1) M0
1
DSR CR D0 D1 D2 D3 DSL
X
CP
X XX X
❖ 时间安排： ❖ 讲授: ❖ 实验用时： ❖ 随堂考试准备时间： ❖ 考试时间：
20分钟 40分钟 30分钟 50分钟
四、思考题
❖ 顺序脉冲发生器可用于流水灯控制吗？有什 么区别？
❖ 若设计M=20的扭环形计数器，需要几片 74LS194？如何连接？
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
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6移位寄存器的应用设计
实验6移位寄存器的应用设计移位寄存器是一种特殊的寄存器，可以在逻辑电路中用于完成各种功能。
它具有较低的建造成本和较高的可靠性，因此在数字系统中被广泛应用。
本文将介绍移位寄存器的基本原理和应用设计。
移位寄存器是一种能够向左或向右移位的寄存器。
根据移位方向的不同，可以分为左移寄存器和右移寄存器。
移位寄存器有一个数据输入端和一个数据输出端，还有一个时钟输入端。
在每个时钟脉冲到来时，输入端的数据会向寄存器的下一个位置移动，并从输出端输出。
移位寄存器有多种应用，在数字系统中的应用非常广泛。
以下是一些常见的应用设计。
1.数据存储器：移位寄存器可以用作数据存储器，在数字系统中存储各种类型的数据。
通过将数据输入到移位寄存器的数据输入端，并在需要时读取输出端的数据，可以实现数据的存储和读取操作。
2.并行-串行数据转换器：移位寄存器可以将并行输入数据转换为串行输出数据。
通过将并行数据输入到移位寄存器的不同位置，并按顺序读取输出端的数据，可以将并行数据转换为串行数据。
3.串行-并行数据转换器：移位寄存器还可以将串行输入数据转换为并行输出数据。
通过连续输入串行数据，并在每个时钟脉冲到来时从输出端读取数据，可以将串行数据转换为并行数据。
4.移位寄存器作为计数器：移位寄存器可以用作计数器，在数字系统中实现各种计数操作。
通过将初始值输入到移位寄存器的数据输入端，并在每个时钟脉冲到来时将寄存器的内容向左或向右移位，可以实现计数操作。
5.并行数据压缩器：移位寄存器可以用于压缩大量的并行数据。
通过将并行数据输入到移位寄存器，并在每个时钟脉冲到来时从输出端读取一部分数据，可以将大量的并行数据压缩为较少的串行数据。
移位寄存器的应用不仅限于上述几种设计，还可以根据具体需求进行更复杂的应用设计。
移位寄存器的灵活性和可编程性为数字系统的设计提供了很大的便利。
总之，移位寄存器是一种重要且应用广泛的数字电路元件。
它可以用于实现数据存储、数据转换、计数和压缩等功能。
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。
移位寄存器工作原理
移位寄存器工作原理移位寄存器是数字电路中常用的一种寄存器，它具有将数据按位进行移位的功能。
它通常由多个触发器组成，可以实现数据的并行输入和串行输出，或者串行输入和并行输出。
移位寄存器在数字系统中有着广泛的应用，比如在通信系统中用于数据的传输和接收，以及在微处理器中用于数据的存储和处理等。
本文将介绍移位寄存器的工作原理及其应用。
移位寄存器的工作原理主要涉及到触发器和数据的移位。
触发器是一种能够存储数据的数字电路元件，它可以在时钟信号的控制下对数据进行存储和输出。
移位寄存器通常由多个触发器组成，每个触发器都能够存储一个数据位。
当时钟信号到来时，每个触发器都会将自己存储的数据传递给下一个触发器，从而实现数据的移位。
移位寄存器有两种基本的工作模式，分别是并行输入和串行输出，以及串行输入和并行输出。
在并行输入和串行输出模式下，数据可以同时输入到移位寄存器的多个触发器中，然后通过时钟信号逐个输出，实现数据的并行输入和串行输出。
而在串行输入和并行输出模式下，数据则是逐位输入到移位寄存器的第一个触发器中，然后通过时钟信号同时输出到多个触发器中，实现数据的串行输入和并行输出。
移位寄存器还可以实现数据的循环移位和逻辑移位。
循环移位是指数据在移位后会重新回到原来的位置，比如将数据向左移位一位，最后一位数据会移动到第一位的位置上。
逻辑移位是指数据在移位后不会重新回到原来的位置，比如将数据向左移位一位，最后一位数据会被丢弃。
这两种移位方式在数字系统中有着不同的应用场景，可以根据具体的需求进行选择。
移位寄存器在数字系统中有着广泛的应用。
在通信系统中，移位寄存器可以用于数据的传输和接收，比如在串行通信中将并行数据转换为串行数据进行传输，或者将串行数据转换为并行数据进行接收。
在微处理器中，移位寄存器可以用于数据的存储和处理，比如在算术逻辑单元中进行数据的移位运算。
此外，移位寄存器还可以用于实现各种数字信号处理算法，比如数字滤波和快速傅里叶变换等。
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
QA、QB 、QC 、QD 为并行输出端；
SR为右移串行输入端，SL为左移串行输入端；
S1、S0为操作模式控制端；
CR为异步清零端；CP为时钟脉冲输入端。
74LS194有5种不同操作模式：并行送数寄存，右移（方向由QA至QD）， 左移（方向由QD至QA），保持及清零。
S1、S0和Rd端的控制作用如下表所示：
例：把初态置为12（Q3-Q0 : 1100） 12
6
9
3
本次实验中总所有SD 、RD均接+5V
二、测试双向移位寄存器74LS194的逻辑功能
清零端CR接“1”，D0,D1,D2,D3,S1,S0分别接6个逻辑开关，CP接1Hz脉冲信
号，Q0-Q3分别接4个LED
74LS194功能表
CR
S1 S0
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。
D触发器
实验原理
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。
三、思考题:
1.在N位移位寄存器中，串行输入N位二进制数需要多少个CP？送数的次序应从 高位至低位，还是低位至高位？
2.设计一个按
循环计数的自启动四位环形计数器，画出逻辑图。
连续脉冲
74LS74
74LS00 手动脉冲
74LS194 +5v电源
工作状态
0
××
11
置零 保持 右移 左移 并行输入
1.S1S0=11，D0D1D2D3分别取0110和1001，记录Q0-Q3的工作状态。 2.S1S0=00，观察并记录Q0-Q3的状态。 3.S1S0=01，取初态Q0-Q3：1000，使DSR与Q3相连，记录Q0-Q3的工作状态。 4.S1S0=10，取初态Q0-Q3：0001，使DSL与Q0相连，记录Q0-Q3的工作状态。