移位寄存器及其应用

移位寄存器及其应用

一、实验目的

1、掌握移位寄存器CC40194的逻辑功能与使用方法，

2、了解移位寄存器的使用—实现数据的串行，并行转换和构成环形计数器；

3、进一步掌握用示波器观察多个波形时序关系的方法。

二、实验仪器及材料

1. 数电实验箱、

双踪示波器、

数字万用表。

2. 元件：CC40194两片、

74HC125两片，

74LS20一片。

三、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所示:

2、移位寄存器应用很广，可构成移位寄存器型计数器、顺序脉冲发生器和串行累加器；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。

（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，如下图所示

(2）实现数据串、并转换

1、串行/并行转换器串行/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。

2、并行/串行转换是指并行输入的数据，经过转换电路之后变成串行输出。对于中规模的集成移位寄存器，其位数往往以4

位居多，当所需要的位数多于4位时，可以把几片集成移位寄存器用级连的方法来扩展位数。

四、实验内容

1、按照以下实验电路图测试移位寄存器CC40194的逻辑功能。Q0~Q3接LED 显示，CP 接手动单次脉冲或1Hz 正方波，M1、M0接数据开关

实验得到的逻辑功能表为

2、参照上图组装移位寄存器。Q0~Q3接LED

显示，选单次手动脉冲或1Hz 正方波作为CP 输入，观察数据的循环过程。将CP 改为1kHz 的正方波，用示波器观察并记录CP 、Q0~Q3的波形。 电路图如下

输入为1kHz 及输出端Q 0、Q 1 Q 2 Q 3波形的波形图：

（3）设计下图所示的串行移位器，然后组装、测试电路的逻辑功能，三态门74HC125的输

入端接数据开关（0001），CP选手动脉冲或1HZ正方波。观察0001这4位二进制数串行至CC40194的右端，并行的传输过程。

电路框图

通过测试得到的逻辑功能表为

波形图

五、实验数据处理

经观察以上电路设计均满足各自的计数设计要求，各设计方案正确。

六、实验注意事项

1、三态门74HC125的输出端与后，严禁两个或两个以上的三态门同时选通，即时序脉冲产生的脉冲不能同时出现。

2、用示波器观察多个波形时，最好采用外触发方式，并且选用频率最低的电压作为外触发电压，否则，示波器上波形不稳定。