寄存器的设计
移位寄存器的设计方法
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移位寄存器的设计与实现
移位寄存器的设计与实现移位寄存器（Shift Register）是一种特殊的寄存器，用于在数字电路中将数据按位移动的操作。
它可以将数据向左或向右进行平行移位，并且可以用来实现各种电路功能，例如串行-并行数据转换、频率分频或倍频、数据缓存等。
本文将从移位寄存器的基本结构、设计要点、实现方法等方面进行详细介绍。
移位寄存器的基本结构通常由多个触发器（Flip-flop）组成，每个触发器负责存储一个位的数据。
根据移位方向的不同，可以将移位寄存器分为向左移位（左移寄存器）和向右移位（右移寄存器）两种类型。
其中，向左移位寄存器采用最左边的触发器接收数据，然后依次向右边的触发器传递；向右移位寄存器则采用最右边的触发器接收数据，然后依次向左边的触发器传递。
在设计移位寄存器时，需考虑以下几个要点：1.触发器的选择：常用的触发器包括D触发器、JK触发器等，具体选择哪种触发器取决于设计的功能需求和性能要求。
同时还需要考虑触发器的时钟信号和复位信号。
2.位移方向的确定：根据具体的应用需求，确定是向左移位还是向右移位，以及移位的次数。
3.并行加载和并行输出：除了进行移位操作，移位寄存器通常还需要支持同时将多个位数据加载进来（并行加载）或者并行输出到外部设备。
4.移位寄存器的宽度：决定了可以存储的位数，根据具体应用需求选择合适的宽度。
5.时序控制和控制信号：移位寄存器的正常工作需要时钟信号和其他控制信号，例如复位信号、使能信号等。
通过以上的设计要点，可以实现不同功能的移位寄存器。
例如，通过多次移位操作可以实现数据的频率分频或倍频，具体实现方式是将时钟信号输入到移位寄存器，并利用移位寄存器的特性进行数据的整除或整倍处理。
此外，通过适当地选择触发器和控制信号，还可以实现串行-并行数据转换的功能。
即将串行数据输入到移位寄存器中，通过控制信号使数据在移位寄存器中进行移位，并经过并行输出接口输出到外部设备。
最常见的实现方法是使用门电路（AND、OR、NOT门）和触发器电路的组合。
8位移位寄存器的设计
8位移位寄存器的设计1.设计原理：8位移位寄存器由8个D触发器组成，每个触发器都有一个数据输入端和一个时钟输入端。
在时钟上升沿到达时，将数据输入端的值传递到输出端，同时由上一个触发器的输出端传递给下一个触发器的输入端。
这样，在每个时钟周期内，数据会从寄存器的一端移动到寄存器的另一端。
2.功能：-数据存储：将输入的8位数据存储在寄存器中。
-数据移位：可以将寄存器中的数据向左或向右移动一位。
-数据传输：可以将寄存器中的数据传递给其他元件或模块。
3.设计步骤：设计一个8位移位寄存器的步骤如下：1)确定需要的数据输入和输出端口数量和类型。
2)选择合适的D触发器，每个触发器都有一个数据输入端D和一个控制输入端CLK。
3)将8个D触发器按照顺序连接起来，每个触发器的输出端连接到下一个触发器的输入端，形成一个移位寄存器。
4)定义时钟信号的激活边沿（上升沿或下降沿）。
5)设计时钟信号的生成电路，以便控制数据的移位操作。
6)连接数据输入端口和时钟信号的生成电路到移位寄存器的各个触发器。
7)连接数据输出端口到移位寄存器最后一个触发器的输出端。
4.应用：-数据缓存：将来自外部设备的数据存储在寄存器中，然后按需传递给其他模块。
-数据传输：通过移位寄存器将数据从一个模块传递到另一个模块，以实现数据通信。
-时序操作：通过移位寄存器来生成时序信号，控制其他模块的状态和行为。
-数据处理：通过移位寄存器将数据进行移位、旋转、倒序等操作，并输出结果。
-逻辑运算：通过移位寄存器将数据进行逻辑与、逻辑或、逻辑异或等操作。
总结：8位移位寄存器是一种常见且实用的数字逻辑元件，用于存储和移动8位二进制数据。
通过8个D触发器的组合，可以实现数据的存储、移位和传输等功能。
在数字电子系统中，8位移位寄存器被广泛应用于数据缓存、数据传输、时序操作、数据处理和逻辑运算等场景。
设计和理解8位移位寄存器对于数字电子系统的开发和优化是非常重要的。
移位寄存器的设计及实现
移位寄存器的设计及实现移位寄存器（Shift Register）是一种常用的数字逻辑电路器件，它能够将数据按照输入和输出的时序进行移位操作。
通过移位寄存器，我们可以实现数据的串行传输、并行-串行或者串行-并行转换、数据延迟等功能。
本文将对移位寄存器的设计与实现进行介绍。
一、移位寄存器的设计1.串行输入、串行输出的移位寄存器这种移位寄存器称为串行移位寄存器，它包括n个触发器，每个触发器提供一个数据位的存储空间。
数据通过一个输入端串行输入，然后通过触发器依次移位，最后从输出端串行输出。
2.并行输入、并行输出的移位寄存器这种移位寄存器称为并行移位寄存器，它包括n个触发器，每个触发器提供一个数据位的存储空间。
数据通过n个输入端并行输入到各个触发器，然后通过控制信号进行同步移位。
最后从n个输出端并行输出。
3.并行输入、串行输出的移位寄存器这种移位寄存器称为并行-串行移位寄存器，它先从n个输入端并行输入数据，然后通过控制信号进行同步移位，并将移位结果通过一个输出端串行输出。
4.串行输入、并行输出的移位寄存器这种移位寄存器称为串行-并行移位寄存器，它先从一个输入端串行输入数据，然后通过触发器进行移位，最后将移位结果从n个输出端并行输出。
1.触发器选择由于是8位移位寄存器，需要选择8个触发器。
常用的触发器有D触发器、JK触发器等，可以根据实际需求选择合适的触发器。
2.输入输出端口设计设计一个输入端口用于串行输入数据。
由于是串行输入，需要一个时钟信号和一个使能信号进行同步移位操作。
同时，设计一个输出端口用于串行输出数据。
3.控制信号电路设计根据串行输入、串行输出的要求，需要设计一个时钟信号和一个使能信号的电路。
使能信号在移位过程中保持逻辑高电平，只有当8位数据全部移位完成时才将使能信号置为逻辑低电平。
二、移位寄存器的实现1.设计一个8位移位寄存器电路，并连接8个D触发器。
2.将串行输入信号与D触发器的数据端相连，时钟信号与D触发器的时钟端相连，使能信号与D触发器的使能端相连。
计算机组成原理实验报告-寄存器实验
千里之行，始于足下。
计算机组成原理实验报告-寄存器实验计算机组成原理实验报告-寄存器实验》一、实验目的本次实验旨在通过设计和实现一个基本的寄存器，加深对计算机组成原理中寄存器的理解，并掌握寄存器在计算机中的应用。
二、实验设备及软件1. 实验设备：计算机2. 实验软件：模拟器软件Mars3. 实验材料：电路图、线缆、元器件三、实验原理寄存器是计算机的一种重要组成部分，用于存储数据和指令。
一个基本的寄存器通常由一组触发器组成，可以存储多个位的信息。
本实验中，我们需要设计一个16位的寄存器。
四、实验步骤1. 确定寄存器的结构和位数：根据实验要求，我们需要设计一个16位的寄存器。
根据设计要求，选择合适的触发器和其他元器件。
2. 组装寄存器电路：根据电路图，将选择好的元器件按照电路图连接起来。
3. 连接电路与计算机：使用线缆将寄存器电路连接到计算机的相应接口上。
4. 编写程序：打开Mars模拟器软件，编写程序来测试寄存器的功能。
可以编写一段简单的程序，将数据写入寄存器并读取出来，以验证寄存器的正确性。
5. 运行程序并测试：将编写好的程序加载到Mars模拟器中，并运行程序，观察寄存器的输出和模拟器的运行结果。
第1页/共3页锲而不舍，金石可镂。
五、实验结果在本次实验中，我们成功设计和实现了一个16位的寄存器，并进行了相关测试。
经过多次测试，寄存器的功能和性能良好，能够准确地存储和读取数据。
六、实验心得通过本次实验，我对寄存器的结构和工作原理有了更深入的了解。
寄存器作为计算机的一种重要组成部分，起着存储和传输数据的作用。
通过实际操作和测试，我更加清楚了寄存器在计算机中的应用和重要性。
在实验过程中，我遇到了一些问题，如电路连接不稳定、程序错误等，但通过仔细检查和调试，最终解决了这些问题。
这次实验也让我深刻体会到了学习计算机组成原理的重要性，只有深入理解原理并通过实践运用，才能真正掌握计算机的工作原理和能力。
通过这个实验，我有了更深入的认识和理解，对计算机组成原理的学习也更加系统和完整。
电路中的移位寄存器设计与移位寄存器技术
电路中的移位寄存器设计与移位寄存器技术移位寄存器是数电中非常重要的一种电路元件，常用于数据存储、时钟信号同步等应用中。
移位寄存器可以在电路中实现数据的移位和存储功能，具有广泛的应用领域。
本文将介绍移位寄存器的设计原理和一些常见的移位寄存器技术。
一、移位寄存器的设计原理移位寄存器是由多个触发器组成的序列逻辑电路，其中最简单的移位寄存器是由两个触发器构成的。
这两个触发器通过时钟信号同步，在每个时钟周期内，将上一个时钟周期的输出数据传递给下一个触发器。
移位寄存器有几种常见的操作模式，包括并行加载、串行输入、串行输出和并行输出。
在并行加载模式中，移位寄存器可以同时从多个输入端口接收数据；在串行输入模式中，移位寄存器可以按位接收数据，并按照顺序存储；在串行输出模式中，移位寄存器可以按位输出数据；在并行输出模式中，移位寄存器可以同时输出多个位的数据。
由于移位寄存器的触发器在时钟信号的驱动下工作，因此可以实现数据的存储、移位和延迟等功能。
在移位寄存器中，触发器的状态表示了存储的数据。
二、移位寄存器的技术应用1. 移位寄存器在串行通信中的应用在串行通信中，移位寄存器通常用于将并行数据转换为串行数据，或者将串行数据转换为并行数据。
例如，在串行通信中，发送方将并行数据按照顺序输入到移位寄存器中，然后按照位序输出，形成串行数据。
接收方则将串行数据输入移位寄存器，然后按照位序输出，得到并行数据。
2. 移位寄存器在计数器中的应用移位寄存器还可以用于设计计数器电路。
例如，4位移位寄存器可以用来实现二进制计数器，通过移位寄存器中的数据进行加法运算，实现数字的递增。
在计数器电路中，遇到溢出时，可以通过逻辑门电路实现循环计数。
3. 移位寄存器在状态机中的应用状态机是一种用于表示系统状态和状态转移的电路。
移位寄存器可以用来设计状态机中的状态寄存器，用于存储系统的状态。
在状态机中，根据输入信号和当前状态，移位寄存器可以将系统状态切换到下一个状态，并输出相应的控制信号。
存储器与寄存器设计
存储器与寄存器设计1. 导言在计算机系统中，存储器和寄存器是两个重要的组成部分。
存储器用于存储数据和指令，而寄存器则用于临时存放和处理数据。
本文将重点论述存储器和寄存器的设计原则和方法。
2. 存储器设计存储器是计算机系统中用于存储数据和指令的设备。
其设计需要考虑容量、速度、稳定性和可靠性等因素。
2.1 存储器类型常见的存储器类型包括随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、闪存等。
在设计存储器时，需要根据应用需求选择合适的类型。
2.2 存储器组织结构存储器的组织结构分为层次式结构和平坦式结构。
层次式结构包括高速缓存、主存储器和辅助存储器，其中高速缓存用于提高读写速度。
平坦式结构指主存储器和辅助存储器直接相连，适用于较小规模的系统。
2.3 存储器管理存储器管理是指对存储器进行分配和回收等操作。
常用的存储器管理方式有静态存储器管理和动态存储器管理。
静态存储器管理通过编译器确定存储器的分配和回收时机，而动态存储器管理由操作系统负责管理。
3. 寄存器设计寄存器是计算机系统中用于临时存放和处理数据的设备。
其设计需要考虑存储容量、读写速度和位宽等因素。
3.1 寄存器的种类常见的寄存器种类包括通用寄存器、特定用途寄存器和状态寄存器等。
通用寄存器用于存放临时数据，特定用途寄存器用于特定计算操作，状态寄存器用于存放处理器的状态信息。
3.2 寄存器位宽寄存器的位宽决定了其可以存储的最大数据量。
在设计寄存器时，需要根据计算需求选择合适的位宽，以提高计算效率。
3.3 寄存器读写速度寄存器的读写速度对计算机系统的性能有重要影响。
为提高读写速度，可采用并行读写、预取和流水线等技术。
4. 存储器与寄存器协同设计存储器和寄存器在计算机系统中紧密配合，提供高效的数据存储和处理能力。
在存储器和寄存器的设计过程中，需要考虑它们的互联和数据传输等问题。
4.1 存储器与寄存器的接口存储器和寄存器通过总线进行数据传输。
在设计存储器与寄存器的接口时，需要考虑数据传输的稳定性和速度。
实验七8位移位寄存器的设计
实验七8位移位寄存器的设计引言：移位寄存器是一种常见的数字电路，可以在电子系统中进行数据的移位操作。
在本实验中，我们将设计一个8位移位寄存器，通过串行输入和串行输出实现数据的向左和向右移位。
实验中我们将使用逻辑门和触发器来构建移位寄存器。
设计目标：设计一个8位的移位寄存器，能够通过串行输入和串行输出来实现数据的向左和向右移位，并能够在任意时刻改变移位的方向。
设计步骤：步骤一：根据设计目标，首先需要确定使用何种类型的触发器来实现移位寄存器。
由于我们需要实现向左和向右移位，可以选择D触发器来实现。
步骤二：根据所选择的触发器类型，我们需要对每一个位进行设计。
由于需要实现8位的移位寄存器，我们需要使用8个D触发器来实现。
步骤三：根据移位寄存器的逻辑功能，我们需要使用两个串行输入引脚和两个串行输出引脚。
其中一个串行输入引脚用于向左移位，另一个用于向右移位；一个串行输出引脚用于向左移位输出，另一个用于向右移位输出。
步骤四：将每个D触发器的输出与下一个D触发器的输入相连，以实现数据的串行输入。
步骤五：将第一个D触发器的输入与移位方向引脚相连，以确定移位方向。
步骤六：将最后一个D触发器的输出与移位输出引脚相连，以实现数据的串行输出。
步骤七：对每个D触发器的时钟输入引脚进行控制，以实现移位操作的时序。
结果分析：通过上述步骤所设计的8位移位寄存器，我们可以实现数据的向左和向右移位操作，并可以通过串行输入和串行输出进行控制和观测。
移位寄存器在很多应用中都有广泛的应用，例如串行通信、数据压缩、图像处理等。
总结：通过本次实验，我们了解了移位寄存器的基本原理和设计方法。
通过串行输入和串行输出实现数据的移位，可以有效地利用数字电路来实现数据处理任务。
移位寄存器作为一种重要的数字电路，为我们提供了一种灵活和便捷的数据存储和处理方式。
在今后的学习和实际应用中，我们可以进一步深入了解移位寄存器的其他应用和扩展。
设计8位双向移位寄存器电路
设计8位双向移位寄存器电路双向移位寄存器是一种能够在输入数据上进行向左或向右移位的电路。
它能够在输入端接收一串数据，并将这些数据连续地向左或向右移位，同时将当前移位的结果输出。
我们可以设计一个8位双向移位寄存器电路，以满足这个需求。
下面是如何设计这个电路的详细步骤：1.确定电路的基本结构：首先，我们需要确定电路的基本功能模块，包括输入输出模块、移位控制模块和移位寄存器模块。
2.输入输出模块：该模块用于接收输入数据并驱动输出数据。
我们需要提供一个8位输入端和一个8位输出端。
输入端可以是一个按钮或开关，用于输入要移位的数据。
输出端可以是一组LED灯，用于显示当前移位的结果。
3.移位控制模块：该模块用于控制移位方向和移位次数。
我们可以使用一个开关来选择移位方向（向左或向右）。
此外，我们需要一个计数器来控制移位次数。
当计数器达到8时，移位操作完成，将重新开始。
4.移位寄存器模块：该模块用于存储输入数据并进行移位操作。
我们可以使用8个D触发器来实现移位寄存器，其中每个D触发器都能够存储一个位的数据。
我们需要将每个D触发器的输出与其相邻的D触发器的输入连接起来，以实现数据的移位。
5.连接各个模块：将输入输出模块、移位控制模块和移位寄存器模块连接在一起，形成一个完整的电路。
确保每个模块的输入输出正确连接，并且信号能够正确传递。
6.进行测试：使用合适的输入数据测试电路。
先选择移位方向，然后输入要移位的数据，观察输出结果是否符合预期。
7.优化电路：根据测试结果来优化电路的性能和稳定性。
可能需要对电路布局进行调整，优化时序逻辑，以确保电路能够在正确的时钟频率下正常工作。
双向移位寄存器电路的设计过程需要考虑许多细节，包括输入输出接口的选择、移位控制逻辑的实现、移位寄存器的构建以及电路的布局和时序。
尽管这里只提供了一个简要的设计步骤，但是通过深入研究每个步骤，我们可以开始设计和实现一个功能完善且可靠的8位双向移位寄存器电路。
四位移位寄存器的设计和仿真
四位移位寄存器的设计和仿真首先，我们来了解一下四位移位寄存器的基本原理。
四位移位寄存器由四个D触发器组成，每个触发器都可以存储一个二进制位。
它通过时钟信号来控制数据的传输和存储，通过输入和输出端口与其他电路连接，实现数据的传输和操作。
下面是四位移位寄存器的设计步骤：1.确定寄存器的输入和输出端口。
2.设计时钟信号。
时钟信号是控制数据传输和存储的关键信号。
可以使用时钟发生器或计数器来生成时钟信号。
3.连接四个D触发器。
将四个D触发器按照级联的方式连接起来。
每个D触发器的时钟端接收时钟信号，输入端接收输入数据，输出端输出存储的数据。
4.在适当的时钟信号下测试设计。
设计完成后，可以使用仿真工具进行测试。
通过输入不同的数据，观察输出是否符合期望结果。
下面是四位移位寄存器的仿真过程：1.选择合适的仿真工具。
常用的数字电路仿真工具有ModelSim、Xilinx ISE等。
选择一个熟悉并适合自己的仿真工具。
2.编写并加载仿真程序。
使用硬件描述语言（如VHDL或Verilog）编写四位移位寄存器的仿真程序。
将程序加载到仿真工具中。
3.定义仿真测试的输入和时钟信号。
为了测试四位移位寄存器的功能，在仿真程序中定义输入数据、时钟信号和期望输出结果。
4.运行仿真。
运行仿真程序，观察仿真结果是否符合期望。
如果结果不正确，可以检查设计和仿真程序，找出问题所在。
5.优化设计并重新仿真。
根据仿真结果，可以对设计进行优化。
根据需要，可以进行逻辑优化、时序优化等。
然后重新加载优化后的设计，并重新进行仿真。
总结：四位移位寄存器的设计和仿真是数字电路设计中的重要内容。
通过了解其基本原理，我们可以按照设计步骤来设计和仿真。
在仿真过程中，需要注意选择合适的仿真工具，并仔细编写和加载仿真程序。
通过不断优化设计和重新仿真，最终可以得到符合要求的四位移位寄存器。
数字电路与逻辑设计2寄存器移位寄存器
并行读出脉冲必须在经过5个移存脉冲后出 现，而且和移存脉冲出现旳时间错开。
D5
D4
D3
D2
D1
＆
＆
＆
＆
＆
并行读出指令
串行输 入 1D
11001
CI
1D Q1
CI
1D Q2
CI
1D Q3
CI
1D
Q4
Q5
CI
移存脉冲CP
分析：假设串行输入旳数码为10011（左边先入）
串—并行转换状态表
序号 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5
工作过程： ①在开启脉冲和时钟ＣＰ作用下，执行并
行置入功能。片ⅡＱ３＝ＤＩ６。 ②开启脉冲消失，在ＣＰ作用下，因为标志位０
旳存在，使门Ｇ１输出为１，使得ＳＨ／ＬＤ ＝１，执行右移移位寄存功能。 ③后来在移存脉冲作用，并行输入数据由片Ⅱ旳 Ｑ３逐位串行输出，同步又不断地将片Ⅰ旳串 行输入端Ｊ，Ｋ＝１旳数据移位寄存到寄存器。
末级输出反相后，接到串行输入端。
Q3Q2Q1Q0
1
0000
0001
0011
0111
∧
Q0Q 1Q2Q 3
CP D SR
74194
S0
1
S1
0
RD D 0 D 1 D2 D 3 D SL
1000
1100
1110
1111
0010
0101
1011
0110
清零
1001 0100
1010
1101
移位寄存器构成旳移位计数器
异步清零 同步置数
高位向低位移动(左移) 低位向高位移动(右移)
保持
3 、用集成移位寄存器实现任意模值 旳计数分频
寄存器组的设计与实现
寄存器组的设计与实现寄存器组是计算机中的重要组成部分，用于存储和操作数据。
设计和实现一个合适的寄存器组对计算机的性能和功能起着至关重要的作用。
下面将详细介绍寄存器组的设计与实现。
首先，寄存器组的设计应满足以下几个关键要求：1.容量大小：寄存器组的容量应根据计算机的需求来确定，通常以位为单位进行衡量。
较大的容量可以提高计算机的运算能力，但也会增加成本和功耗。
2.位宽度：位宽度指寄存器组中每个寄存器可以存储的位数。
根据计算机的需求，可以选择不同的位宽度，常见的有8位、16位、32位和64位。
较大的位宽度可以提高数据处理速度，但也会增加硬件的复杂性。
3.读写速度：寄存器组应具有足够快的读和写速度，以确保数据的实时性和准确性。
这取决于寄存器组的存储器技术和访问方式。
接下来是寄存器组的实现方式。
常见的寄存器组实现方式有以下几种：1.存储在寄存器文件中：寄存器文件是一种硬件电路，用于存储和操作寄存器。
寄存器文件可以使用静态随机存取存储器（SRAM）或动态随机存取存储器（DRAM）来实现。
它包含多个寄存器，并且可以同时读取和写入多个寄存器。
2.分段寄存器组：在一些计算机架构中，寄存器组被划分为多个段，每个段用于存储不同类型的数据，例如程序计数器、指令寄存器、数据寄存器等。
这种分段寄存器组可以提高计算机的性能和功能。
3.流水线寄存器组：流水线是一种计算机指令执行方式，其中指令被分为多个流水线级别，并依次在各级别上执行。
为了实现流水线执行，需要使用流水线寄存器组来存储每个级别的数据和状态。
流水线寄存器组能够提高计算机的指令执行速度和吞吐量。
此外，寄存器组的实现还要考虑以下几个方面：1.传输方式：寄存器组可以使用并行传输方式或串行传输方式进行数据的读写。
并行传输方式可以提高数据传输速度，但需要更多的硬件资源。
串行传输方式可以减少硬件成本，但速度较慢。
2.控制逻辑：寄存器组的读写操作需要通过控制逻辑进行控制。
控制逻辑可以使用组合逻辑电路或时序逻辑电路来实现。
电路基础原理电路中的存储器与寄存器设计
电路基础原理电路中的存储器与寄存器设计在电子技术的领域中，存储器和寄存器是非常重要的组成部分。
它们在数字电路中扮演着存储和传输数据的关键角色。
本文将从基础原理的角度探讨存储器和寄存器的设计。
一、存储器的基本原理存储器是用于存储和检索数据的电子设备。
在数字电路中，存储器通常由一组电子元件（如触发器）组成，能够以二进制的形式存储数据。
最常用的存储器类型是随机访问存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
RAM是一种易失性存储器，它能够在电源关闭之前保存数据。
它的存储单元通常由触发器和传输门组成。
在写入操作时，信号会从输入线传输到存储单元的触发器中，从而改变存储器中的位。
读取操作则反过来，数据从存储单元的触发器传输到输出线。
ROM是一种非易失性存储器，它的内容在电源关闭之后依然可以保持。
ROM的存储单元通常由门电路组成，它们的输出端连接到输出线上。
在制作ROM时，门电路的连接方式和逻辑函数被预先编程，因此只能读取而不能写入。
二、寄存器的设计原理寄存器是一种特殊类型的存储器，用于存储和传输数据。
它由多个触发器组成，每个触发器能够存储一个位的数据。
寄存器通常用于临时存储中间结果或控制信号。
常用的寄存器类型有移位寄存器和计数器。
移位寄存器用于数据的移位操作，可以将数据向左或向右移动一位或多位。
它的存储单元通过连接多个触发器来实现。
计数器则是一种特殊的寄存器，用于计数和存储数字。
它可以按照预定的顺序递增或递减。
计数器通常由多个触发器和逻辑门组成。
在递增模式下，每次时钟信号触发时，计数器的值会增加一个固定的数值。
三、存储器与寄存器的设计要考虑的因素在设计存储器和寄存器时，需要考虑以下几个因素：1. 存储容量：存储器和寄存器的容量应根据需求来确定。
容量过小可能无法存储足够的数据，容量过大则会占用更多的资源。
2. 读写速度：存储器和寄存器的读写速度对于整个系统的性能影响很大。
较高的读写速度能够提供更快的数据处理能力。
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。
寄存器电路设计
实验五寄存器电路设计1.画出74ls74构成的4位单向移位寄存器并说明其工作原理。
74ls74是由四个D触发器串联而成的四位单向移位寄存器。
移位寄存器使其中所储存的二进制，在一位脉冲的作用下左右移动；一位触发器可以储存1位二进制代码，存放n位二进制就需要n个触发器构成。
2.8位移位寄存器设计原理图。
实验五寄存器电路设计一、实验目的l、掌握寄存器的工作原理、测试和分析其工作状态2、掌握集成双向移位寄存器和并行数据锁存器的功能及使用方法3、8位移位寄存器电路设计二、实验内容及步骤1、并行输入／并行输出寄存器功能测试表5.12、移位寄存器功能测试（1）用74LS74构成的4位单向移位寄存器表5.2(2) 74LSl94表5.3S1S0CP Dsr Dsl I3I2I1I0Q3Q2Q1Q0 0X X X X X X X X X00001X X0X X X X X X0000111X X d3d2d1d0d3d2d1d01011X X X X X11111010X X X X X0000110X1X X X X1111110X0X X X X0000100X X X X X X X00003、8D锁存器功能测试表5.4E D7D6D5D4D3D2D1D0Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0 001011011000000000 011011011010110110 00011101100111011 01100010011000100 1X X X X X X X X X00000000注: “个”表示单脉冲上升沿4、8位移位寄存器电路设计（如不够可自行加纸）自制表格：Cr S1 S0 CP Dsr Dsl I3 I2 I1 I0 Q7 Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 Q00 X X X X X X X X X 0 0 0 0 0 0 0 01 X X 0 X X X X X X 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 ↑X X 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 ↑0 X X X X X 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 ↑ 1 X X X X X 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 ↑0 X X X X X 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 ↑ 1 X X X X X 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 X X X X X X X 0 0 0 0 0 0 0 0实验仿真图：实验原理：实验主要用到用两片74LS194芯片构成8位移步寄存器。
CPU设计实践教程6-寄存器文件的设计
使用实验2做的8位寄存器，增加译码器和多路选 择器，完成8个8位寄存器组成的寄存器文件 reg8file的设计。其中多路选择器可以用前面实验 设计的IP核，也可自行重新设计。
下载到Minisys实验板上验证
2021/9/5 P.14
实验3.寄存器文件的设计
实验预习
2021/9/5 P.15
2021/9/5 P.17
2021/9/5 P.3
实验1.带有异步清零和wen使能端的D触发 器的设计 实验内容
使用Verilog HDL语言，设计一个带有异步清零和 wen写使能端的D触发器dffe
下载到Minisys实验板上验证。
2021/9/5 P.4
实验1.带有异步清零和wen使能端的D触发 器的设计
实验预习
复习上一实验中的D触发器，考虑如何加入写使能 端，给出一个自己的方案。
输入
输出
clk
clrn
wen
d
q
x
0
x
x
0
上升沿
1
0
x
d
上升沿
1
15
实验1.带有异步清零和wen使能端的D触发 器的设计 实验开始
参考教程完成实验
2021/9/5 P.6
实验1.带有异步清零和wen使能端的D触发 器的设计 思考与拓展
请在综合前，自行设计仿真文件，对所做的设计 进行仿真。
自己设计一下下板验证的步骤。 考虑设计32位寄存器并封装成IP核。
2021/9/5 P.12
实验3.寄存器文件的设计
实验目的
寄存器文件也称为寄存器组或寄存器堆 通过实验，学会寄存器文件的设计。
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电路中的寄存器设计与分析
电路中的寄存器设计与分析在数字电路中，寄存器是一种非常重要的元件，用于存储和传输数据。
它是计算机中存储器的基本组成部分，也是数据处理和控制的关键组件。
本文将介绍寄存器的设计与分析，以及其在电路中的应用。
一、寄存器的定义与功能寄存器是一种存储设备，用于存放和传输二进制数据。
它由若干个存储单元组成，每个存储单元能够存储一位二进制数据。
寄存器常用于暂时存储数据，数据可以通过I/O设备、总线或其他寄存器进行输入和输出。
寄存器具有一些重要的功能，其中包括：1. 数据存储：寄存器能够暂时存储数据，保留数据的状态，直到被读取或更新。
2. 数据传输：寄存器能够将存储的数据传输到其他的寄存器或者其他设备。
3. 数据保持：寄存器能够在不进行读写操作时，保持数据的状态，避免数据的丢失。
4. 数据操作：寄存器可以进行逻辑运算和算术运算，实现数据加减乘除等功能。
5. 控制信号：寄存器可以接收控制信号，根据不同的指令进行相应的操作。
二、寄存器的设计原理寄存器的设计需要考虑以下几个方面的因素：1. 存储单元数量：寄存器的位宽决定了它能够存储的二进制数据的位数。
例如，一个8位寄存器可以存储8位的二进制数据。
2. 存储方式：寄存器的存储方式可以是同步存储或者异步存储。
同步存储是指所有存储单元都在同一个时钟周期内进行读写操作，而异步存储是指单个存储单元可以在任意时刻进行读写操作。
3. 时钟信号：寄存器的操作通常受到时钟信号的控制，时钟信号决定了数据传输的时序。
时钟信号通常由外部提供。
4. 逻辑电路：寄存器的设计离不开逻辑电路，如锁存器、触发器等。
逻辑电路用于实现寄存器的存储和传输操作。
三、寄存器的应用场景寄存器在数字电路中有广泛的应用，主要包括以下几个方面：1. 存储器：寄存器是计算机存储器的基本组成部分，用于存储指令和数据。
计算机的寄存器分为通用寄存器、特殊寄存器等，用于存储不同类型的数据。
2. 数据传输：寄存器可以作为数据传输的中间媒介，将数据从一个模块传输到另一个模块。
寄存器的设计与仿真实验
寄存器的设计与仿真实验在计算机科学与工程领域中，寄存器被广泛用于存储和处理数据。
寄存器是一个用于暂时存储和传输数据的硬件组件，在计算机的指令执行过程中起到关键作用。
本文将探讨寄存器的设计原理与实验仿真。
一、寄存器的基本原理寄存器是计算机的一种具体实现方式，用于存储和传输数据。
它由多个存储单元组成，每个存储单元可以存储一个固定长度的二进制数据。
寄存器以位的形式组织数据，每一位都有其特定的含义和作用。
寄存器的设计原理涉及到以下几个方面：1. 数据宽度：寄存器的数据宽度决定了它能够存储的位数。
常见的寄存器宽度有8位、16位、32位和64位等。
数据宽度的选择需要根据实际应用和计算机系统的需求来确定。
2. 位操作：寄存器可以进行各种位操作，如读取、写入、清零、置位等。
这些操作都是通过电路逻辑门的组合实现的，用于对数据进行处理和控制。
3. 时钟信号：寄存器通过时钟信号来同步数据的读取和写入。
时钟信号保证了数据的稳定传输和正确同步。
4. 输入输出端口：寄存器需要与其他组件进行数据的输入和输出交互。
它可以作为数据的来源或目的地，实现数据的传输与共享。
二、寄存器的设计寄存器的设计是计算机硬件设计中的重要环节。
在设计寄存器时，需要考虑下列因素：1. 数据宽度和寄存器数量：根据计算机系统的需求和性能要求，确定寄存器的数据宽度和数量。
数据宽度的选择需要平衡性能与成本之间的关系。
2. 位操作功能：寄存器的位操作功能需要根据实际应用需求来设计。
常见的位操作功能有读取、写入、清零、置位、移位等。
这些功能需要通过逻辑门电路的组合实现。
3. 时钟信号：寄存器的设计需要考虑时钟信号的生成和分配。
时钟信号的频率和稳定性对寄存器的性能和功耗有重要影响。
4. 输入输出接口：寄存器需要与其他组件进行数据的输入和输出，因此需要设计合适的接口电路。
接口电路需要满足性能、带宽、延迟等方面的要求。
在寄存器的设计过程中，可以使用硬件描述语言（HDL）进行仿真和验证。
寄存器的设计
实验报告一实验目的1、初步认识CPU结构，熟悉寄存器的使用方法2、认识PC运行环境，熟悉PC 指令系统，指令的编码3、熟悉基本的寻址方法4、初步了解ASM（debug）工具的使用方法5、对堆栈操作，了解栈顶，栈低的概念6、为设计模型机做准备，（模型机指令系统）二实验原理1、CMD进入DOS环境2、用DEBUG进行调试3、（1）常用命令列表（2）通用寄存器：AX，BX，CX，DX段寄存器：CS，DS，ES，SS指针：IP，SP，BP，DI，SI（3）指令的机器码表示方法（典型传输指令的格式）第一字节：高6位是操作码26=64条指令W位：指示传递数据商务类型是字（W=1）字节（W=0）D位：标明数据传输方向：（D=0 数据从寄存器传出，D=1数据传至寄存器）第二字节REG字段：寄存器号，用3位编码寻址8种不同的寄存器，在根据第一字节的W位，选择8位或16位寄存器（对使用段寄存器的指令，REG段占2位）注意：MOV指令的二个操作数中有一个必为寄存器，另一个操作数可以是寄存器，也可以是存储器单元，由指令代码的第二字节的MOD和R/M字段指定d—0/1表示REG为源/目的操作数；w—0/1表示操作数类型为BYTE/WORD；mod、r/m—寻址方式，参见教材P56~57；IMME—立即数操作数，字段中用data表示；reg—通用REG用3位编码，段REG只用2位编码(即为0xx)三实验步骤开始->运行->cmd->debug1.在通用寄存器中存数执行指令：mov ax,1234mov bx,5678mov cx,abcdmov dx,ffffint 3^C观察寄存器变化，并分析操作码2. 寄存器不同寻址方式操作执行指令：mov ax,1111mov bx,[102]mov cx,106mov dx,[bx]观察寄存器变化，并分析操作码3. 堆栈指针操作执行指令：mov ax,1224mov bx,5678mov cx,abcdmov dx,ffffpush axpush bxpush cxpush dxint 3^C观察寄存器变化，并分析操作码四实验现象1. 在通用寄存器中存数操作-r（通过r显示各寄存器状态）AX=0000 BX=0000 CX=0000 DX=0000 SP=FFEE BP=0000 SI=0000DI=0000DS=13D6 ES=13D6 SS=13D6 CS=13D6 IP=0100 NV UP EI PL NZ NA PO NC13D6:0100 0000 ADD [BX+SI],AL DS:0000=CD（观察可得通用寄存器组ax，bx，cx，dx均为0000 ds，ss，es，cs均为000013D6，IP=0100）-a100（通过a输入各汇编指令）13D6:0100 mov ax,123413D6:0103 mov bx,567813D6:0106 mov cx,abcd13D6:0109 mov dx,ffff13D6:010C int 313D6:010D ^C-g=100 （通过g执行指令，给出运行结果）AX=1234 BX=5678 CX=ABCD DX=FFFF SP=FFEE BP=0000 SI=0000DI=0000DS=13D6 ES=13D6 SS=13D6 CS=13D6 IP=010C NV UP EI PL NZ NA PO NC13D6:010C CC INT 3-d （显示现在状态）13D6:0100 B8 34 12 BB 78 56 B9 CD-AB BA FF FF CC 00 0000 .4..xV..........13D6:0110 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 34 00 C513 ............4...13D6:0120 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 0000 ................13D6:0130 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 0000 ................13D6:0140 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 0000 ................13D6:0150 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 0000 ................13D6:0160 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 0000 ................13D6:0170 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 0000 ................-u100 （反汇编）13D6:0100 B83412 MOV AX,123413D6:0103 BB7856 MOV BX,567813D6:0106 B9CDAB MOV CX,ABCD13D6:0109 BAFFFF MOV DX,FFFF13D6:010C CC INT 313D6:010D 0000 ADD [BX+SI],AL13D6:010F 0000 ADD [BX+SI],AL13D6:0111 0000 ADD [BX+SI],AL13D6:0113 0000 ADD [BX+SI],AL13D6:0115 0000 ADD [BX+SI],AL13D6:0117 0000 ADD [BX+SI],AL13D6:0119 0000 ADD [BX+SI],AL13D6:011B 0034 ADD [SI],DH13D6:011D 00C5 ADD CH,AL13D6:011F 1300 ADC AX,[BX+SI]2．寄存器不同寻址方式操作-r（通过r显示各寄存器状态）AX=0000 BX=0000 CX=0000 DX=0000 SP=FFEE BP=0000 SI=0000DI=0000DS=13D6 ES=13D6 SS=13D6 CS=13D6 IP=0100 NV UP EI PL NZ NA PO NC13D6:0100 0000 ADD [BX+SI],AL DS:0000=CD（观察可得通用寄存器组ax，bx，cx，dx均为0000 ds，ss，es，cs均为000013D6，IP=0100）-a100 （通过a输入各汇编指令）13D6:0100 mov ax,111113D6:0103 mov bx,[102]13D6:0107 mov bx,10613D6:010A mov dx,[bx]13D6:010C ^C-g=100 （通过g执行指令，给出运行结果）AX=1111 BX=0106 CX=0000 DX=BB01 SP=FFEE BP=0000 SI=0000DI=0000DS=13D6 ES=13D6 SS=13D6 CS=13D6 IP=010C NV UP EI PL NZ NA PO NC13D6:010C CC INT 3-d100 （显示现在状态）13D6:0100 B8 11 11 8B 1E 02 01 BB-06 01 8B 17 CC00 0000 ................13D6:0110 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 34 00 C513 ............4...13D6:0120 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 0000 ................13D6:0130 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 0000 ................13D6:0140 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................13D6:0150 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................13D6:0160 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................13D6:0170 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................-u100 （反汇编）13D6:0100 B81111 MOV AX,111113D6:0103 8B1E0201 MOV BX,[0102]13D6:0107 BB0601 MOV BX,010613D6:010A 8B17 MOV DX,[BX]13D6:010C CC INT 313D6:010D 0000 ADD [BX+SI],AL13D6:010F 0000 ADD [BX+SI],AL13D6:0111 0000 ADD [BX+SI],AL13D6:0113 0000 ADD [BX+SI],AL13D6:0115 0000 ADD [BX+SI],AL13D6:0117 0000 ADD [BX+SI],AL13D6:0119 0000 ADD [BX+SI],AL13D6:011B 0034 ADD [SI],DH13D6:011D 00C5 ADD CH,AL13D6:011F 1300 ADC AX,[BX+SI]-d102 （查看[102]内存单元值）13D6:0100 11 8B 1E 02 01 BB-06 01 8B 17 CC 00 00 00 ..............13D6:0110 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 34 00 C5 13 ............4...13D6:0120 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................13D6:0130 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................13D6:0140 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................13D6:0150 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................13D6:0160 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................13D6:0170 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................13D6:0180 00 00 ..分析：五条指令，有五个操作吗，即: B8 8B BB 8B CC第一条指令：（立即寻址方式）将1111放入ax寄存器中，高为地址放高位数。
寄存器组的设计与实现
寄存器组的设计与实现实验三寄存器组的设计与实现⼀、实验⽬的1. 学习掌握Quartus II 的图形编辑、编译、仿真的设计流程；2. 学习74670三态输出寄存器堆的使⽤；3. 理解寄存器组的⼯作原理和过程，设计出4个16位寄存器组并对设计的正确性进⾏验证⼆、实验任务及要求1. 设计出功能完善的寄存器组，并对设计的正确性进⾏验证。
具体要求如下：(1) ⽤图形⽅式设计出寄存器组的电路原理图。
(2) 测试波形要⽤时序仿真实现，先将不同的数据连续写⼊4个寄存器后，再分别读出。
(3) 将设计⽂件封装成器件符号。
(4) 数据的宽度最好为16位。
三、实验装置安装有Quartus II软件的PC机1台四、设计思想运⽤具有三态功能的芯⽚74670进⾏设计，74670为4*4（4个4位寄存器）的寄存器堆，使⽤四⽚74670并联，同时对4 ⽚74670 芯⽚进⾏读写操作控制，从⽽实现4个16位数据的存储与输出。
五、逻辑电路图74670芯⽚图：三态输出的4*4寄存器堆六、实验结果：见原理图，波形图以及元件封装图。
1.原理图分析：见设计思想2.波形图分析：当RE为1,WE不为1时，实现输⼊功能，WB，WA控制数据输⼊到哪个寄存器组当RE为1，WE为1时，出现⾼阻状态，此时既不输⼊也不输出当WE为1，RE不为1时，实现输出功能，RB,RA控制哪个寄存器组的数据输出3.封装元件的功能说明：d[15..0]16位输⼊数据q[15..0]16位输出数据gwn:写⼊数据使能控制端，低有效wa,wb：选择控制端，四种组合控制16位数输⼊到相应四种寄存器组grn：读出数据使能控制端，低有效ra,rb:选择控制端，四种组合控制从四种寄存器组读出相应16位数七、实验⼩结：1.遇到的问题及解决⽅法：a.当Grid Time未进⾏设置时，输出的结果显⽰为全是Z，将时间改成100ns即可。
b.当读⼊操作数时，让WE是能控制端⼀直处于0状态，结果却不能正确显⽰。
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PROCESS(CP,R,IQ) BEGIN IF ( R=‘1’) THEN IQ <= ( OTHERS => ‘0’); ELSIF (CP’EVENT AND CP=‘1’) THEN
--异步清除
CASE CONV_INTEGER(S) IS WHEN 0 => NULL;
R信号为异步清 零，不--保考持虑CP信号。
1QD210
预置 D2
3,4D
Q1D321
2,4D
1 1 MA
MB
SRG4
CT=0 （2）
C4
1→/ 2←
0 M 0 74194
1
3
1,4D
D3
3,4D
D4
3,4D
D5
3,4D
D6
3,4D
2,4D
CP Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7
MA
MB
1 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6
END CASE;
用CONV_INTEGER将S所属数
EEQNN<DD=PIIRFQ;O; CESS;句描述根了据覆8M盖种A没在、据到移有CM类整位A考B型数操S、E虑类S作M语T到型。CD句的的_。中L值值O，，域G用用I。CWC_V“AHESENECNU语TLOOLTR”H转语E换句RS描
END vshiftreg_arch; 述无任何操作，即保持原状态。
WHEN 1 => IQ <=D;
--预置
WHEN 2 => IQ <= DSR & IQ(7 DOWNTO 1); --右移
WHEN 3 => IQ <= IQ(6 DOWNTO 0) & DSL; --左移
WHEN 4 => IQ <= IQ(0) & IQ(7 DOWNTO 1); --循环右移
C4
1→/ 2←
0 M 0 74194
1
3
Q0 D001
1,4D
1
3,4D
Q1 1D00 1
3,4D
Q2 10 1
3,4D
Q3 10 1
3,4D
2,4D
10
1
Q4 10 Q5 10 Q6 10 Q7 10
CP Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7
0 0 00 0 00 0 0 1 D0 0 1 1 1 1 1 1 2 D1 D0 0 1 1 1 1 1
1↑ 1↑ 1↑ 1↑ 1X
74194功能表
输入
DSR D0 … D3
X X… X X d0 … d3 X X… X
MB MA DSL
XX X 11 X XX X
1 X… X 0 X… X X X… X X X… X X X… X
01X 01X 101 100 00X
输出
Q0n+1 Q1n+1 Q2n+1 Q3n+1
（四）寄存器的应用
1. 数据转换 2. 环形计数器 3. 扭环形计数器 4. 分频器
1.七位串行并行转换 串行并行
R
SRG4
CT=0 （1）
C4
CP
1→/ 2←
1 MA MB
0 M 行输入
DSR 1,4D
3,4D
0
3,4D
1
3,4D
1
3,4D
2,4D
1 MA MB
SRG4
CT=0 （2）
MA MB= Q7
1 清零 1
1
0
1
0
操作
并行送数 右移 右移
&
七位并行串行
直到Q5Q4 Q3Q2 Q1Q0=111111
SRG4
1
CT=0 （1）
C4
CP
1→/ 2←
0
&
1 MA MB
0 M 0 74194
1
3
1
启动
1 DSR 1,4D
Q100
0
3,4D
D0
3,4D
1QD0 10
重新 D1
3,4D
000 0 d0 d1 d2 d3 Q0n Q1n Q2n Q3n
1 Q0n Q1n Q2n 0 Q0n Q1n Q2n Q1n Q2n Q3n 1 Q1n Q2n Q3n 0 Q0n Q1n Q2n Q2n
（二）四位双向移位寄存器74194
用VHDL程序实现8位移位寄存器
LIBRARY IEEE
第三节 寄存器
一、寄存器的分类 •寄存器 •移位寄存器
用来存放数据
单向移位寄存器
双向移位寄存器
二、寄存器
（一）中规模寄存器74175 1.逻辑符号
RG4表示四个触发 器关构联成数的字寄是存1，器关。
2.功联能到时序块的输入
端C数T的据=0输送表出到示。触此发端器子为 低电平时，四个触发器的 输出为零。不受任何关联 数字影响，异步清除。
1
1
0
1
解决的办法： 在 4个移位脉冲的作用下 ，依次送入数码。 左移寄存器： 先送高位，后送低位。 右移寄存器： 先送低位，后送高位。
由于该电路为一左移寄存器，数码输入顺序为：
1
0
1
1
欲存入数码1011，即D1D2D3D4= 1011
1 1 0 1
（二）四位双向移位寄存器74194
R CP
0X 1↑ 10
C1表示此端子是时 钟，且上升沿有效。
假设4是低位寄存器，1是高位寄存器。
Q n1 4
D
由D触发器的特性方程可知：
Q n1 3
Q4n
在移位脉冲的作用下，低 位触发器的状态送给高位，作
Q n1 2
Q3n
Q n1 1
Q2n
为高位的次态输出。
左移寄存器
？ 欲存入数码1011：采用串行输入 只有一个数据输入端
--DATA IN
Q:OUT STD_LOGIC_VECTOR (7 DOWNTO 0) ); --DATA OUT
END vshiftreg;
ARCHITECTURE vshiftreg_arch OF vshiftreg IS SIGNAL IQ: STD_LOGIC_VECTOR (7 DOWNTO 0); BEGIN
WHEN 5 => IQ <= IQ(6 DOWNTO 0) & IQ(7); --循环左移
WHEN 6 => IQ <= IQ(7) & IQ(7 DOWNTO 1); --算数右移
WHEN 7 => IQ <= IQ(6 DOWNTO 0) & ‘0’; --算数左移
WHEN OTHERS => NULL;
1
1
2
1 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5
1
0
3 1 1 0 D0 D1 D2 D3 D4
1
0
1DQ324
1DQ435
0DQ546
DQ0657
串行 输出
操作
并行送数 右移 右移
USE IEEE.std_logic_1164.all;
定义一个中间信号IQ
ENTITY vshiftreg IS PORT (CP，R，DSR,DSL:IN STD_LOGIC;
S: STD_LOGIC_VECTOR (2 DOWNTO 0);
--FUNCTION SELECT
D: STD_LOGIC_VECTOR (7 DOWNTO 0);