移位寄存器原理实验报告优秀课件
实验七 移位寄存器
实验七寄存器移位寄存器一、实验目的1掌握常用寄存器、移位寄存器的使用方法。
2掌握中规模移位寄存器的应用。
二、实验设备和元器件1SAC-2电工电子实验台；SS-01数字实验模块。
2DL-4330示波器；EM-1463函数信号发生器。
374LS37374LS16474LS59574LS0074LS2074LS86三、实验原理寄存器（Register）和移位寄存器（ShiftRegister）1、寄存器（Register）:在数字系统中，常需要一些数码暂时存放起来，这种暂时存放数码。
一个触发器可以寄存1位二进制数码，要寄存几位数码，就应具备几个触发器，此外，寄存器还应具有由门电路构成的控制电路，以保证信号的接收和清除。
移位寄存器2、移位寄存器除了具有寄存数码的功能外，还具有移位功能，即在移位脉冲作用下，能够把寄存器中的数依次向右或向左移。
它是一个同步时序逻辑电路,根据移位方向，常把它分成左移寄存器、右移寄存器和双向移位寄存器三种；根据移位数据的输入－输出方式，又可将它分为串行输入－串行输出、串行输入－并行输出、并行输入－串行输出和并行输入－并行输出四种电路结构。
如图所示由D触发器构成的简单移位寄存器，从CP上升沿开始到输出新状态的建立需要经过一段传输延迟时间，所以当CP上升沿同时作用于所有触发器时，它们输入端的状态都未改变。
于是，FF0按DI原来的状态翻转，FF1按Q0原来的状态翻转，FF2按Q1原来的状态翻转，FF3按Q2原来的状态翻转，同时，输入端的代码存入F0，总的效果是寄存器的代码依次右移一位。
可见，经过4个CP信号后，串行输入的四位代码全部移入了移位寄存器，并在四个输出端得到并行输出代码。
利用移位寄存器可实现代码的串行—并行转换。
若再加4行个CP信号，寄存器中的四位代码还可以从串端依次输出。
四、实验步骤1、74ls373逻辑功能测试（1）74ls373引脚说明74ls373为三态输出的八D透明锁存器，共有54S373和74LS373两种形式。
移位寄存器实验课件
卢庆莉
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Q2Q1 Q4Q3 00 0 Ø 0 0 1 Ø 1 1 0
01 11 10 0 Ø 0 Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Q1 n+1
2015-7-5
卢庆莉
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强调环形计数器设计中有一个特点：
0000状态一定要圈画，使其为0001状态；1111状态 一定不能圈画，使其为1110状态。这样电路才会具有 自启动能力。
2015-7-5
卢庆莉
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二、试用74194附加门电路设计101001序列信号 发生器，用实验验证，用示波器双踪观察并记录 时钟和输出波形。（P200实验3） 解：设计思路：1、根据序列长度确定所使用的位数。 √√ √ √√ 取N=6 101001，101001，···
1 0 1 0 0 120来自5-7-5 卢庆莉2015-7-5
卢庆莉
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8、用示波器显示TTL电平时，其输入耦合方式选择 _ DC（直流）__(DC（直流）、AC（交流）、GND（接地）)； 当双踪显示频率相同、幅度分别为5mv和1V的两个正弦波形 时，触发信源选择幅度为_1V__的那一路。当频率不同，但 两路波形的频率具有整数倍关系时，选择周期__长__(长、 短)的那一路作触发信源。
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卢庆莉
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一、介绍74194双向移位寄存器的管脚和功能表
1、管脚图
注意:左移､右移的说法。
右移：Q0→ Q3（0 to 3的移位）； 左移：Q0← Q3 （3 downto 0的移位）。
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2. 功能表
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卢庆莉
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当M0M1= 00 时，执行保持操作； 当M0M1= 01 时，执行左移操作； 当M0M1= 10 时，执行右移操作； 当M0M1= 11 时，执行并入操作；
02-25.2 移位寄存器工作原理分析-课件
《数字电子技术基础》
第二十五讲 常见时序逻辑电路——寄存器和移位寄存器
█ 单向移位寄存器
（1）右移移位寄存器
如图分析可知：
Q n +1 N
=
QNn −1, 而Q0n+1
=
DSR
总效果相当于每来一个CP移位寄存器中原有的代码依次
《数字电子技术基础》
第二十五讲 常见时序逻辑电路——寄存器和移位寄存器
█ 一般双向移位寄存器逻辑图示例
《数字电子技术基础》
右移了一位。
《数字电子技术基础》
第二十五讲 常见时序逻辑电路——寄存器和移位寄存器
【例1】若Q0nQ1nQ2nQ3n = 0110 ，而在4个CP内输入的代码依 次为1011，试分析右移情况。
解： 0 1 0 1 1
1
1
0
0
1
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
《数字电子技术基础》
第二十五讲 常见时序逻辑电路——寄存器和移位寄存器
（2）左移移位寄存器
图5.6.37 左移移位寄存器电路图
如图分析可知：
Q n +1 N −1
=
QNn
, 而QNn+1
=
DSL
总效果相当于每来一个CP移位寄存器
第二十五讲 常见时序逻辑电路——寄存器和移位寄存器
【例2】若Q0nQ1nQ2nQ3n = 1001 ，而在4个CP内输入的代 码依次为0011，试分析左移情况。
第二十五讲 常见时序逻辑电路——寄存器和移位寄存器
※ 移位寄存器工作原理分析 ※
实验七移位寄存器的测试实验报告
一．实验目的
1、学习移位寄存器74194的工作原理
2、掌握移位寄存器74194的基本功能测试方法
3、学会移位寄存器的应用
二．实验仪器
1.仪器：EDA 实验箱和电脑QuartusII 软件 三．实验内容
1、测试移位寄存器74194的基本逻辑功能
将74194移位寄存器按下图接线，置顶，编译，仿真。
仿真截图：
将74194移位寄存器按下图接线，置顶，编译、下载。
测试结果：
2、74194的应用——可控流水灯将两片74194移位寄存器按下图接线，将分频器模块添加到流水灯工程里，封装成可调用的元器件，给流水灯提供脉冲信号。
下载并观察左循环、右循环和保持的状态。
《移位寄存器》课件
技术挑战与展望
高精度与高稳定性
随着应用需求的不断升级，对移位寄存器的精度和稳定性要求也越来越高。未来的研究将 致力于提高移位寄存器的性能指标，以满足各种高端应用的需求。
低功耗与高能效
在便携式和移动设备中，功耗和能效是至关重要的性能指标。未来的移位寄存器设计将更 加注重节能和能效提升，以延长设备的续航时间和降低运行成本。
硬件描述语言实现
使用Verilog或VHDL等硬件描述语言编写移位寄存器的逻辑 电路，通过仿真和综合工具生成可编程逻辑门阵列（FPGA） 或专用集成电路（ASIC）的配置文件。
集成电路实现
将移位寄存器的逻辑电路直接集成在一片集成电路（IC）中 ，通过外部接口与其它电路或系统连接。
基于软件的实现方式
ASIC实现
将移位寄存器的逻辑电路定制集成到专用集成电路（ASIC）中，通过硬件实现移位寄 存器的功能。ASIC具有高性能和低功耗的特点，但开发周期较长且成本较高。
05 移位寄存器的性能指标与 优化
性能指标
吞吐量
衡量移位寄存器处理数据的能 力，通常以每秒传输的位数（ bps）或每秒传输的帧数（fps
。
02
小型化
随着便携式电子设备的普及，移位寄存器的小型化需求也越来越迫切。
小型化移位寄存器的设计需要综合考虑性能、功耗和集成度等多个因素
。
03
智能化
智能化是当前电子设备的重要发展方向，移位寄存器也不例外。通过集
成智能算法和传感器，移位寄存器可以实现自适应控制和预测性维护等
功能，提高设备的整体性能和可靠性。
集成化与模块化
集成化和模块化是提高移位寄存器可靠性和可维护性的重要手段。未来的移位寄存器将更 加注重模块化和可扩展性设计，以方便设备的组装和维护。同时，集成化设计也有助于减 小设备体积和重量，满足便携式应用的需求。
10实验十 移位寄存器
实验十移位寄存器一、实验目的1．掌握移位寄存器的工作原理及电路组成。
2．测试双向移位寄存器的逻辑功能。
3．掌握二进制码的串行并行转换技术、二进制码的传输和累加。
二、实验原理1．单向移位寄存器移位寄存器是一种由触发器连接组成的同步时序电路。
每个触发器的输出连到下一级触发器的控制输入端，在时钟的作用下，存贮在移位寄存器中的信息，逐位左移或右移。
移位寄存器的清零方式有两种：一种是将所有触发器的清零端CLR’连在一起，置位端S连在一起，当CLR=0，S=1时，Q端为0，这种方式称为“异步清零”。
另一种方法是在串行输入端输入“0”电平，接着从CK端送4个脉冲，则所有触发器也可清至零状态。
这种方式称为“同步清零”。
74LS164为集成的八位移位寄存器，特点是选通串行输入，并行输出。
器件功能和外部引脚排列如图10-1所示。
1 2 3 4 5 6 7 图10-1 74LS164引脚排列CLR：清零CK(CP)：时钟A、B：串入Q A~Q B：并出2．双向移位寄存器74LS194为集成的四位双向移位寄存器，当清零端（CLR）为低电平时，输出端（Q A、Q B、Q C、Q D）均为低电平（零）。
当工作方式控制端（S1、S0）均为高电平时，在时钟（CK）上升沿作用下，并行数据（A、B、C、D）被送入相应的输出端（Q A、Q B、Q C、Q D），此时串行数据被禁止；当S1为低电平，S0为高电平时，在时钟CK上升沿作用下进行右移操作，数据由R送入；当S1为高电平,S0低电平时，在时钟CK上升沿作用下进行左移操作，数据由L送入；当S0和S1为低电平时，时钟CK被禁止, 移位寄存器保持不变。
三、实验仪器和器件1．实验仪器DZX-2B型电子学综合实验装置2．器件74LS00（二输入端四与非门）、74LS20（四输入端二与非门）74LS76（双J-K触发器）、74LS164（单向移位寄存器）四、实验内容1．由四个主从J-K触发器构成简单的四位串行移位寄存器（用74LS76）,并测量其逻辑功能；由四个J 、K 主从触发器组成 Cin ： 接单脉冲 CK ： 接单脉冲 R 、S ：接逻辑电平 A~D ： 接电平显示图10-3置位串行输入时钟清零图10-2接电平显示(1)将双JK 触发器两块74LS76插入DZX-2B 型电子学综合实验装置上的IC 插座，按图10-2连接成四位串行移位寄存器。
数电实验之移位寄存器
数电实验之移位寄存器移位寄存器一实验目的1．学习用D触发器构成移位寄存器（环行计数器）2．掌握中规模集成电路双向移位寄存器逻辑功能及使用方法二实验原理1、用4个D触发器组成4位移位寄存器，将每位即各D触发器的输出Q1、Q2、Q3、Q4分别接到四个0—1指示器（LED）将最后一位输出Q4反馈接到第一位D触发器的输入端，则构成一简单的四位移位环行计数器。
2、移位寄存器具有移位功能，是指寄存器中所存的代码能够在时钟脉冲的作用下依次左移或右移。
对于即能左移又能右移的寄存器称为双向移位寄存器。
只需要改变左移、右移的控制信号便可实现双向移位的要求。
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位双向移位寄存器，型号为74LS194A（或CD40194），两者功能相同，其引脚分布图如下图18.1所示：其中A、B、C、D为并行输入端，A为高位依次排列；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；CLR为异步清零端；低电平有效；CLK为CP时钟脉冲输入端。
74LS194A有5种工作模式：并行输入，右移（QD→QA），左移（QD←QA），保持和清零。
74LS194功能表如表18.1所示：表18.1三实验器件数字实验箱集成电路芯片：74LS74×2 （CD4013×2）；74LS75 ；74LS76 ；74LS194A（CD40194）。
图18.1四实验内容1.用74LS74组成移位寄存器，使第一个输出端点亮LED并使其右移循环。
顺序是FF1、FF2、FF3、FF4。
A) 1. 用两个74LS74按图18.2连接：图18.21. CP时钟输入先不接到电路中（单步脉冲源或连续脉冲源）；1. 连接线路完毕，检查无误后加+5V电源；2. 观察4个输出端的LED应该是不亮的，如果有亮的话，应按清零端的逻辑开关，（给出一个低电平信号清零后，再将开关置于高电平）即将4个D触发器输出端的LED清零。
移位寄存器
实验报告4 移位寄存器实验原理:74194是一种典型的中规模集成移位寄存器, 由4个RS触发器和一些门电路构成的4位双向移位寄存器。
该移位寄存器具有左移、右移、并行输入数据、保持及异步清零5种功能。
其中A、B、C、D为并行数据输入端, QA、QB、QC、QD为并行数据输出端；SRSI为右移串行数据输入端, SLSI为左移串行数据输入端；S1.S0为模式控制端；CLRN为异步清零端；CLK为时钟脉冲输入端。
74194功能验证电路:波形图：End time: 1.0us period time:100.0 nsClk为时钟脉冲信号, clrn为清零端（低电平有效）, s0为右移, s1为左移, sl、sr 分别表示左移右移的串行数据输入端。
Abcd表示并行数据输入端, Q_abcd表示并行数据输出端。
0000 右移补一10001000 清零00000000 左移补一00010001 左移补零00100010 右移补一10011001 右移补零0100当输入端随时钟的推移进行变化时, 仿真结果正确, 验证成功。
管脚分配:移位寄存器数码管显示电路图：74194用来并行移位, 4选1多路选择器用来选择74194的其中一位输出, vhdl7449用来将选中的一位转换成在数码管上表示时的段选。
Counter4产生选择信号, 然后74139（2-4译码器）就可以生成位选。
波形图：end time: 2.0 us priod time: Clk_s: 100.0ns clk_q: 10.0nsClk_s为段选时钟脉冲信号, Clk_q为位选时钟脉冲信号clrn为清零端（低电平有效）, s0为右移, s1为左移, sl、sr分别表示左移右移的串行数据输入端。
din表示并行数据输入端, qbsg表示位数, q表示数码管上的段数。
到达第一个上升沿之前, 四位均为0, 在数码管上表示为“1111110”。
到达第一个上升沿后, 0010右移补一, 为1001, 在数码管上表示为“0110000, 1111110,111110,0110000”清零后, 四位均为0, 在数码管上表示为“1111110”。
实验五移位寄存器及其应用6页
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10－1所示。
图10－1 CC40194的逻辑符号及引脚功能其中 D0、D1、D2、D3为并行输入端；Q、Q1、Q2、Q3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、S为操作模式控制端；R C为直接无条件清零端；CP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→Q），保持及清零。
S 1、S和R C端的控制作用如表10－1。
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；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10－2所示，把输出端 Q3和右移串行输入端SR相连接，设初始状态QQ1Q2Q3＝1000，则在时钟脉冲作用下Q0Q1Q2Q3将依次变为0100→0010→0001→1000→……，如表10－2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10－2 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。
XM8-实验23移位寄存器11春打PPT课件
一、实验目的
掌握移位寄存器CC40194（74LS194）的逻 辑功能及其使用方法。
熟悉用移位寄存器构成环行计数器和串/并数 据转换电路。
进一步掌握用示波器观察多个波形时序关系 的方法。
1
右图是从英 文开发软件 中的74194管 脚图，注意 对应关系。
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3
4
• 下次－数字操作考试，备好器件。
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个人观点供参考，欢迎讨论！
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74HC125是三态门，输出端短接为总线方式，稳定工作 时只能一个选通（低电平有效）。即时序脉冲产生器输出 不能同时为低电平！
6
实验及报告要求
• 必作 内容3和内容4； • 报告包括内容3 的电路及内容4的波形； • 说明内容3电路工作过程； • 思考题1，5； • 选做思考题6，画电路，简述工作过程。
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1
实验目的
1、掌握移位寄存器的概念； 2、掌握计数器型移位寄存器，环形移位 寄存器和扭环形移位寄存器。
2
实验器材
数字电路实验箱，集成电路芯片74LS74×2
Q
Q
–
–
PRESD D CP RD CLR
直接置位端 CLK 直接复位端
低电平有效
低电平有效
3
实验内容
1T Q
1
D1 D SET Q
1
D2 D SET Q
1
D3 D SET Q
时钟脉冲 逻辑开关1
Q CLR
Q CLR
Q CLR
Q CLR
步骤（1）时钟脉冲接单脉冲；
（2）逻辑开关1置低电平，使四个触发器全部复位；
（注意：复位后一定要恢复高电平）
（3）逻辑开关2置低电平，使触发器FF0置1；
（注意：置位后一定要恢复高电平）
0000 1000 1100 0010 1001
0100
0001
1110 0101
1010
0011
0111
有效循环
1111 1011
0110
无效循环
1101
7
1
D1 D SET Q
1
D2 D SET Q
1
D3 D SET Q
时钟脉冲 逻辑开关1
Q CLR
Q CLR
Q CLR
Q CLR
步骤（1）把第四个触发器的反馈换成反相输出端； （2）逻辑开关1置低电平，使四个触发器全部复位； （注意：复位后一定要恢复高电平） （3）用单脉冲触发，观察电路状态转换。
6
扭环形移位寄存器的状态转换图：
（4）用单脉冲触发，观察电路状态转换。
4
环形移位寄存器的状态转换图：
1000
0100
1100
0110
0001
0010
有效循环
1110
0111
1001
0011
无效循环
0000 1111
0000 1111
1101
1011
0101
1010
无效循环
5
无效循环
2、扭环形移位寄存器
逻辑开关2 D0
D SET Q