寄存器的设计
移位寄存器的设计方法
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寄存器和锁存器设计实验报告总结
寄存器和锁存器设计实验报告总结一、实验内容学习寄存器和锁存器的基本概念、分类以及工作原理；利用基本电路元件搭建寄存器和锁存器的电路结构；进行实验验证，并分析实验结果。
二、实验步骤确定实验目的和要求；学习寄存器和锁存器的基本概念、分类以及工作原理；根据实验要求，利用基本电路元件搭建寄存器和锁存器的电路结构；对搭建好的电路进行实验验证；分析实验结果并撰写实验报告。
三、实验原理寄存器是一种用于存储数据的器件，它可以暂时存储数据并在需要时将其取出使用。
根据存储方式的不同，寄存器可以分为随机访问寄存器（RAM）和只读存储器（ROM）等类型。
其中，RAM是一种能够被多次读取的存储器件，而ROM则是一种只能被读取一次的存储器件。
锁存器是一种能够保持输入信号不变的器件。
当输入信号为高电平时，锁存器的输出端也会变为高电平；当输入信号为低电平时，锁存器的输出端也会变为低电平。
锁存器的特点是能够将输入信号暂时保存下来，以便后续使用。
四、实验过程及结果分析在搭建寄存器电路时，我们采用了与门、或门、非门等基本逻辑门电路来实现寄存器的读写功能。
具体来说，我们将一个触发器作为主控单元，通过控制触发器的输入端来实现数据的读写操作。
同时，为了保证数据的安全性，我们在主控单元周围添加了一个锁存器来进行数据的保护。
在搭建锁存器电路时，我们同样采用了与门、或门、非门等基本逻辑门电路来实现锁存器的开关功能。
具体来说，我们将一个触发器作为主控单元，通过控制触发器的输入端来实现数据的开关操作。
同时，为了保证数据的稳定性，我们在主控单元周围添加了一个与门来实现数据的同步更新。
五、结论与展望通过本次实验的学习与实践，我们深入了解了寄存器和锁存器的基本原理和应用场景。
同时，我们也掌握了一些基本的电路设计和调试技巧。
在未来的学习和工作中，我们将继续深入研究计算机组成原理的相关知识和技术，不断提升自己的实践能力和创新能力。
16位通用移位寄存器设计报告
16位通用移位寄存器设计报告(1) 设计一个16位循环右移电路，S是移位数，A是移位前的并行输入，Y是移位后的并行输出(在本设计中，我用Pin表示移位前的并行输入，Pout表示移位后的并行输入，S表示移位设计题目要求数)，要求估算电路占用的资源大小及电路的速度;(2) 以上面设计好的16位循环右移电路为核心，扩展设计一个能进行循环右移、循环左移、算术右移、算术左移、逻辑右移、逻辑左移的通用移位电路。
设计工具及版本 Quartus II 9.0设计原理及结构方案(1)在考虑16位循环右移电路的设计时，我选择用74151“8选1数据选择器”配合门电路进行搭建桶形移位电路，对于每个输出断对应需要用两片74151对16位并行输入数据进行选择，用移位数控制端S(S3S2S1S0)中的S3实现两片74151的片选进而将两片74151组成“16选1数据选择器”，结构如图1。
用16个如图1的结构这可以构成16位输出的循环右移电路结构框图，如图2。
74151 16位并行输入Pin16位并行输出的其中一端Pout[n]74151 移位数控制端S(图1)16位并行输入Pin 74151 16位并行输出端Pout[0]74151 移位数控制端S16位并行输入Pin 7415116位并行输出端Pout[15]74151 移位数控制端S(图2)(3) 以16位循环右移电路(结构图如上图2)为核心进行构建多功能移位通用电路(结构图如下图3):16位16位并行输入Pin 循环循环16位循右移移位环移位并4位全位电移位数控制端S 输出行输出加器路信号74283 移位方式控制端处理16位自定义A、B、LorR 16位循环左移电路产生移位并行输最终出的期4位全自定移位数控制端S 望输加器义4-16 出信74283 译码16位译号电路码序列移位方式控制端A、B、LorR根据移位方式产生所需要的译码序列(图3)电路设计描述(1)16位循环右移电路设计:选择用2片74151“8选1数据选择器”对16位并行输入数据根据移位数和所在输出位置进行选择，作为Pout[n]，例如Pout[0]对应的第一片74151的D7D6D5D4D3D2D1D0分别对应Pin[7]---Pin[0], 第二片74151的D7D6D5D4D3D2D1D0分别对应Pin[15]---Pin[8];再如Pout[6]对应的第一片74151的D7D6D5D4D3D2D1D0分别对应Pin[13]---Pin[6], 第二片74151的D7D6D5D4D3D2D1D0分别对应Pin[5]---Pin[0]Pin[15]Pin[14]，按照这样的方式不同的输出位对应的不同的接线方法就可以根据S(S3S2S1S0)选择相应的输入数据作为输出Pout[n]。
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。
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。
寄存器实验实验报告
寄存器实验实验报告一. 引言寄存器是计算机中重要的数据存储器件之一，用于存储和传输数据。
通过对寄存器进行实验，我们可以更好地理解寄存器的工作原理和应用。
本实验旨在通过设计和测试不同类型的寄存器，深入掌握寄存器的各种功能和操作。
二. 实验设计本实验设计了两个寄存器的实验，分别为移位寄存器和计数器寄存器。
1. 移位寄存器实验移位寄存器是一种特殊的串行寄存器，它能够实现对数据位的移位操作。
本实验设计了一个4位的移位寄存器，分别使用D触发器和JK触发器实现。
实验步骤如下：1) 首先，根据设计要求将4个D或JK触发器连接成移位寄存器电路。
2) 确定输入和输出端口，将输入数据连接到移位寄存器的输入端口。
3) 设计测试用例，输入测试数据并观察输出结果。
4) 分析实验结果，比较不同触发器类型的移位寄存器的性能差异。
2. 计数器寄存器实验计数器寄存器是一种能够实现计数功能的寄存器。
本实验设计了一个二进制计数器，使用T触发器实现。
实验步骤如下：1) 根据设计要求将多个T触发器连接成二进制计数器电路。
2) 设计测试用例，输入计数开始值，并观察输出结果。
3) 测试计数的溢出和循环功能，观察计数器的行为。
4) 分析实验结果，比较不同计数器位数的性能差异。
三. 实验结果与分析在实验过程中，我们完成了移位寄存器和计数器寄存器的设计和测试。
通过观察实验结果，可以得出以下结论：1. 移位寄存器实验中，无论是使用D触发器还是JK触发器，移位寄存器都能够正确地实现数据位的移位操作。
而使用JK触发器的移位寄存器在性能上更加优越，能够实现更复杂的数据操作。
2. 计数器寄存器实验中，二进制计数器能够准确地实现计数功能。
通过设计不同位数的计数器，我们发现位数越多，计数范围越大。
综上所述，寄存器是计算机中重要的存储器件，通过实验我们深入了解了寄存器的工作原理和应用。
移位寄存器和计数器寄存器都具有广泛的应用领域，在数字电路设计和计算机系统中起到了重要作用。
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。
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。
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。
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。
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。
寄存器与移位寄存器的设计与应用
寄存器与移位寄存器的设计与应用寄存器是计算机系统中重要的存储器件，用于存储和传输数据。
同时，移位寄存器是寄存器的一种常见类型，它具有特殊的移位功能。
本文将对寄存器和移位寄存器的设计与应用进行探讨。
一、寄存器的设计与功能寄存器是一种用于存储和传输数据的存储器件，常见的寄存器有通用寄存器、程序计数器（PC）、指令寄存器（IR）等。
寄存器通常由触发器（flip-flop）构成，不同位数的寄存器可以存储不同位数的数据。
寄存器的设计与功能需根据具体应用场景进行确定。
例如，通用寄存器一般用于数据传输和运算操作，可以保存中间结果和临时数据。
而PC寄存器用于指示程序执行的位置，IR寄存器则用于存储当前执行的指令。
二、移位寄存器的设计与功能移位寄存器是一种特殊的寄存器，它具有位移（移位）功能。
常见的移位寄存器有移位寄存器、移位寄存器带有并行载入功能的移位寄存器等。
移位寄存器可以向左或向右移动数据位，常用的移位操作有逻辑左移（<<）、逻辑右移（>>）、算术左移（<<<）、算术右移（>>>）等。
移位操作可以用于数据的扩展、压缩、循环移位等场景。
在实际应用中，移位寄存器常用于数据的串行传输、数据的并行/串行转换等信息处理任务。
通过移位寄存器，可以有效地对数据进行处理和操作。
三、寄存器与移位寄存器的应用寄存器和移位寄存器在计算机系统中有广泛的应用。
以下列举几个常见的应用场景。
1. 数据存储和传输寄存器可以作为临时存储器，保存运算结果和中间数据。
通过寄存器的传输功能，可以在处理器和存储器之间进行数据的传递。
2. 状态存储寄存器可以用于存储和切换系统的状态。
例如，标志寄存器（Flag Register）用于存储程序运行的状态标志，如零标志、进位标志等。
3. 数据处理移位寄存器可以用于数据的扩展、压缩和转换。
通过适当的移位操作，可以对数据进行位操作，实现数据的处理和运算。
8位移位寄存器的设计
8位移位寄存器的设计数字电路与逻辑设计实验报告班级信息安全2班姓名张亮学号20110806228一、实验目的熟悉QuartusⅡ仿真软件的基本操作，并用VHDL语言设计8位移位寄存器。
并且掌握组合逻辑电路的功能测试和时序仿真；学会运用逻辑图设计电路。
二、实验内容用VHDL语言设计由边沿触发式D触发器构成的8位串入并出移位寄存器，并进行仿真与分析；（查找相应资料）三、实验原理? 逻辑电路的原理在数字电路中，用来存放二进制数据或代码的电路称为寄存器。
寄存器是由具有存储功能的触发器组合起来构成的。
一个触发器可以存储一位二进制代码，存放N位二进制代码的寄存器，需用n个触发器来构成。
按功能可分为：基本寄存器和移位寄存器。
移位寄存器中的数据可以在移位脉冲作用下一次逐位右移或左移，数据既可以并行输入、并行输出，也可以串行输入、串行输出，还可以并行输入、串行输出，串行输入、并行输出，十分灵活，用途也很广。
目前常用的集成移位寄存器种类很多，如74164、74165、74166、74595均为八位单向移位寄存器，74195为四位单向移存器，74194为四位双向移存器，74198为八位双向移存器。
逻辑图如图所示：逻辑功能表? 通过实验实现逻辑的原理在CMOS移位寄存器中，有的品种只具有串行或并行中的一种输入方式，但也有些品种同时兼有串行和并行两种输入方式。
串行输入的数据加到第一个寄存单元的D端，在时钟脉冲的作用下输入，数据传送速度较慢；并行输入的数据一般由寄存单元的R、S端送入，传送速度较快。
移位数字电路与逻辑设计实验报告寄存器的移位方向有右移和左移之分。
右移是指数据由左边最低位输入，依次由右边的最高位输出；左移时，右边的第一位为最低位，最左边的则为最高位，数据由低位的右边输入，由高位的左边输出。
四、实验方法与步骤实验方法：采用基于FPGA进行数字逻辑电路设计的方法。
采用的软件工具是QuartusII 软件仿真平台。
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。
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。
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扭环形计数器设计
（1）连接方法： 将移位寄存器的输出 Q3 经反相器后 反馈到Ｊ、K输入端。
（2）判断触发器个数： 计数器的模Ｍ＝2 n (n为移位寄存器的 位数)。
分频器
（三） 时序模块的应用
时 分 数字电子 十位 个位 钟 是 一 种 直 接 十位 个位 用数字显示时 间 的 计 时 装 置 ，译码器 译码器 译码器 译码器 一般由晶体振 十进制 六进制 荡 器 、 分 频 器 、 十二进制 六十进制 计数器、译码 器 、 显 示 器 、 电源 校时电路 晶体振荡器 校时电路和电 源等部分组成。 秒
十位 个位 显示部分
译码器
译码器
译码部分 计数部分
六进制
十进制
六十进制
秒基准 分频器 部分
？
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
74194功能表
R信号为异步清 CASE CONV_INTEGER(S) IS 零，不考虑 WHEN 0 => NULL; --保持 CP信号。 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 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; END CASE;
假设4是低位寄存器，1是高位寄存器。 由D触发器的特性方程可知：
在移位脉冲的作用下，低 位触发器的状态送给高位，作 为高位的次态输出。
Q4 D n1 n Q3 Q4 n1 n Q2 Q3 n 1 n Q1 Q2
左移寄存器
n1
欲存入数码1011： 采用串行输入
只有一个数据输入端
D4
D5 D6
1 D Q 45 3
0 D Q 56 4
重新 预置
D Q 0 67 5
串行 输出
CP
1 2 3
Q0
0 1 1
Q1
Q2
Q3
D2 D1 D0
Q4
Q5
Q6
D5 D4 D3
Q7
D6 D5 D4
MA
1 1 1
MB
1 0 0
操作
并行送数 右移 右移
D0 D1 0 D0 1 0
D3 D4 D2 D3 D1 D2
（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
R
CT=0
串行并行
SRG4
（ 2）
SRG4
（ 1）
CT=0
CP
MA 1 MB DSR 0 1 1
C4 1→/ 2←
0
1
M
0 3
74194
Q0 D0 0 1 D0 Q1 1 0 Q2 1 0
MA 1 MB
C4 1→/ 2←
0 1
1
0
1
M
0 3
74194
Q4 10 Q5 1 0 Q6 1 0
串行输入
1,4D 3,4D 3,4D 3,4D 3,4D 2,4D
1,4D
1 1 1 1
3,4D 3,4D 3,4D 3,4D 2,4D
Q3 1 0
Q7 10
CP 0 1 2
Q0 0 D0 D1
Q1 0 0 D0
Q2 0 1 0
X 1 X 1 1 0 0 0
X X X X X 1 0 X
0 0 0 0 d0 d1 d2 d3 Q0n Q1n Q2n Q3n
1 0 Q1n Q1n Q0n
Q0n Q0n Q2n Q2n Q1n
Q1n Q1n Q3n Q3n Q2n
Q2n Q2n 1 0 Q2n
（二）四位双向移位寄存器74194
（ 2 ）不能自启动，工作时首 先在LOAD加启动信号进行预 置。
Q0 Q1 Q2 Q3 Q3
环形计数器设计
（1）连接方法： 将移位寄存器的输出Q3反馈到Ｊ、 K输入端。
（2）判断触发器个数： 计数器的模Ｍ＝ n(n为移位寄存器 的个数)。
态序表
Q0 Q1 Q2 Q3
例2：设计一M=8的扭环形计数器。
用VHDL程序实现8位移位寄存器
LIBRARY IEEE USE IEEE.std_logic_1164.all; ENTITY vshiftreg IS PORT (CP，R，DSR,DSL:IN STD_LOGIC; S: STD_LOGIC_VECTOR (2 DOWNTO 0); D: STD_LOGIC_VECTOR (7 DOWNTO 0); Q:OUT STD_LOGIC_VECTOR (7 DOWNTO 0) ); END vshiftreg;
74194
1 00 Q 1 D1 0 Q 0 1 D2 Q 1 0 1 D3 Q 2 1
C4 1→/ 2← 0 1 0 M 3
1
74194
1 D Q 34 2
1
启动 1 0 D0 D1 D2
DSR
1,4D 3,4D 3,4D 3,4D 3,4D 2,4D
1,4D
D3
3,4D 3,4D 3,4D 3,4D 2,4D
--异步清除
用CONV_INTEGER将S所属数 END IF; 据类型 STD_LOGIC_VECTOR 根据MA、 MB、 MC的值，用CASE语 转换 在 CASE语句中，用WHEN OTHERS Q <= IQ; 到整数类型。 句描述了8种移位操作。 END PROCESS; 覆盖没有考虑到的值域 。 “NULL”语句描 END vshiftreg_arch; 述无任何操作，即保持原状态。
2.环形计数器
例1：用74195构成M=4的环形计数器。
态序表
Q0 Q1 Q2 Q3
SRG4
１ ０ ０ ０
０ １ ０ ０
０ ０ １ ０
０ ０ ０ １
1 LOAD 启动 CP J K 1 0 0 0
CT=0
M1[SHIFT] M2[LOAD] C3/1→
注意：
1,3J
1,3K 2,3D 2,3D
（ 1 ）电路除了有效计数循环 外，还有五个无效循环。
输 R CP DSR 入 MB MA DSL 输 出 D 0 … D3 Q0n+1 Q1n+1 Q2n+1 Q3n+1
0 1 1 1 1 1 1 1
X ↑ 0 ↑ ↑ ↑ ↑ X
X X X 1 0 X X X
X… X d0 … d3 X… X X… X… X… X… X… X X X X X
X 1 X 0 0 1 1 0
Q3 0 1 1
Q4 0 1 1
Q5 0 1 1
Q6 0 1 1
Q7 0 1 1
MA
MB= Q7
操作 并行送数 右移 右移
1 清零 1 0 1 0 1
&
七位并行串行
直到Q5Q4 Q3Q2 Q1Q0=111111
1
CT=0
SRG4
（ 1）
1 MA MB
CT=0
SRG4
（ 2）
CP
0
&
1
MA MB
C4 1→/ 2← 0 1 0 M 3
SRG4
0 1 1 1 1 0 0 0
０ 0 1 1 1 1 0 0 注意：
０ 0 0 1 1 1 1 0
０ 0 0 0 1 1 1 1
启动 1 CP J K
CT=0
M1[SHIFT] M2[LOAD] C3/1→
1,3J
1,3K 2,3D 2,3D
Q0 Q1 Q2 Q3 Q3
0 0 0 0
（1）电路除了有效计数循环外， 还有一个无效循环。 （2）不能自启动， 工作时首先在 R端加启动脉冲信号清零。
第三节
寄存器
用来存放数据
一、寄存器的分类 •寄存器 •移位寄存器
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 器构成的寄存器。 关联数字是1，关 联到时序块的输入 2.功能 端数据送到触发器 CT =0 表示此端子为 的输出。 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。 C1表示此端子是时 钟，且上升沿有效。
定义一个中间信号IQ
--FUNCTION SELECT --DATA IN --DATA OUT
ARCHITECTURE vshiftreg_arch OF vshiftreg IS SIGNAL IQ: STD_LOGIC_VECTOR (7 DOWNTO 0); BEGIN
PROCESS(CP,R,IQ) BEGIN IF ( R=‘1’) THEN IQ <= ( OTHERS => ‘0’); ELSIF (CP’EVENT AND CP=‘1’) THEN