最新实验五移位寄存器及其应用
移位寄存器实验报告
移位寄存器实验报告实验题目：移位寄存器一、实验目的了解移位寄存器的原理，掌握移位寄存器的应用。
二、实验原理移位寄存器是一种存储器件，用于将二进制数据以位为单位进行移位操作。
移位寄存器由若干个D触发器组成，每个D触发器的输出接入下一个D触发器的输入，以此类推，形成了一个环形移位结构。
移位寄存器有三种基本工作模式：串行输入并行输出（SIPO），并行输入串行输出（PISO）和并行输入并行输出（PIPO）。
在SIPO模式下，输入数据串行输入到移位寄存器的最高位，然后逐个向低位移位，最终输出到最低位。
在PISO模式下，输入数据并行输入到移位寄存器的每个位，然后逐个向高位移位，最终输出到最高位。
在PIPO模式下，输入数据并行输入到移位寄存器的每个位，然后逐个向低位移位，最终输出到每个输出端口。
移位寄存器的应用很广泛，其中最常见的是时序信号的处理。
移位寄存器可以用于数字频率合成、序列生成、编码器和解码器等方面。
三、实验设备1. 计算机2. Xilinx ISE14.6软件3. BASYS2开发板4. USB下载器四、实验步骤1. 设计移位寄存器的电路原理图并进行仿真。
2. 在Xilinx ISE14.6软件中创建工程并添加源、约束和测试文件。
3. 将电路原理图转换成Verilog HDL代码。
4. 将Verilog HDL代码综合为综合网表，并进行时序分析。
5. 将综合网表映射到BASYS2开发板上并进行状态机调试。
6. 使用USB下载器将设计好的逻辑文件下载到FPGA上。
7. 连接开发板的输入输出端口，验证移位寄存器的正确性，并观察输出端口结果。
五、实验结果与分析通过移位寄存器的实验，我们学会了如何使用Verilog HDL设计并实现移位寄存器，并对移位寄存器进行了详细的仿真、综合、映射和下载调试。
在实验过程中，我们还学会了串行输入并行输出（SIPO），并行输入串行输出（PISO）和并行输入并行输出（PIPO）三种基本工作模式，掌握了移位寄存器在数字频率合成、序列生成、编码器和解码器等领域中的使用方法。
移位寄存器实验报告
移位寄存器实验报告移位寄存器和计数器的设计实验室：实验台号：日期：专业班级：姓名：学号：一、实验目的1. 了解二进制加法计数器的工作过程。
2. 掌握任意进制计数器的设计方法。
二、实验内容（一）用D触发器设计左移移位寄存器（二）利用74LS161和74LS00设计实现任意进制的计数器设计要求：以实验台号的个位数作为所设计的任意进制计数器（0、1、2任选）。
三、实验原理图1.由4个D触发器改成的4位异步二进制加法计数器（输入二进制：11110000）2.测试74LS161的功能3.熟悉用74LS161设计十进制计数器的方法。
①利用置位端实现十进制计数器。
②利用复位端实现十进制计数器。
四、实验结果及数据处理1.左移寄存器实验数据记录表要求：输入二进制：111100002.画出你所设计的任意进制计数器的线路图（计数器从零开始计数），并简述设计思路。
8进制利用复位法实现8进制计数器，8=1000B，将A端同与非门相连，当A端=1时，使复位端获得信号，复位，从而实现8进制。
五、思考题1. 74LS161是同步还是异步，加法还是减法计数器?答：在上图电路中74LS161是异步加法计数器。
2. 设计十进制计数器时将如何去掉后6个计数状态的?答：通过置位端实现时，将Q0、Q3 接到与非门上，输出连接到置位控制端。
当Q3=1，Q2=0，Q1=0，Q0=1，即十进制为9时，与非门输入端Q0、Q3同时为高电平，位控制端为低电位，等到下一个CP上升沿到来时，完成置数，全部置为0。
3. 谈谈电子实验的心得体会，希望同学们提出宝贵意见。
答：通过这学期的电子实验，我对电子电路有了更加深入地了解。
初步了解了触发器、寄存器、计数器等电子元件的使用。
将理论与实践相结合，更加深入的了解了电子技术，学到了很多，对这学期的电子实验十分满意。
数字电路实验报告 实验5
实验五移存器功能测试及应用一、实验目的1、熟悉移位寄存器（移存器）的电路结构和工作原理。
2、掌握D触发器74HC(LS)74及集成移位寄存器74HC(LS)194的逻辑功能和使用方法。
二、实验设备和器件1、数字逻辑电路实验板1块2、74HC(LS)74（双D触发器）2片3、74HC(LS)194（4位双向通用移位寄存器）2片三、实验原理移位寄存器是具有移位功能的寄存器，其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。
移位寄存器存取信息的方式分为：串入串出、串入并出、并入串出、并入并出四种形式。
实验用器件管脚介绍：1、74HC(LS)74（双D触发器）管脚如下图所示。
2、74HC(LS)194（4位双向通用移位寄存器）管脚如下图所示。
四、实验内容与步骤1、利用两块74HC(LS)74（四个D触发器）构成一个单向的移位寄存器（基本命题）参照用两块74HC(LS)74（四个D触发器）构成一个单向移位寄存器的实验电路图连接电路，Q输出依次接LED指示灯，加电后在移位输入端加入不同信号观察LED指示灯变化。
1.1电路图1.2实验结果LED灯依次变亮，每次间隔一个CP。
2、测试74HC(LS)194的功能（基本命题）例如，Q输出依次接LED指示灯，改变S1、S0的值配合其它输入观察LED的变化。
2.1电路图2.2实验结果：置数：LED显示状态与置数端相同。
左移：LED从下往上（QD到QA）依次变亮，每次间隔一个CP右移：LED从上往下（QA到QD）依次变亮，每次间隔一个CP3、用两片74HC(LS)194做出模16的扭环计数器（扩展命题）将两片的Q输出依次都接到LED指示灯上，加电并加CP观察LED的变化。
现象一般为八盏灯先依次变暗再依次变亮如此循环。
3.1电路图3.2计数器拓展当进行M=2n 偶数计数时，可采用扭环型，D1=Q n ̅̅̅̅，将Q n 和高电平与非后反馈至第一片的输入端。
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。
移位寄存器实验报告
移位寄存器实验报告姓名：陈素学号：3120100621 专业：软件工程课程名称：逻辑与计算机设计基础实验同组学生姓名：张闻实验时间：y yyy-mm-dd 实验地点：紫金港东4-509 指导老师：一、实验目的和要求掌握移位寄存器的工作原理及设计方法掌握串、并数据转换的概念与方法了解序列信号在CPU控制器设计中的应用二、实验内容和原理2.1 实验原理带并行置入的移位寄存器移位寄存器：每来一个时钟脉冲，寄存器中的数据按顺序向左或向右移动一位必须采用主从触发器或边沿触发器不能采用电平触发器数据移动方式：左移、右移数据输入输出方式串行输入，串行输出串行输入，并行输出并行输入，串行输出串行输入的移位寄存器使用D触发器，可构成串行输入的移位寄存器2.2 标题<正文>带并行输入的右移移位寄存器数据输入移位寄存器的方式：串行输入、并行输入带并行输入的8位右移移位寄存器module shift_reg(clk, S, s_in, p_in, Q); input wire clk, S, s_in; input wire [7:0] p_in; output wire [7:0] Q; wire [7:0] D; wire nS;FD FDQ0(.C(clk), .D(D[0]), .Q(Q[0])), FDQ1(.C(clk), .D(D[1]), .Q(Q[1])), FDQ2(.C(clk), .D(D[2]), .Q(Q[2])), FDQ3(.C(clk), .D(D[3]), .Q(Q[3])), FDQ4(.C(clk), .D(D[4]), .Q(Q[4])), FDQ5(.C(clk), .D(D[5]), .Q(Q[5])), FDQ6(.C(clk), .D(D[6]), .Q(Q[6])), FDQ7(.C(clk), .D(D[7]), .Q(Q[7]));OR2 D0_L(.I0(L_0), .I1(R_0), .O(D[0])), D1_L(.I0(L_1), .I1(R_1), .O(D[1])), D2_L(.I0(L_2), .I1(R_2), .O(D[2])), D3_L(.I0(L_3), .I1(R_3), .O(D[3])), D4_L(.I0(L_4), .I1(R_4), .O(D[4])),串行输入SD5_L(.I0(L_5), .I1(R_5), .O(D[5])), D6_L(.I0(L_6), .I1(R_6), .O(D[6])), D7_L(.I0(L_7), .I1(R_7), .O(D[7]));并行－串行转换器 没有启动命令时并行－串行转换器ser_out并行输入par_in 移位输入7位并行-串行转换器ser_out并行输入par_in 移位输入7位并行-串行转换器2.1 实验内容用Verilog HDL语言，采用结构化描述方法设计一个8位带并行输入的右移移位寄存器。
数字电路与数字逻辑实验4-移位寄存器及应用
2、多功能移位寄存器-74LS194
多功能寄存器具有并行置数、左移、右移、保持的功能。
S1S0 =00： 保持
S1S0 =01：右移
S1S0 =10： 左移
S1S0 =11： 置位
三、实验内容
1、用74LS194设计扭环型计数器
扭环形计数器：用n位的移位寄存器所构成的具有2n种状态的 计数器，也称为约翰逊计数器。
1
DIL Q0
DIR Q 0 Q 1 Q 2 Q 3 S 0
0
DIL 74LS194 S1 1
CP CP D0 D1 D2 D3 RD
Q0Q1Q2Q3
××××
0000Βιβλιοθήκη 00010011左移
复位
0111
1000
1100
1110
1111
2、用74LS194设计00011101序列信号发生器
⑴ 序列信号的循环长度 M=8，确定移位寄存器位数 n， 2n-1＜M≤2n，。故 n=3，选定为 3 位。
设备型号 THM—7
ESCORT 3136A
TBS1102B AFG3000C
数量 一台 一台 一台 一台
备注
⑵ 确定移位寄存器的 M个独立状态。将序列码 00011101按 照每 3 位一组，划分为 8个状态，状态转换图如下：
⑶ 根据 M个不同状态列出移位寄存器的状态表和反馈函 数表，求出反馈函数 F 的表达式。
⑷ 设计电路
利用双四选一数据选择 器74LS153实现组合电路， 具体电路如右图所示。
CP端输入1KHz,VP-P=4V, 直流偏置=2v的方波信号， 用示波器观察CP信号和F输 出信号。
⑸ 实验结果
移位寄存器实验报告参考
移位寄存器实验报告（一）实验原理移位寄存器是用来寄存二进制数字信息并且能进行信息移位的时序逻辑电路。
根据移位寄存器存取信息的方式可分为串入串出、串入并出、并入串出、并入并出4种形式。
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。
该移位寄存器有左移，右移、并行输入数据，保持及异步清零等5种功能。
有如下功能表（二）（三）实验内容1.按如下电路图连接电路十个输入端，四个输出端，主体为74194.2.波形图参数设置：End time：2us Grid size:100ns波形说明：clk:时钟信号； clrn：置0s1s0:模式控制端 sl_r:串行输入端abcd：并行输入 qabcd：并行输出结论：clrn优先级最高，且低有效高无效；s1s0模式控制，01右移，10左移，00保持，11置数重载；sl_r控制左移之后空位补0或补1。
3.数码管显示移位（1）电路图（2）下载验证管脚分配：a,b,c,d:86,87,88,89 bsg[3..0]:99,100,101,102clk:122 clk0:125 clrn:95q[6..0]:51,49,48,47,46,44,43 s0,s1:73,72sl_r:82,83结论：下载结果与仿真结果一致，下载正确。
一、实验日志1.移位寄存器的实验真的挺纠结的，本来想用7449的，但是下载结果出现了错误，想到它在这个电路图中的功能比较单一，就自己写了一个my7449，终于对了。
五、思考题（1）简单说明移位寄存器的概念及应用情况？概念：移位寄存器是用来寄存二进制数字信息且能进行信息移动的时序逻辑电路。
根据移位寄存器存取信息的方式不同可以分为串入串出，串入并出，并入串出，并入并处4种形式。
应用：移位寄存器可以构成计数器，顺序脉冲发生器，串行累加器，串并转换，并串转换等。
（2）仿真常规方法步骤是什么？有什么注意事项？a)新建波形文件后波形图参数设置b)添加结点或总线后信号整合与位置分配c)激励输入及分段仿真注意事项：1.激励输入信号与待分析输出信号上下放置，界限分明；时钟信号置顶，其他输入信号可按异步控制，同步控制，数据输入顺序向下放置；同一元器件的控制信号就近放置；同一功能的控制信号就近放置；2.符合总线形式的IO信号优先整合；同一器件和同一属性的控制信号优先整合；脉冲信号一般不整合；整合前信号应按高位到低位顺序向下放置；整合后信号名以能直观反映该信号功能为宜；3.首先设置时钟信号等系统信号激励完成电路初始状态，其次将时间轴划分为连续的时间段，一时间段完成一小步实验内容。
移位寄存器 实验报告
实验室：实验台号：日期：
专业班级：姓名：学号：
一、实验目的
1.了解二进方法。
二、实验内容
（一）用D触发器设计左移移位寄存器
（二）利用74LS161和74LS00设计实现任意进制的计数器
设计要求：
以实验台号的个位数作为所设计的任意进制计数器（0、1、2任选）。
8进制
利用复位法实现8进制计数器，8=1000B，将A端同与非门相连，当A端=1时，使复位端获得信号，复位，从而实现8进制。
五、思考题
1. 74LS161是同步还是异步，加法还是减法计数器?
答：在上图电路中74LS161是异步加法计数器。
2.设计十进制计数器时将如何去掉后6个计数状态的?
答：通过置位端实现时，将Q0、Q3接到与非门上，输出连接到置位控制端。当Q3=1，Q2=0，Q1=0，Q0=1，即十进制为9时，与非门输入端Q0、Q3同时为高电平，位控制端为低电位，等到下一个CP上升沿到来时，完成置数，全部置为0。
三、实验原理图
1.由4个D触发器改成的4位异步二进制加法计数器
（输入二进制：11110000）
2.测试74LS161的功能
输入端
输出
Qn
时钟
清零
置数
P
T
X
0
X
X
X
清零
1
0
X
X
置数
1
1
1
1
计数
X
1
1
0
X
不计数
X
1
1
X
0
不计数
3.熟悉用74LS161设计十进制计数器的方法。
1利用置位端实现十进制计数器。
实验5 移位寄存器及其应用
5
6 7 8
0111
0011 0001 0Hale Waihona Puke 006五．实验报告要求
1．测试移位寄存器74LS194的逻辑功能，分析实
验结果，总结74LS194的逻辑功能。
2．画出4位右移环形计数器、左移环形计数器和
右移扭环形计数器的电路图并填表。
7
１台 1片 １片
1
00
00
02
20
86
51
74
74
连续脉冲 单脉冲
194
2
三．实验内容 １．测试74LS194的逻辑功能
RD 异步置0端
CP：时钟脉冲输入端 S1、S0为操作模式控制端 D0-D3为并行输入端； Q0-Q3为并行输出端 DIL为左移串行输入端
3
DIR为右移串行输入端；
测试74LS194的逻辑功能：
S1 S0 CP DIL DIR D0 D1 D2 D3 Q0 Q1 Q2 Q3
功能总结
清零
并行置数 清零 右移1位 右移1位 右移1位 右移1位 清零 左移1位 左移1位 左移1位
0 ×× × × × × × × × 0 0 0 0
1
1 1
1 0 ↑
1 0 ↑
1 × ××× × 0 0 0 1
1 × ××× × 0 0 1 1
按表5.2所规定的输入状态，逐项进行测试。
置零 模式 时钟 串行 输入 输出
RD 0 ×× × × × × × × × 0 0 0 0
1 1 1 1 1 1 1 1 1 ↑ × × a b c d a b c d 0 1 ↑ × 0 ××× × 0 0 0 0 0 1 ↑ × 1 ××× × 1 0 0 0 0 1 ↑ × 0 ××× × 0 1 0 0 0 1 ↑ × 0 ××× × 0 0 1 0 1 0 ↑ 1 0 ↑ 0 × ××× × 0 0 0 0 0 × ××× × 0 0 0 0 0 ×× × × × × × × × 0 0 0 0
移位寄存器及其应用58501
三、实验内容
1 、测试74LS194（或CC40194）的逻 辑功能
2、环形计数器
自拟实验线路用并行送数法予置寄存器为某二进制 数码（如0100），然后进行右移循环，观察寄存 器输出端状态的变化，记入表7－6中。
2、实现数据串、并行转换
(1)串行输入、并行输出 按图7－3接线，进行右移串入、并出实验，串入数码自定；改接线路用左移 方式实现并行输出。自拟表格，记录之。
实验题目
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）熟悉移位寄存二、实验设备与器件
1、＋5V直流电源； 2、逻辑电平显示器 ； 3、连续脉冲源； 4、单次脉冲源； 5、逻辑电平开关； 6、74LS194×2（CC40194）、74LS00 和74LS20
(2)并行输入、串行输出 按图7－4接线，进行右移并入、串出实验，并入数码自定。再改接线路 用左移方式实现串行输出。自拟表格，记录之。
用74LS20与74LS00完成
四、注意事项
1、接插集成块时，要认清定位标记，不得插反。 2、电源电压使用范围为＋4.5V～＋5.5V之间，实 验中要求使用Vcc＝＋5V。电源极性绝对不允许接错。 3、输出端不允许并联使用（集电极开路门(OC)和 三态输出门电路(3S)除外）。否则不仅会使电路逻辑功 能混乱，并会导致器件损坏。 4、输出端不允许直接接地或直接接＋5V电源，否 则将损坏器件，有时为了使后级电路获得较高的输出电 平，允许输出端通过电阻R接至Vcc，一般取R＝3～5.1 KΩ 。 5、级联芯片实现多位计数功能时芯片之间的连接 关系。
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。
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。
移位寄存器 实验报告
（一）用D触发器设计左移移位寄存器
（二）利用74LS161和74LS00设计实现任意进制的计数器
设计要求：
以实验台号的个位数作为所设计的任意进制计数器（0、1、2任选）。
三、实验原理图
1.由4个D触发器改成的4位异步二进制加法计数器
（输入二进制：11110000）
2.测试74LS161的功能
3.谈谈电子实验的心得体会，希望同学们提出宝贵意见。
答：通过这学期的电子实验，我对电子电路有了更加深入地了解。初步了解了触发器、寄存器、计数器等电子元件的使用。将理论与实践相结合，更加深入的了解了电子技术，学到了很多，对这学期的电子实验十分满意。
五、思考题
1. 74LS161是同步还是异步，加法还是减法计数器?
答：在上图电路中74LS161是异步加法计数器。
2.设计十进制计数器时将如何去掉后6个计数状态的?
答：通过置位端实现时，将Q0、Q3接到与非门上，输出连接到置位控制端。当Q3=1，Q2=0，Q1=0，Q0=1，即十进制为9时，与非门输入端Q0、Q3同时为高电平，位控制端为低电位，等到下一个CP上升沿到来时，完成置数，全部置为0。
输入端不计数共阴极艮惶注再现前十进制计饕器并简述移位脉冲的次数移位寄存器状态进制利用复位法实现8进制计数器81000b将a端同与非门相连当使复位端获得信号复位从而实现进制
实验四：移位寄存器和计数器的设计
实验室：实验台号：日期：
专业班级：姓名：学号：
一、实验目的
1.了解二进制加法计数器的工作过程。
2.掌握任意进制计数器的设计方法。
输入端
输出
Qn
时钟
清零
置数
P
T
X
0
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．掌握4位双向移位寄存器74LS194的逻辑功能及使用方法。
2．熟悉移位寄存器的应用——构成环形计数器和串行累加器。
二、预习要求1．复习寄存器及累加运算的有关内容。
2．了解74LS194的逻辑功能、移位寄存器构成环形计数器和串行累加器的方法。
三、实验原理1．移位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。
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。
本实验选用的是4位双向移位寄存器,型号为74LS194（TTL器件）或CC40194 （CMOS器件），两者功能完全相同，可以互换使用。
74LS194的最高时钟脉冲为36MHZ，其逻辑符号及引脚排列如图8-1 所示：图8-1 74LS194的逻辑符号及引脚排列其中：D0～D1为并行输入端；Q0～Q3为并行输出端；S R――右移串行输入端；S L－－左移串行输入端；S1、S0――操作模式控制端；――为直接无条件清零端；CP――为时钟脉冲输入端。
74LS194模式控制及状态输出如表8.1所示：表8.1 LS194模式控制及状态输出表2、移位寄存器的应用移位寄存器的应用范围很广，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串行累加器的线路及其原理。
（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8-2所示。
把输出端Q0和右移串行输入端S R相连，设初态为Q3Q2Q1Q0=1000，则在CP作用下，模式设为右移，输出状态依次为：1000 →0100 →0010 →0001图8-2所示电路是一个有四个有效状态的计数器，这种类型计数器通常称为环形计数器。
同时输出端输出脉冲在时间上有先后顺序，因此也可以作为顺序脉冲发生器。
组成原理实验(五)-移位寄存器实验
计算机组成原理实验(五)-运算器扩展实验实验项目名: 移位寄存器实验实验要求：通过实验，理解移位操作的重要的作用;熟悉实验台上移位寄存器部件的硬件连线和移位操作的控制信号;掌握移位寄存器的控制方法;验证移位运算的意义。
实验内容:（1）完成电路连接。
将运算器单元、输入模块和输出模块挂接到总线上，连接好时序启停模块，为运算器工作提供基本的时序参考信号。
（2）分析运算器单元的移位寄存器的数据通路，确定通过该寄存器实现一次移位操作所需的控制序号序列，根据其发生的先后时序关系,写出相应的微控制信号序列。
（3）通过实验台的微控制输入开关，逐条的输入微控制信号，通过输入单元输入运算数据，在控制信号和时序信号的作用下，利用单步工作模式,控制移位寄存器工作，观察输出的计算结果。
通过实验完成以下内容：A、验证各种移位操作的控制方法，记录结果。
B、设计控制信号，充分利用移位操作，实现以下运算：详细说明：（1）实验中使用的移位寄存器位于运算器单元，是由一片74LS299芯片构造的移位寄存器，通过内部逻辑连接，该移位寄存器可以实现对数据的循环左、右移和带进位CN的循环左、右移。
充分利用各种提供的移位方式，配合上次实验课学过的运算单元，可以实现简单的乘法和除法运算。
下面看下利用移位器进行运算的基本方法和步骤：（a）移位操作的实现方法：✶通过输入模块将待操作的数据送到总线（SW-B）；✶将总线上的数据打入移位寄存器（移位寄存器装数操作，见表1）；✶对数据进行移位操作（根据表1的说明，合理的设置控制信号）✶将移位结果送到总线上，以便观察或其它使用（299-B）；（b）移位运算与加法运算的配合：由于实验台的硬件限制，要实现简单的乘法运算，可以手动根据乘数的对应位值配置加法和移位操作实现。
✶将DR1寄存器作为部分积寄存器，初始化清零；✶将DR2寄存器作为被乘数寄存器，初始化为被乘数的绝对值；✶从乘数（绝对值）的最低位开始，根据对应位的值，控制ALU作DR1+DR2或者不加；✶将加运算的结果送入299移位寄存器，做带进位的循环右移操作，将移位结果重新送回DR1寄存器；根据移位操作执行后CN标志，记录乘积的的最低位；✶重复上述第3-5步，直到所有的乘数位都已考虑，完成乘法运算，乘积为DR1(部分积寄存器)的值（高位）和记录的所有移出CN位（低位）的合并；（2各模块控制信号说明：①输入模块：✶SW-B，开关输入信息送数据总线控制信号。
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。
移位寄存器及其应用
左移 串行 输入
模4环形计数器
& 1 12 13 14 15 2 CR 1 D SR CR Q3 Q2 Q1 Q0 74LS194 CP D3 D2 D1 D0 11 6 5 4 3 M0 M1 1 +5V
（Q3Q2Q1Q0）
1110 1101
0111
1011
CP
5
串行移位电路
1 并行输出 +5V
（Q3Q2Q1Q0）
1000 0100
0001
0010
7
三、实验内容和要求
要求 CP选1Hz方波，发光二极管显示输出过程 (验收) CP 选 1KHz 方波，观察并记录 CP 、 Q0 、 Q1 、 Q2、Q3波形（实验报告）
8
四、实验注意事项
电源 （VDD=＋5V、VSS=地） 核对无误，再接入！ 输出端切忌短路、线与！ 多余输入端 —— 不能悬空 电路图一定要标上芯片引脚号! 芯片管脚图P343
9
五、实验报告要求
1.画出环形计数器的实验电路图，说明电路的 工作过程； 2.画出环形计数器的CP、Q0、Q1、Q2、Q3 波形（5个），比较它们之间的时序关系； 3.说明实验过程中产生的故障及其解决方法； 4.简述实验心得、体会与建议； 5.思考题： P168---4
10
考试说明
数字部分操作考试 时间：19周上课时间 要求： 开卷考试的形式，考试时间2小时。 现场设计与实现，使用实验箱。 准备好所有已发元器件，包括各类 逻辑门、触发器、数码管、发光二 极管、电阻、电容、161,194等.
0 x 0 x x x 清零 保持 1
16
15
14
13
12
11
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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；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；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→Q0），保持及清零。
S1、S0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。
图 10－2环形计数器
如果将输出Q O与左移串行输入端S L相连接，即可达左移循环移位。
(2)实现数据串、并行转换
①串行/并行转换器
串行/并行转换是指串行输入的数码，经转换电路之后变换成并行输出。
图10－3是用二片CC40194（74LS194）四位双向移位寄存器组成的七位串/并行数据转换电路。
图10－3 七位串行 / 并行转换器
电路中S0端接高电平1，S1受Q7控制，二片寄存器连接成串行输入右移工作模式。
Q7是转换结束标志。
当Q7＝1时，S1为0，使之成为S1S0＝01的串入右移工作方式，当Q7＝0时，S1＝1，有S1S0＝10，则串行送数结束，标志着串行输入的数据已转换成并行输出了。
串行/并行转换的具体过程如下：
转换前，R C端加低电平，使1、2两片寄存器的内容清0，此时S1S0＝11，寄存器执行并行输入工作方式。
当第一个CP脉冲到来后，寄存器的输出状态Q0～Q7为01111111，与此同时S1S0变为01，转换电路变为执行串入右移工作方式，串行输入数据由1片的S R端加入。
随着CP脉冲的依次加入，输出状态的变化可列成表10-3所示。
表10－3
由表10－3可见，右移操作七次之后，Q7变为0，S1S0又变为11，说明串行输入结束。
这时，串行输入的数码已经转换成了并行输出了。
当再来一个CP脉冲时，电路又重新执行一次并行输入，为第二组串行数码转换作好了准备。
②并行/串行转换器
并行/串行转换器是指并行输入的数码经转换电路之后，换成串行输出。
图10－4是用两片CC40194（74LS194）组成的七位并行/串行转换电路，它比图10－3多了两只与非门G1和G2，电路工作方式同样为右移。
图10－4 七位并行 / 串行转换器
寄存器清“0”后，加一个转换起动信号（负脉冲或低电平）。
此时，由于方式控制S1S0为11，转换电路执行并行输入操作。
当第一个CP脉冲到来后，
Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7的状态为0D1D2D3D4D5D6D7，并行输入数码存入寄存器。
从而使得G1输出为1，G2输出为0，结果，S1S2变为01，转换电路随着CP脉冲的加入，开始执行右移串行输出，随着CP脉冲的依次加入，输出状态依次右移，待右移操作七次后，Q0～Q6的状态都为高电平1,与非门G1输出为低电平，G2门输出为高电平,S1S2又变为11，表示并/串行转换结束，且为第二次并行输入创造了条件。
转换过程如表10－4所示。
中规模集成移位寄存器，其位数往往以4位居多，当需要的位数多于4位时，可把几片移位寄存器用级连的方法来扩展位数。
三、实验设备及器件
1、＋5V直流电源
2、单次脉冲源
3、逻辑电平开关
4、逻辑电平显示器
5、 CC40194×2（74LS194） CC4011(74LS00) CC4068(74LS30)
四、实验内容
1 、测试CC40194（或74LS194）的逻辑功能
按图10－5接线，R C、S1、S0、S L、
S R、D0、D1、D2、D3
输出插口；Q0、Q1、Q2、Q3
显示输入插口。
CP端接单次脉冲源。
按
表10－5
试。
图10－5 CC40194逻辑功能测试
(1)清除：令R C＝0，其它输入均为任意态，这时寄存器输出Q0、Q1、Q2、
Q3应均为0。
清除后，置R C＝1 。
(2)送数：令R C＝S1＝S0＝1 ，送入任意4位二进制数，如D0D1D2D3＝abcd，加CP脉冲，观察CP＝0 、CP由0→1、CP由1→0三种情况下寄存器输出状态的变化，观察寄存器输出状态变化是否发生在CP脉冲的上升沿。
(2)右移：清零后，令R C＝1，S1＝0，S0＝1，由右移输入端S R送入二进制数码如0100，由CP端连续加4个脉冲，观察输出情况，记录之。
(4) 左移：先清零或予置，再令R C＝1，S1＝1，S0＝0，由左移输入端S L送入二进制数码如1111，连续加四个CP脉冲，观察输出端情况，记录之。
(5) 保持：寄存器予置任意4位二进制数码abcd，令R C＝1，S1＝S0＝0，加CP脉冲，观察寄存器输出状态，记录之。
2、环形计数器
自拟实验线路用并行送数法予置寄存器为某二进制数码（如0100），然后进行右移循环，观察寄存器输出端状态的变化，记入表10－6中。
3、实现数据的串、并行转换
(1)串行输入、并行输出
按图10－3接线，进行右移串入、并出实验，串入数码自定；改接线路用左移方式实现并行输出。
自拟表格，记录之。
(2)并行输入、串行输出
按图10－4接线，进行右移并入、串出实验，并入数码自定。
再改接线路用左移方式实现串行输出。
自拟表格，记录之。
五、实验预习要求
1、复习有关寄存器及串行、并行转换器有关内容。
2、查阅CC40194、CC4011及CC4068 逻辑线路。
熟悉其逻辑功能及引脚排列。
3、在对CC40194进行送数后，若要使输出端改成另外的数码，是否一定要使寄存器清零？
4、使寄存器清零，除采用R C输入低电平外，可否采用右移或左移的方法？可否使用并行送数法？若可行，如何进行操作？
5、若进行循环左移，图10－4接线应如何改接？
6、画出用两片CC40194构成的七位左移串/并行转换器线路。
7、画出用两片CC40194构成的七位左移并/串行转换器线路。
六、实验报告
1、分析表10－4的实验结果，总结移位寄存器CC40194的逻辑功能并写入表格功能总结一栏中。
1、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。
2、分析串/ 并、并 /串转换器所得结果的正确性。