数字电路实验6移位寄存器的应用-7页word资料
实验六 寄存器及应用
实验六 移位寄存器及应用一、实验目的1、了解并掌握四位单向、双向移位寄存器的逻辑功能；2、熟悉移位寄存器的基本使用方法。
二、实验器材和仪器设备 1、实验仪器设备（1）DLC —1数字电子技术实验箱 （2）万用表2、实验器件：74LS194、74LS04、74LS20 等 三 实验原理1、在数字系统中能寄存二进制信号，并进行移位的逻辑部件称为移位寄存器。
根据移位输入和输出信号的方式有：串入串出、串入并出、并入串出、并入并出四种形式，按移位方向有左移、右移两种。
2、集成双向移位寄存器集成移们寄存器的种类很多，现以典型芯片74194为例来介绍其逻辑功能。
下图是74LS194芯片,它有16个引脚。
其功能真值表如表所示。
图5-3 四位双向移位寄存器74194引脚图R C :异步清零端； CP:时钟送数脉冲输入端； S 1S 0 ：控制方式选择端， S R ：右移串行输入数据端； S L ：左移输入端。
Q 3：右移串行输出端；Q 0：左移串行输出端。
D 0-D 3：并行输入；Q 0-Q 3：并行输出。
表5-2 74194双向移位功能表........① 清0功能。
当CR =0时，双向移位寄存器置0。
Q 0-Q 3 都为0状态。
② 保持功能。
当CR =1、CP= 0或1 CR 、S 1S 0 =00时，双向移位寄存器保持原状态不变。
③ 并行送数功能。
当CR =1、S 1S 0 =11时，在CP 上升沿作用下，使D 0-D 3 端输入的数码d 0-d 3并行送入寄存器，显然是同步并行送数。
④ 右移串行送数功能。
当CR =1、S 1S 0 =01时，在CP 上升沿作用下，执行右移功能，D SR 端输入的数码依次送入寄存器。
⑤ 左移串行送数功能。
当CR =1、S 1S 0 =10时，在CP 上升沿作用下，执行左移功能，D SL 端输入的数码依次送入寄存器。
四、实验内容1.验证74LS194 双向移位寄存器的逻辑功能（70分）D 0、D 1、 D 2、D 3分别接数据开关K 1、K 2、K 3、K 4。
移位寄存器及其应用实验报告
移位寄存器及其应用实验报告1. 背景在数字电路中，移位寄存器是一种常见的基本电路元件。
它可以将输入数据按照一定规则进行移位操作，并输出处理后的数据。
移位寄存器通常由触发器构成，分为串行移位寄存器和并行移位寄存器。
在实际应用中，移位寄存器常用于数据存储、数据传输、脉冲发生器等方面。
本实验旨在通过设计移位寄存器电路及其应用电路的实验，加深对移位寄存器工作原理的理解，掌握其应用。
2. 实验目的1.了解移位寄存器的基本原理；2.学会设计移位寄存器电路及其应用电路；3.掌握移位寄存器的应用方法。
3. 实验原理与方法3.1 移位寄存器原理移位寄存器将输入数据按照一定规则进行移位操作，并输出处理后的数据。
常见的移位规则包括：左移、右移、循环左移、循环右移等。
移位寄存器通常由触发器构成，触发器的状态决定了寄存器中存储的数据。
本实验主要探究两种常用的移位寄存器：串行移位寄存器和并行移位寄存器。
3.1.1 串行移位寄存器串行移位寄存器中，数据是按照位的顺序逐个进行移位的。
串行移位寄存器可以通过级联多个D触发器实现，每个D触发器的输出与下一个D触发器的输入相连。
3.1.2 并行移位寄存器并行移位寄存器中，数据的位同时进行移位。
并行移位寄存器可以通过级联多个D 触发器实现，每个D触发器的输入都与移位数据的对应位相连。
3.2 实验所用材料与方法3.2.1 材料•移位寄存器芯片•发光二极管（LED）•电路连接线3.2.2 方法1.实验预备：准备实验所需的移位寄存器芯片、LED和电路连接线。
2.按照移位寄存器原理，设计移位寄存器电路并进行布线连接。
3.使用示波器检查电路的正确性。
4.进行实验验证，观察移位寄存器的运行情况，并记录实验结果。
4. 实验结果与分析本实验设计了一个4位串行移位寄存器电路，并进行了验证实验。
首先，按照原理部分的描述，我们选择了一个基于D触发器的4位串行移位寄存器芯片。
通过连接四个D触发器，将其串联起来，即可构成一个4位的串行移位寄存器。
集成移位寄存器应用实验
实验九集成移位寄存器应用实验一、实验目的1、了解集成移位寄存器的控制功能。
2、掌握集成移位寄存器的应用。
二、实验原理移位寄存器的功能是当时钟控制脉冲有效时，寄存器中存储的数码同时顺序向高位（左移）或向低位（右移）移位一位。
所以，移位寄存器的各触发器状态必须同时变化，为同步时序电路。
因为数据可以按序逐位从最低位或最高位串行输入移位寄存器，也可以通过置数端并行输入移位寄存器。
所以移位寄存器的数据输入、输出方式有并行输入/并行输出、并行输入/串行输出、串行输入/并行输出、串行输入/串行输出。
移位寄存器主要应用于实现数据传输方式的转换（串行到并行或并行到串行）、脉冲分配、序列信号产生以及时序电路的周期性循环控制（计数器）等。
4位移位寄存器74LS194的逻辑功能如表3.9.1所示。
在方式信号三S1和S0控制下，74LS194可以实现右移（串行数据从S D输入）、左移（串行数据从S A输入）、置数（并行数据从d、c、b、a输入）及保持（输出不变）功能。
表3.9.1 四位移位寄存器74194功能表图3.9.1 为简易兵乓球游戏机电路。
输入R，L为球拍击球信号，高电平有效，输出去Q D~Q A接4个发光二极管指示乒乓球的运动轨迹。
游戏规则：R或L输入一个正脉冲发球，发光二极管指示球向对方移动，到达对方顶端位置时，对方必须及时接球，使球返回，否则就会失球。
输入的移位脉冲频率越高，球的移动轨迹越快，接球难度越大。
3、实验参考电路（1）乒乓球游戏机电路原理如图3.9.1所示（2）寄存器如图3.9.2 所示。
三、实验设备与器材1、THD-4型数字电路实验箱2、集成四2输入或非门（74LS02）3、集成四异或门（74LS860）4、集成四位移位寄存器（74LS194）四、试验内容与步骤（1）乒乓球游戏电路实验①连接图3.9.1电路或或非门部分，R 与L 端接逻辑开关，Q 与Q 端接发光二极管。
测试并记录电路的逻辑功能。
实验七 移位寄存器及其应用
实验七移位寄存器及其应用一、实验目的1.移位寄存器74LS194的逻辑功能及使用方法；2.熟悉4位移位寄存器的应用。
二、实验预习要求1.了解74LS194的逻辑功能；2.用4位移位寄存器构成8位移位寄存器；3.了解移位寄存器构成环形计数器的方法。
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。
74 LS194是一个4位双向移位寄存器, 最高时钟脉冲为36MHz, 其逻辑符号及引脚排列如如图7.1所示。
图实验7.1 74 LS194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；SR－右移串引输入端；SL－左移串引输入端；S1.S0－操作模式控制端；/CR－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实验7.1所示。
2.用74LS194构成8位移位寄存器电路如实验7.2所示, 将芯片（1）的Q3接至芯片（2）的SR,将芯片（2）的Q4接至（1）的SL, 即可构成8位的移位寄存器。
注意: /CR端必须正确连接。
3.74LS194构成环形计数器把位移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, 如图实验7.3所示。
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：表实验7.1 74LS194工作状态表图实验7.2 8位移位寄存器图实验7..3 环形计数器四、实验仪器设备1.TPE－AD数字实验箱 1台2.四位双向移位寄存器74LS194 2片3.四两输入集成与非门74LS00 1片五、实验内容及方法1.测试74LS194（或CC40194）的逻辑功能参图实验7.1接线, /CR 、S1.S0、SL、SR、D3.D2.D1.D0分别接逻辑电平开关输出插孔；Q3Q2Q1Q0用LED电平显示, CP接单脉冲源输出插孔。
按表实验7.1进行逐项对比测试。
（1）清零: 令=0, 此时Q3Q2Q1Q0=0000。
实验6移位寄存器及其应用
实验六 移位寄存器及其应用一、实验目的1、 掌握移位寄存器功能的测试方法2、 掌握4位双向移位寄存器的逻辑功能 二、实验仪器及设备1、 EEL-II 型电工电子实验台2、 集成器件74LS194 三、实验内容1、 在数字实验箱中插入74LS194，按图6.1接线V CC S 1S 0D SR A D SL B C D GNDQ A Q B Q C Q DCRCP逻辑电平显示器数 据 开 关+5v复位按钮SB单次脉冲74LS194图6.1 74LS194管脚排列图和逻辑功能测试图2、 接线完毕，检查无误后，进行基本功能测试 复位：CR =0，电路复位，Q A Q B Q C Q D =0000 保持：CR 非=1，S 1=S 0=0，Q A ~Q D 状态不变使CR =1，S 1、S 0（工作状态控制端）任意，CP=0或CP=1，则Q A ~Q D 状态也不变表6.1 74LS194双向4位移位寄存器功能表并行置数：置CR=1，S1=S0=10，数据输入端DCBA置为0101，输入单次脉冲，则Q D Q C Q B Q A=0101，如果改变DCBA数据，再按单次脉冲，新数据将置入。
右移位：置CR=1，S1=0，S0=1，D SR=1，D SL=*，输入单次脉冲，则Q A=1，Q B=Q An，Q C=Q Bn，Q D=Q Cn左移位：置CR=1，S1=1，S0=0，D SR=*，D SL=1，输入单次脉冲，则Q D=1，Q C=Q Dn，Q B=Q Cn，Q A=Q Bn3、循环右移应用如将上图中的D SR端接到Q D端，并将寄存器Q D~Q A置为1000，且满足右移条件，在寄存器会右移一个“1”，每4个时钟脉冲完成一次循环。
4、用74LS194组成8位移位寄存器原理如图6.2所示。
逻辑状态显示器图6.2 用74LS194组成8位移位寄存器原理图四、实验报告整理各项测试结果。
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
移位寄存器实验心得
移位寄存器实验心得在数字电路实验中，移位寄存器是一个非常重要的组件，它在数字信号处理和数据存储中起着至关重要的作用。
通过对移位寄存器的实验，我对其工作原理和应用有了更深入的了解，并且积累了一些宝贵的实验心得。
首先，移位寄存器是一种能够将数据按位进行移动的寄存器，它可以实现数据的左移和右移操作。
在实验中，我使用了几种不同类型的移位寄存器，包括串行移位寄存器和并行移位寄存器。
通过对这些寄存器的实验，我发现它们在数据处理中具有非常灵活的应用方式，能够满足不同的需求。
其次，通过实验我了解到移位寄存器在数字信号处理中的重要性。
在实际应用中，移位寄存器可以用来实现数字信号的平移、延迟和时序控制等功能。
在数字滤波、数字调制解调、数字信号处理等领域，移位寄存器都扮演着不可或缺的角色。
另外，通过实验我还学会了如何使用移位寄存器来实现数据存储和传输。
在实验中，我将移位寄存器和其他逻辑门电路结合起来，实现了数据的存储和传输功能。
这种方法可以在数字系统设计中发挥重要作用，提高数据处理的效率和可靠性。
在实验中，我还发现了一些需要注意的问题。
首先是移位寄存器的时钟信号。
在实际应用中，时钟信号的频率和相位对移位寄存器的工作有着重要影响，需要合理设计和控制。
其次是移位寄存器的级联和级联。
在实验中，我发现级联多个移位寄存器可以实现更复杂的数据处理功能，但是需要注意级联的时序和逻辑关系，以避免出现故障。
总的来说，通过对移位寄存器的实验，我对其工作原理和应用有了更深入的了解，并且积累了一些宝贵的实验心得。
移位寄存器在数字信号处理和数据存储中具有非常重要的作用，它可以实现数据的移动、存储和传输等功能，对于数字系统设计和数字信号处理具有重要意义。
希望通过不断的实验和学习，我能够更深入地理解移位寄存器的工作原理和应用，为将来的工程实践打下坚实的基础。
【2024版】精品课件-数字电子技术(第三版)(刘守义)-第6章
第6章 寄 存 器
2. 所谓可编程分频器是指分频器的分频比可以受程序控制。 在现代通信系统与控制系统中，可编程分频器得到广泛的应 用。 下面以图6.10的实际电路为例， 介绍利用移位寄存器 实现可编程分频的基本思路。
(2) 并行加载数据。 断开电源， 将S0、 S1置11（都接 高电平）， 将D0~D3置1010； 接通电源， 此时， 发光二极 管均不亮， 送出一个单脉冲， 观察发光二极管的亮、 灭情 况。如果操作准确， 发光二极管的亮、 灭指示Q0~Q3的数据 为1010， 说明D0~D3的数据已加载到输出端， 此时再改变输 入端的数据， 输出数据不变。
第6章 寄 存 器 实训6 寄 存 器
6.1 寄存器的功能与使用方法 6.2 寄存器应用实例 6.3 寄存器集成电路简介
第6章 寄 存 器
实训6 1. （1） 了解寄存器的基本功能。 （2） 学会寄存器的使用方法。 （3） 熟悉寄存器的一般应用。 （4） 进一步掌握数字电路逻辑关系的检测方法。
第6章 寄 存 器
第6章 寄 存 器
当A、 B的数据(即74LS194 S0、 S1端的数据)为01时， 数据右移； 第一个时钟脉冲过后， 74LS194（1）DSR端的数 据1移位至Q0端， 其他Q端的0均依次右移， 各输出端的数据 如表6.1的第2行数据所示； 此后， 随着时钟脉冲的到来， 发光二极管自左至右一个个点亮， 第8个脉冲以后， 全部二 极管均点亮, 此时， DSR端的数据变为0， 随着后续脉冲的到 来， 发光二极管自左至右一个个熄灭。
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。
数电6实验报告--移位寄存器及其应用
学生实验报告系别电子信息学院课程名称电子技术实验班级 12通信A 实验名称移位寄存器及其应用姓名实验时间2014年4月29 日学号 20120101010 指导教师陈卉成绩教师签名陈卉批改时间2014年月日报告内容一、实验目的1. 掌握四位双向移位寄存器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。
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15-1所示。
图15-1 74LS194(或CC40194)的逻辑符号及引脚排列表14-1 74LS194的功能表其中SR为右移串行输入端，SL为左移串行输入端；功能作用如表15-1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。
图14-2 环形计数器示意图将输出端Q3与输入端SR相连后，在时钟脉冲的作用下Q0Q1Q2Q3将依次右移。
同理，将输出端Q0与输入端SL相连后，在时钟脉冲的作用下Q0Q1Q2Q3将依次左移。
（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。
图14-3 七位串行/并行转换电路示意图电路中S0端接高电平1，S1受Q7控制，两片寄存器连接成串行输入右移工作模式。
2019年湖南工大-数电实验六 移位寄存器及其应用.doc
实验六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9—1所示。
图9—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；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；C R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C R端的控制作用如表9—l。
表9—l2、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9—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9—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9—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。
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；Q A、Q B、Q C、Q D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；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（Q D→Q A），左移（Q D←Q A），保持和清零。
74LS194功能表如表18.1所示：CLR CP S1S0工作状态0 1 1 1 1 XX↑↑↑X X000 1101 1置零保持右移，S R为串行输入，Q A为串行输出左移，S L为串行输入，Q D为串行输出并行输入表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。
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。
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。
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”。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验报告
课程名称：数字电路实验第 6 次实验实验名称：移位寄存器的应用
实验时间：2019 年 5 月7 日
实验地点：组号
学号：
姓名：
指导教师：评定成绩：
实验六移位寄存器应用
一、实验目的：
1．了解寄存器的基本结构。
2．掌握74LS194移位寄存器的逻辑功能。
3．学习中规模移位寄存器的应用。
二、实验仪器：
6 74LS04 1
7 74LS00 1
8 74LS86 1
9 74LS10 1
三、实验原理：
数据的存储和移动是数字信号的一种常见运作，能实现这种动作的是数据寄存器和移位寄存器，它们同计数器一样也是数字电路中不可缺少的基本逻辑器件。
数据寄存器有两类结构，一类是由多个钟控D锁存器组成的，另一类是由多个钟控D触发器组成的。
数据寄存器的数据的输入和输出都是并行的。
移位寄存器的结构也是由多个触发器级联的，其数据不仅可以存储，还可以左移或右移。
移位寄存器的数据的输入和输出都有串行和并行之分，数据的动作受公共时钟信号的控制，也就是同步工作的。
4位双向移位寄存器74LS194A为TTL双极型数字集成逻辑电路，外形为双列直插，它具有清除、左移、右移、并行送数和保持等多种功能，是一种功能比较全的中规模移位寄存器，图6-1是引脚排列图，逻辑符号如图6-2所示，74LS194A的功能表见表6-1。
表6-1 74LS194A 4位双向移位寄存器功能表
功能M1 M0 CP R D D R d1 d2 d3 d4 D L Q1n+1 Q2n+1 Q3n+1 Q4n+1清零― ― ― 0― ― ― ― ― ―0 0 0 0
预置 1 1 ↑ 1― d1 d2 d3 d4 ―d1d2d3d4
右移0 1 ↑ 1d R― ― ― ― ―d R d1d2d3
左移 1 0 ↑ 1― ― ― ― ― d L d2d3d4d L
保持0 0 ― 1― ― ― ― ― ―Q1n Q2n Q3n Q4n
移位寄存器的最直接应用是数据的串/并转换，图6-3和图6-4就是简单的实例。
在图6-3中M1M0=01，表示数据可以右移，首先清零端输入一个负脉冲，使Q1Q2Q3Q4=0，在单脉冲CP的作用下，右移输入端D R依次串入数据，4个CP后就可在4个输出端Q1Q2Q3Q4得到并行数据。
在图6-4中首先M1M0=11，在单脉冲CP的作用下，4位数据并行输入到移存器，然后使M1M0=10，表示数据可以左移，左移输入端D L=1时，在单脉冲CP的作用下，数据依次从Q1端输出，空缺位被1（D L）填补。
4个CP 后，原4位并入的数据全被移出，这时候Q1Q2Q3Q4=1111。
如果把移位寄存器的输出以一定方式馈送到串行输入端，则可以得到电路连接简单、编码别具特色、用途极为广泛的移位寄存器型计数器。
利用74LS194，把Q4接到D R端，即可得到模为4的环形计数器（不能自启动），见图6-5；把Q4通过一个非门接到D R端，即可得到模为8的扭环计数器（不能自启动），见图6-6。
Q输出通过不同的组合电路接到D R端还可得到不同模值的移位计数器或伪随机序列发生器。
四、实验内容：
1．数据的存储和移动
（1）用一片74LS194及适当门电路实现四位串/并转换，记录结果。
步骤：器件初态清零，先使Q1Q2Q3Q4=0，输出Q1Q2Q3Q4接指示灯，用单脉冲作CP，用一个开关依次串入数据至DR，一个数据一个CP。
右移
令DR=1010 1110 00，记录结果：（10个CP）
CP Q1 Q2 Q3 Q4
0 1 0 0 0
1 0 1 0 0
2 1 0 1 0
3 0 1 0 1
4 1 0 1 0
5 1 1 0 1
6 1 1 1 0
7 0 1 1 1
8 0 0 1 1
9 0 0 0 1
10
（2）用一片74LS194及适当门电路实现四位并/串转换，记录结果。
步骤：器件DL=1，Q1接指示灯，先并行输入数据d1d2d3d4，然后使器件
工作在左移状态，用单脉冲作CP，每输入一个CP观察输出结果。
设有两组4位数据1010 及1110。
10个CP的输出）CP Q1 Q2 Q3 Q4
0 1 0 1 0
1 0 1 0 1
2 1 0 1 1
3 0 1 1 1
4 1 1 1 1
5 1 1 1 0
6 1 1 0 1
7 1 0 1 1
8 0 1 1 1
9 1 1 1 1
10
2
（1）用一片74LS194及适当门实现伪随机序列，见图6-7。
步骤：器件初态清零，先使Q1Q2Q3Q4=1，输出Q1Q2Q3Q4接指示灯，记录指示灯结果：
CP Q1 Q2 Q3 Q4
0 1 1 1 1
1 0 1 1 1
2 1 0 1 1
3 0 1 0 1
4 1 0 1 0
5 1 1 0 1
6 0 1 1 0
7 0 0 1 1
8 1 0 0 1
9 0 1 0 0
10 0 0 1 0
11 0 0 0 1
12 1 0 0 0
13 1 1 0 0
14 1 1 1 0
15 1 1 1 1
16 0 1 1 1
（2）用一片74LS194及适当门实现M=5的计数器，记录指示灯结果。
参考设计过程如下，得到图6-8：
五、实验思考：
1．用74LS194实现四位并/串转换需要几个CP才能完成？
答：5个
2．用74LS194实现M=5的计数器有几个无效状态，怎样实现自启动？
答：11个。
以实验2（1）为例。
采用把所有无效状态的次态都置为初始状态的方法。
如实验2（1）中的表格数据，则从接收到第5个（含）CP之后的次
态都置为Q1Q2Q3Q4=1。
做出列表：
Q3Q4
00 01 11 10
Q1Q2
00 1 1 1 1
01 1 0 0 1
11 1 1 0 1
10 1 1 0 0
门电路，使得当出现任何无效状态时，M1的值都变为1，从而芯片进入并入状态，回到初始的1111；而出现正常状态时，M1的值均为0，正常计数。
电路图如下：
74194。