移位寄存器
移位寄存器实验报告结果
一、实验目的本次实验的主要目的是通过搭建移位寄存器实验电路，验证移位寄存器的逻辑功能，并了解其在数字系统中的应用。
实验内容包括：移位寄存器的基本原理、实验电路搭建、实验现象观察和结果分析。
二、实验原理移位寄存器是一种具有移位功能的寄存器，它可以实现数据的串行输入和串行输出。
在时钟脉冲的作用下，移位寄存器中的数据可以依次左移或右移。
根据移位寄存器存取信息的方式不同，可分为串入串出、串入并出、并入串出、并入并出四种形式。
本实验选用的是4位双向通用移位寄存器，型号为74LS194或CC40194。
74LS194具有5种不同操作模式：即并行送数寄存、右移、左移、保持及清零。
其逻辑符号及引脚排列如图1所示。
图1 74LS194的逻辑符号及其引脚排列三、实验电路搭建1. 电路元件准备：74LS194芯片、电阻、电容、二极管、连接线等。
2. 电路搭建：按照图1所示，将74LS194芯片的引脚与电阻、电容、二极管等元件连接，形成移位寄存器实验电路。
3. 电源连接：将电源正负极分别连接到电路板上的VCC和GND端。
四、实验现象观察1. 实验现象一：串行输入，并行输出。
（1）将74LS194的SR端接地，SL端接高电平，S1、S0端接高电平，CR端接地。
（2）使用串行输入端输入数据，观察并行输出端的数据变化。
（3）实验现象：当输入串行数据时，并行输出端依次输出对应的数据。
2. 实验现象二：并行输入，串行输出。
（1）将74LS194的SR端接地，SL端接高电平，S1、S0端接低电平，CR端接地。
（2）使用并行输入端输入数据，观察串行输出端的数据变化。
（3）实验现象：当输入并行数据时，串行输出端依次输出对应的数据。
3. 实验现象三：左移、右移操作。
（1）将74LS194的SR端接地，SL端接高电平，S1、S0端分别接高电平和低电平，CR端接地。
（2）观察移位寄存器中的数据在时钟脉冲的作用下左移或右移。
（3）实验现象：在时钟脉冲的作用下，移位寄存器中的数据依次左移或右移。
什么是电路中的移位寄存器
什么是电路中的移位寄存器电路中的移位寄存器是一种重要的数字电路元件，用于在计算机与数字系统中实现数据存储、传输和处理的功能。
它能够以特定的方式存储和移动数据位，以满足不同的应用需求。
本文将介绍移位寄存器的定义、工作原理、分类以及应用领域，以及对于这些内容的深入讨论。
一、定义移位寄存器是一种能够保存、移动和处理二进制数据的电路元件。
它可以在时钟信号的控制下，将数据位从一个位置移动到另一个位置，实现数据的传输和存储。
移位寄存器通常由触发器、逻辑门和控制电路组成。
二、工作原理移位寄存器的工作原理基于触发器的特性，触发器是一种能够存储一个位信息的电路元件。
在移位寄存器中，触发器被连接成一个环状结构，形成一个寄存器单元。
时钟信号的上升沿或下降沿触发触发器的工作，使得数据位可以在触发器之间传输。
三、分类根据数据的传输方式，移位寄存器可以分为以下几种类型：串行输入/串行输出（SISO）寄存器、并行输入/串行输出（PISO）寄存器、串行输入/并行输出（SIPO）寄存器、并行输入/并行输出（PIPO）寄存器。
不同类型的移位寄存器适用于不同的应用情况。
1. 串行输入/串行输出(SISO)寄存器：每个时钟周期只能输入或输出一个数据位。
适用于需要一位一位地进行数据处理的应用，如二进制计数器。
2. 并行输入/串行输出(PISO)寄存器：能够一次性输入多个数据位，但每个时钟周期只能输出一个数据位。
适用于需要将并行数据串行输出的应用，如帧同步。
3. 串行输入/并行输出(SIPO)寄存器：每个时钟周期只能输入一个数据位，但可以一次性输出多个数据位。
适用于需要从串行数据中提取并行数据的应用，如数据解码。
4. 并行输入/并行输出(PIPO)寄存器：能够一次性输入和输出多个数据位。
适用于需要同时处理并行数据的应用，如数字滤波器。
四、应用领域移位寄存器在数字电路中有广泛的应用，以下是一些常见的应用领域：1. 数据存储：移位寄存器可以用于保存计算机或数字系统中的数据。
移位寄存器
移位寄存器移位寄存器是暂时存放数据的部件，同时它还具有移位功能。
一、特点和分类从逻辑结构上看，移位寄存器有以下两个显著特征：(1)移位寄存器是由相同的寄存单元所组成。
一般说来，寄存单元的个数就是移位寄存器的位数。
为了完成不同的移位功能，每个寄存单元的输出与其相邻的下一个寄存单元的输入之间的连接方式也不同。
(2)所有寄存单元共用一个时钟。
在公共时钟的作用下，各个寄存单元的工作是同步的。
每输入一个时钟脉冲，寄存器的数据就顺序向左或向右移动一位。
通常可按数据传输方式的不同对CMOS移位寄存器进行分类。
移位寄存器的数据输入方式有串行输入和并行输入之分。
串行输入就是在时钟脉冲作用下，把要输入的数据从一个输入端依次一位一位地送入寄存器；并行输入就是把输入的数据从几个输入端同时送入寄存器。
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。
移位寄存器的输出也有串行和并行之分。
串行输出就是在时钟脉冲作用下，寄存器最后一位输出端依次一位一位地输出寄存器的数据；并行输出则是寄存器的每个寄存单元均有输出。
CMOS移位寄存器有些品种只有一种输出方式，但也有些品种兼具两种输出方式。
实际上，并行输出方式也必然具有串行输出功能。
表1表1是CMOS移位寄存器的分类。
二、常用CMOS移位寄存器简介1.串入－串出移位寄存器CD4006图1是18位移位寄存器CD4006的逻辑框图和引脚功能图。
由图可见，CD4006由四组移位寄存器组成，其中的两组为4位，每组有一输出端，由最高位引出。
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。
移位寄存器工作原理
移位寄存器工作原理移位寄存器是数字电路中常见的一种逻辑电路，它在数字信号处理、数据存储等领域有着广泛的应用。
在实际的电子设备中，移位寄存器能够实现数据的移位、存储和转换，其工作原理十分重要。
本文将从移位寄存器的定义、分类、工作原理以及应用等方面进行详细介绍。
首先，移位寄存器是一种能够将数据进行移位操作的寄存器，它由多个触发器组成，能够实现数据的平行移位。
根据移位方向的不同，移位寄存器可以分为左移寄存器和右移寄存器两种类型。
左移寄存器是将数据向左移位，右移寄存器则是将数据向右移位。
移位寄存器的工作原理主要依赖于触发器的状态变化和时钟信号的控制，通过时钟信号的触发，数据可以按照设定的规则进行移位操作。
其次，移位寄存器的工作原理可以通过时钟信号和触发器的状态变化来解释。
在移位寄存器中，每个触发器都有两个稳定的状态，分别是置位和复位状态。
当时钟信号触发时，触发器的状态会发生变化，数据就会按照设定的方向进行移位。
对于左移寄存器来说，数据会从右向左移动，而右移寄存器则是从左向右移动。
通过时钟信号的不断触发，数据可以连续进行移位操作，实现数据的平行移位。
此外，移位寄存器在数字信号处理和数据存储中有着广泛的应用。
在数字信号处理中，移位寄存器可以用来实现数字信号的滤波、延时等功能。
在数据存储中，移位寄存器可以用来进行数据的缓存和转换，提高数据的处理效率。
此外，移位寄存器还可以用来实现逻辑运算、乘法和除法等操作，具有很高的灵活性和可编程性。
总的来说，移位寄存器是一种十分重要的数字电路，它能够实现数据的移位、存储和转换，具有广泛的应用前景。
通过对移位寄存器的工作原理进行深入理解，我们可以更好地应用它来解决实际的工程问题，提高数字电路的设计和应用水平。
希望本文能够对读者有所帮助，谢谢阅读！。
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。
移位寄存器讲解
移位寄存器讲解移位寄存器是一种常见的数字电路，它可以将输入数据进行移位操作，并将结果输出。
移位寄存器通常由多个触发器组成，每个触发器都可以存储一个二进制位。
通过控制触发器的时钟信号和输入数据的传输，移位寄存器可以实现不同的移位操作。
移位寄存器的应用非常广泛，例如在串行通信中，可以使用移位寄存器将并行数据转换为串行数据进行传输；在数字信号处理中，可以使用移位寄存器实现数字滤波器、数字乘法器等功能；在计算机系统中，可以使用移位寄存器实现移位运算、逻辑运算等操作。
移位寄存器的基本操作包括移位、清零和加载。
移位操作可以将寄存器中的数据向左或向右移动一定的位数，移位的方式可以是逻辑移位或算术移位。
逻辑移位是指在移位过程中，保持最高位不变，最低位填充0或1；算术移位是指在移位过程中，保持符号位不变，最低位填充0或1。
清零操作可以将寄存器中的所有位都清零，加载操作可以将输入数据加载到寄存器中。
移位寄存器的实现方式有多种，其中最常见的是串行移位寄存器和并行移位寄存器。
串行移位寄存器是由多个触发器组成的，每个触发器都与相邻的触发器串联，形成一个环形结构。
输入数据从一个触发器进入，经过多次移位后，最终输出到另一个触发器中。
并行移位寄存器是由多个触发器组成的，每个触发器都可以独立地存储一个二进制位。
输入数据可以同时进入多个触发器中，经过多次移位后，最终输出到多个触发器中。
移位寄存器的性能指标包括移位速度、存储容量和功耗等。
移位速度是指寄存器进行移位操作的速度，通常以时钟周期数或移位速率来衡量。
存储容量是指寄存器可以存储的二进制位数，通常以比特数来表示。
功耗是指寄存器在工作过程中消耗的电能，通常以功率或能量来衡量。
移位寄存器是一种非常重要的数字电路，它可以实现多种移位操作，并广泛应用于通信、信号处理、计算机系统等领域。
在设计移位寄存器时，需要考虑多种因素，如性能、功耗、可靠性等，以满足不同应用的需求。
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。
实验七---移位寄存器及其应用
集成移位寄存器74LS194功能表：
附：74LS194引脚图
四、实验内容
1、测试四位双向移位寄存器74LS194的逻 辑功能：（测试数据记录表5中）
（1）清除功能 （2）送数功能 （3）右移、左移功能 （4）保持功能 注：CR、S1、S0、SL、SD以及D0-D7分别
接数据开关，CP接逻辑开关，Q0-Q7接发 光二极管显示器。
2、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。
3、分析串/并行、并/串行转换器所 得结果的正确性。
实验七、移位 寄存器
一、实验目的
1、掌握中规模4位双向移位寄存 器的逻辑功能及使用方法。
2、掌握移位寄存器的典型应用。 3、熟悉移位寄存器的调试方法。
二、实验设备
1、电子技术实验箱
一台
2、数字示波器
一台
3、数字万用表
一块
4、芯片：74LS194*2、74LS00
三、理论准备
移位寄存器是一种由触发器链 型连接的同步时序网络 ，每个 触发器的输出连到下一级触发 器的控制输入端，在时钟脉冲 作用下，存贮在移位寄存器中 的信息逐位左移或右移。
2、环形计数器：自拟实验电路及数据 记录表格。
3、实现数据的串/并转换：按图3、图 4连接电路，输入数码自定，自拟记录 表格。
注：串行输入/并行输出及并行输入/ 串行输出转换电路中只做右移部分； 改接电路，用左移方式的内容放在实 验报告中完成（画出电路图）
波形图：
五、实验报告要求
ห้องสมุดไป่ตู้、分析表5的实验结果，总结移位寄 存器的逻辑功能，并写入表格总结功 能一栏中。
《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。
移位寄存器原理
移位寄存器原理移位寄存器原理移位寄存器是一种特殊的寄存器，它可以将其中的数据进行循环移位操作，从而实现数据的移动和处理。
在数字电路中，移位寄存器常常被用来实现各种数字信号处理功能，如数据压缩、加密解密、频率合成等。
一、移位寄存器的基本结构移位寄存器由多个触发器（Flip-Flop）组成，每个触发器都有一个时钟输入端和一个输出端。
当时钟信号到达时，触发器会根据其输入端的电平状态将其输出端的状态进行翻转。
在移位寄存器中，每个触发器的输出端都与相邻触发器的输入端相连，形成了一个环形结构。
二、移位寄存器的工作原理当时钟信号到达时，第一个触发器会将其输入端接收到的数据保存在其输出端，并将此数据传递给下一个触发器。
同时，第二个触发器也会将其输入端接收到的数据保存在其输出端，并传递给下一个触发器。
以此类推，直到最后一个触发器将其输入端接收到的数据保存在其输出端。
如果此时我们再次向移位寄存器提供时钟信号，则整个过程会重复进行，即第一个触发器的输出端会将上一次的数据传递给第二个触发器，第二个触发器的输出端会将上一次的数据传递给第三个触发器，以此类推。
如果我们在移位寄存器中插入一个数据输入端和一个数据输出端，则我们可以通过向数据输入端提供数据来改变移位寄存器中的数据。
同时，我们也可以通过读取数据输出端来获取移位寄存器中的数据。
三、移位寄存器的分类根据其工作方式和功能特点，移位寄存器可以分为以下几种类型：1.串行移位寄存器串行移位寄存器是最简单的一种移位寄存器。
它只有一个数据输入端和一个数据输出端，并且所有触发器都是按照顺序连接起来的。
当时钟信号到达时，每个触发器都会将其输入端接收到的数据保存在其输出端，并传递给下一个触发器。
最后，最后一个触发器的输出端上就会出现完整的串行数据。
2.并行移位寄存器并行移位寄存器是一种具有多个输入和多个输出的移位寄存器。
它可以同时处理多组并行输入信号，并将结果送到多组并行输出信号上。
与串行移位寄存器不同，每个触发器都可以独立地工作，从而实现了并行数据处理。
移位寄存器原理
移位寄存器原理
移位寄存器是一种基于时序电路的设备，用于将数据按照一定的规律进行平移操作。
其内部包含多个存储单元，每个存储单元可以存储一个二进制位。
当输入一个数据比特时，存储单元中的数据会向一个方向进行平移，而最后一个存储单元的数据则会被抛弃。
移位的方向可以是向左或者向右。
移位寄存器可以用来实现很多重要的功能，比如数字信号的平移、数据的串并转换、数据的存储和检测等等。
它在计算机科学和电子工程领域都有广泛的应用。
移位寄存器的工作原理如下：
1. 时钟信号输入：移位寄存器通常需要一个时钟信号来驱动其工作。
时钟信号可以是外部提供的，也可以是内部产生的。
时钟信号的周期决定了移位寄存器的工作速度。
2. 输入数据的接收：当一个数据比特被输入到移位寄存器中时，它会被存储在最后一个存储单元中。
3. 移位操作：在每个时钟周期中，移位寄存器会将存储单元中的数据进行平移，将其传递给相邻的存储单元。
平移的方向可以根据设计需求而定。
4. 数据输出：移位寄存器的输出可以从任意一个存储单元中读取数据。
输出的数据可以用于后续的处理或者传输。
移位寄存器可以根据其结构和功能的不同进行分类，常见的类型包括平行输入/输出的移位寄存器、串行输入/输出的移位寄
存器和并行-串行/串行-并行转换器等。
不同类型的移位寄存器具有各自独特的应用场景和工作原理。
总的来说，移位寄存器是一种重要的时序电路设备，它可以实现数据的平移操作和转换功能。
它在数字电路设计和通信系统中有着广泛的应用。
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
单片机移位寄存器
单片机移位寄存器引言：在单片机的应用中，移位寄存器是一种非常常用的功能模块。
它能够实现数据的移位操作，常被用于串行通信、显示控制、数据传输等场景。
本文将介绍移位寄存器的工作原理、应用领域以及设计注意事项。
一、移位寄存器的工作原理移位寄存器是一种能够将数据按位进行移位操作的寄存器。
它内部由多个触发器组成，每个触发器都能存储一个二进制位。
移位寄存器的输入端可以接收一个数据位，通过控制线来选择是向左移位还是向右移位。
当移位方向选择为向左移位时，寄存器中的所有数据位都向左移动一位，最右边的数据位被丢弃，同时在最左边补入一个新的数据位。
当移位方向选择为向右移位时，寄存器中的所有数据位都向右移动一位，最左边的数据位被丢弃，同时在最右边补入一个新的数据位。
这样就实现了数据的移位操作。
二、移位寄存器的应用领域1. 串行通信：移位寄存器常被用于串行通信中，它可以将并行数据转换为串行数据进行传输。
通过不断地向右移位，将并行数据逐位发送出去，从而实现数据的串行传输。
在接收端，再通过向左移位将串行数据转换为并行数据进行处理。
2. 显示控制：在数码管显示、液晶显示等场景中，移位寄存器可以用来控制显示的内容。
将需要显示的数据按照一定的格式存储在移位寄存器中，然后通过移位操作将数据逐位输出到显示模块，实现显示效果。
3. 数据传输：移位寄存器还可以用于数据传输场景。
例如，将传感器采集到的数据存储在移位寄存器中，通过移位操作将数据传输到其他模块进行处理或存储。
三、移位寄存器的设计注意事项1. 移位方向的选择：在设计中需要明确移位的方向，根据实际需求选择向左移位还是向右移位。
2. 移位速度的控制：移位的速度需要根据具体应用场景进行控制，过快或过慢都可能导致数据错误。
3. 寄存器位数的选择：根据需要存储的数据位数选择合适的移位寄存器。
位数过少可能导致数据丢失，位数过多则会浪费资源。
4. 级联的设计：如果需要存储的数据位数超过一个移位寄存器所能存储的范围，可以通过级联多个移位寄存器来实现，需要合理设计级联的方式和控制信号。
单片机移位寄存器
单片机移位寄存器在单片机中，移位寄存器是一种重要的功能模块，用于实现数据的移位操作。
移位寄存器通过改变数据的位序，可以实现数据在寄存器内部的移动和重排。
它在数字电路和信号处理中具有广泛的应用，如数据压缩、图像处理、通信等领域。
1. 移位寄存器的基本概念移位寄存器是一种特殊的寄存器，它具有多个存储单元（位），每个存储单元可以存储一个二进制位。
移位寄存器可以实现数据的左移和右移操作，通过改变数据的位置，可以将数据位重新排列。
移位寄存器可以分为串行移位寄存器和并行移位寄存器两种类型。
2. 串行移位寄存器串行移位寄存器是由多个触发器级联而成的，数据在寄存器内部逐个位地移动。
通常情况下，串行移位寄存器有一个输入端和一个输出端，数据通过输入端进入寄存器，经过一系列的触发器后，从输出端输出。
串行移位寄存器具有较小的尺寸和较低的功耗，适用于复杂的移位操作。
3. 并行移位寄存器并行移位寄存器是由多个存储单元并列连接而成的，数据同时在所有存储单元内进行移动。
并行移位寄存器具有较高的并行性和处理速度，但尺寸较大且功耗较高。
并行移位寄存器适合于对数据进行快速处理和重排。
4. 移位寄存器的应用移位寄存器在数字电路和信号处理中有广泛的应用。
在数字电路中，移位寄存器用于实现数据的序列操作，如数据的移动、重排、加密等。
在信号处理中，移位寄存器用于数据的滤波、压缩、编码/解码等操作。
5. 移位寄存器的扩展移位寄存器可以通过级联或并行连接的方式进行扩展。
级联连接是通过将多个移位寄存器的输出端与下一个移位寄存器的输入端相连，形成一个更大的移位寄存器。
并行连接是通过将多个移位寄存器的输入端同时连接到数据源，以实现更高的处理速度和并行性。
6. 总结移位寄存器作为一种重要的功能模块，在单片机中具有广泛的应用。
它可以实现数据的移位操作，改变数据的位序，从而实现数据的移动和重排。
串行移位寄存器和并行移位寄存器是常见的两种类型，各有优缺点。
移位寄存器可以通过级联或并行连接进行扩展，以满足不同场景的需求。
移位寄存器
移位寄存器寄存器在数字电路中，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。
反馈移位寄存器(一)、反馈移位寄存器的介绍1. 什么是反馈移位寄存器ai表示二值（0，1）存储单元，ai的个数n成为反馈移位寄存器的级。
在某一时刻，这些级构成该反馈移位寄存器的一个状态，共有2n个可能状态，每一个状态对应于域GF（2）上的一个n维向量，用（a1,a2,a3,…an）表示。
在主时钟周期的周期区间上，每一级存储器ai都将内容向下一级ai-1传递，并根据寄存器的当前状态f（a1,a2,a3,…an）作为an的下一时间内容，即从一个状态转移到下一个状态。
其中函数f（a1,a2,a3,…an）称为该反馈移位寄存器的反馈函数。
2. 线性反馈移位寄存器和非线性反馈移位寄存器如果反馈函数f（a1,a2,a3,…an）是a1,a2,a3,…an 的线性函数函数，则该反馈移位寄存器是线性反馈移位寄存器用LFSR表示，比如：f（a1,a2,a3,…an）=kna1⊕kn-1a2⊕….⊕k2an-1⊕k1an,其中系数ki∈{0，1}（i=1,2,3,…,n）。
相应的如果反馈函数f（a1,a2,a3,…an）是a1,a2,a3,…an 的非线性函数函数，则该反馈移位寄存器是非线性反馈移位寄存器。
(二)、反馈移位寄存器的性质1．移位寄存器序列反馈函数f（a1,a2,a3,…an）为n元布尔函数。
移位寄存器
161Biblioteka 9 10 0 1 11 8
7 2
U12 74LS194D
GND
74LS04D U2A
1
U11A
74LS04D 25 Hz U3
3 4 5 6 A B C D 7 2 9 10 0 1 11 8 SL SR S0 S1 ~CLR CLK GND VCC QA QB QC QD 16 15 14 13 12
+5V
Q=0时
LED亮
RD Q0 Q1 D1 Q2 D2 D3 Q3 S1
DIR D0 D1
D2
D3
S0 DIL CLK +5V
74LS194
DIR D0
S0 DIL CLK +5V
清0按键 1秒
S1=0,S0=1
CLK 右移控制
3 4 5 6 A B C D SL SR S0 S1 ~CLR CLK GND QA QB QC QD 15 14 13 12 VCC
×
1
1 1 1 1 1 1
×
1 1 1 0 0 0
0
×
×
×
× 1 0 × × × S1 S0 DSL
× × × ×
d0 d1 d2 d3 × × × × × × × × 1 0
保 持
d0 d1 Q0 Q1 Q2 右移输入1 Q0 Q1 Q2 右移输入0 1 0 左移输入1 左移输入0
× ×
1 0 × ×
4
1
1
1
0
1
可见，移位寄存器除了能寄存数码外， 还能实现数据的串、并行转换。 EXIT
时序逻辑电路
工作原理举例说明
移位 脉冲 0 1 2 3 4 移位寄存器中的数 输入 移位寄存器中的数 数据 Q0 Q Q1 Q22 Q Q33 1 Q 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1
移位寄存器讲解
移位寄存器讲解1. 什么是移位寄存器？移位寄存器是一种基本的数字电路元件，用于将数据按位进行移位操作。
它由多个触发器（或者称为存储器元件）组成，可以在时钟的控制下，实现数据的输入、输出和移位操作。
2. 移位寄存器的分类根据移位方向和数据输入方式的不同，移位寄存器可以分为以下几种类型：2.1 串行输入的移位寄存器串行输入的移位寄存器每次只能输入一位数据，数据位依次串行输入到寄存器中。
这种类型的移位寄存器常用于串行数据通信和数据处理中。
2.2 并行输入的移位寄存器并行输入的移位寄存器可以同时输入多位数据，每位数据对应寄存器中的一个存储单元。
这种类型的移位寄存器常用于并行数据传输和存储器操作中。
2.3 串行输出的移位寄存器串行输出的移位寄存器每次只能输出一位数据，数据位依次串行输出到外部设备。
这种类型的移位寄存器常用于串行数据通信和数据处理中。
2.4 并行输出的移位寄存器并行输出的移位寄存器可以同时输出多位数据，每位数据对应寄存器中的一个存储单元。
这种类型的移位寄存器常用于并行数据传输和存储器操作中。
3. 移位寄存器的工作原理移位寄存器的工作原理可以分为两个方面：数据输入和数据移位。
3.1 数据输入对于串行输入的移位寄存器，数据从一个输入端口依次输入到寄存器中的各个存储单元。
每当时钟信号到来时，数据在存储单元之间进行移位操作，新的数据通过输入端口进入寄存器。
对于并行输入的移位寄存器，数据同时从多个输入端口输入到寄存器中的各个存储单元。
时钟信号到来时，数据保持不变，不进行移位操作。
3.2 数据移位无论是串行输入还是并行输入的移位寄存器，当时钟信号到来时，数据都会在存储单元之间进行移位操作。
移位的方向可以是向左移位（左移）或向右移位（右移），具体方向由控制信号决定。
移位寄存器的移位操作可以分为以下几种方式：3.2.1 逻辑右移逻辑右移是指将数据向右移位，最右边的位被丢弃，最左边的位用0填充。
3.2.2 逻辑左移逻辑左移是指将数据向左移位，最左边的位被丢弃，最右边的位用0填充。
单片机移位寄存器
单片机移位寄存器1. 什么是单片机移位寄存器单片机移位寄存器（Shift Register）是一种具有移位功能的寄存器，在数字电子电路中被广泛应用。
它由一组触发器（Flip-Flop）组成，可以将数据按照特定的方式进行移位操作。
2. 移位寄存器的工作原理移位寄存器通常由串行输入、串行输出、并行输入和并行输出四个主要部分组成。
其工作原理如下：•串行输入：数据输入信号逐位地经过寄存器，通过串行输入端口输入。
每当输入一个新的数据位时，原有的数据位将向左移位，腾出位置存放新的数据位。
•串行输出：从移位寄存器的串行输出端口输出数据。
当整个移位寄存器被移位后，最右边的数据位将从串行输出端口输出，同时，原有数据位向右移位填充空出的位置。
•并行输入：通过并行输入端口将整个数据一次性输入到移位寄存器中，不进行移位操作。
•并行输出：通过并行输出端口将整个移位寄存器的内容一次性输出。
3. 移位寄存器的应用场景移位寄存器在数字电子电路中具有广泛的应用，例如：3.1. 数据传输与存储移位寄存器可以用于将数据从一个地方传输到另一个地方，实现数据的序列化和反序列化。
在通信系统中，可以使用移位寄存器将并行数据转换为串行数据进行传输，或者将串行数据转换为并行数据进行处理。
3.2. 并行输入/输出扩展通过移位寄存器，可以将单片机的并行输入/输出引脚扩展为更多的输入/输出引脚。
通过将多个移位寄存器级联，可以实现更多的输入/输出引脚扩展。
3.3. 状态存储移位寄存器可以用于存储状态信息，例如程序计数器（Program Counter）和状态寄存器（Status Register）等。
4. 移位寄存器的类型根据移位寄存器的工作方式和结构特点，常见的移位寄存器包括以下几种类型：4.1. 并行入/串行出移位寄存器（PISO）并行入/串行出移位寄存器有多个并行输入引脚和一个串行输出引脚。
多个并行输入信号可以一次性并行输入到寄存器中，然后按位进行移位，输出到串行输出引脚上。
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)。
二、工作原理
图中CD4060为14
级二进制串行计数/分频器， 该集成电路由两部分组成， 一部分是 14级分 频器由Q4～Q14(缺少Q11)输出二进制分频 信号，另一部分是振荡器由内含两个串接的 反相器和外接电阻电容构成，因此该集成电 路可以直接实现振荡和分频的功能。电路利 用十四位二进制串行计数／分频器和振荡器 CD4060中的振荡器，产生一定频率的振荡脉 冲，振荡器的振荡频率为：
安装说明：
如果电路图画得规律，最好是照着原理图放
置元件。如上面用一行为电源正，下面用一 行为地，电阻电容尽量竖着放，IC肯定得跨 在两组竖行之间。元件之间留下足够的空间 以便连线，因为有的节点要连许多元件，可 以先连接旁边的一条竖行，就多出4个点……。 这样既容易连线，也便于检查。
安装元器件的位置可根据自己设计的 思路安装)
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 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 移位是数字系统和计算机技术中非常重要的一个功能。 如二进制数0101乘以2的运算，可以通过将0101左移一位实 现；而除以2的运算则可通过右移一位实现。
设计安装
实验仪器
工具：万用表
电烙铁 斜口钳 镊子 仪器：直流稳压电源 示波器
一、元器件的检测
元器件的质量决定电路功能的是否正常实 现，所以安装前应对相应的元器件进行检测， 特别是集成电路的逻辑功能验证。 二、根据原理图安装元器件。 根据电路原理图，用下图万能板搭建电路
根据电路原理图，用下图万能板搭建 电路
74LS164
八位串行入/并行输出移 位寄存器
CLK
时钟输入端 同步清除输入端（低电平有
串行数据输入端 输出端 电源/接地端
效） A，B QA－QH VCC/GND
八位流水灯电路
认识电路
一、电路组成
八位流水灯电路由CD4060 14 级二进制 串行计数/分频器，74LS164八位串行入/并行 输出移位寄存器 ，74LS165八位并行入/串行 输出移位寄存器，八只发光二极管LED及电 阻电容若干构成。
项目五 设计制作流水 灯
设计制作基于移位寄存器流水灯电 路
案例导入
流水灯是一串按一定规律像流水一样连续闪亮的控制电路。流 水灯控制可用多种方法实现，但对现代可编程控制器而言， 利用移位寄存器实现最为便利。通常用左移寄存器实现灯的 单方向移动；用双向移位寄存器实现灯的双向移动。
【知识准备】
寄存器：用来暂时存放二进制数码的逻辑部件
集成移位寄存器
常用的几种集成移位寄存器
74LS165 八位并行入/串行输出移位 寄存器
CLK,CLK INH A－H SER
时钟输入端（上升沿有效） 并行数据输入端 串行数据输入端
输出端 互补输出端
移位控制/ 置入控制（低电平有效） VCC/GND 电源/接地端
电路搭接
根据安装的元器件进行焊接
一、要求： ▼电路布局合理 ▼走线美观 ▼连线要横平竖直 ▼尽量少用短接线 ▼电路不要有交叉线
功能调试
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
具体步骤 第一步：通电前检测 首先检查电路各部分接线是否正确，有无漏焊、虚焊，检查 电源、地线、信号线、元器件引脚间有无开路、短路等现象， 器件有无接错。 第二步：通电检查 通电检查，接入电路所要求的电源电压，观察LED是否正常 发光，8个发光二极管在时钟脉冲的作用下依次点亮，实现 流水灯效果。 注意：如出现异常，应立即断电，待排除故障后再重新接电。
习题： 1、试用两片74LS194构成一个8位双向流水
灯电路？ 2、说出集成电路74LS165的每个管脚功能？ 3、说出集成电路74LS164的每个管脚功能？ 4、上网收索资料，了解CD4060输出脉冲的 设计方法，其输出脉冲频率可以怎么改变？
功能调试
第三步：对功能进行检测 示波器测出CD4060 的7脚和74LS165的9脚输出的波形。
【总结巩固】
寄存器分为基本寄存器和移位寄存器两大类。基本寄存器的数据只能并 行输入、并行输出。移位寄存器中的数据可以在移位脉冲作用下依次逐 位右移或左移，数据可以并行输入并行输出;串行输入串行输出;并行输入 串行输出;串行输入并行输出。 寄存器的应用很广，特别是移位寄存器，不仅可将串行数码转换成并行 数码，或将并行数码转换成串行数码，还可以很方便地构成移位寄存器 型计数器和顺序脉冲发生器等电路。 本次任务通过制作与测试电路74LS164,74LS165集成移位寄存器构成的 八位流水灯电路，掌握了移位寄存器的应用。巩固和提高了焊接技能， 电子仪器的使用。学习中互相评价，交流，增强学习积极性和团队合作 精神。通过拓展知识的学习，了解由D触发器构成的简单移位寄存器电 路结构、电路的工作原理，移位寄存器74LS194的功能作用，养成再学 习的良好习惯。
寄存器按功能分：数码寄存器 移位寄存器 数码寄存器：具有接受、暂时存放和清除原有数码 器件称为数码寄存器，简称寄存器。 移位寄存器：是在数码寄存器的基础上发展而成的， 它除了具有存放数码的功能外，还具有移位的功能， “移位”是指在移位脉冲的作用下，能把寄存器的 数码依次左移或右移。
移位寄存器