试验七移位寄存器及其应用讲解

实验七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——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。既能左移又有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1 所示。图 1 74LS194 的逻辑符号及其引脚排列其中 D 3 、D 2 、D 1、D 0 为并行输入端，Q 3 、Q 2 、Q 1 、Q 0 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，S 1、S 0 为操作模式控制端；CR 为直接无条件清零端；CP 为时钟脉冲输入端。74LS194 有 5 种不同操作模式：即并行送数寄存，右移（方向由Q 3→Q 0 ），左移（方向由Q 0 →Q 3 ），保持及清零。S1 、S 0 和 CR端的控制作用如表1 所示。表 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致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 2 所示，把输出端Q 0 和右移串行输入端S R 相连接，设初始状态Q 3 Q 2 Q 1Q 0 =1000，则在时钟脉冲作用下Q 3 Q 2 Q 1 Q 0 将依次变为0100→0010→0001→1000→⋯⋯，可见它是具有四个有效状态的计数器，这种类型的计效器通常称为环形计数器。图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 2 （2）串行累加器（了解内容 ）累加器是由移位寄存器和全加器组成的一种求和电路，它的功能是将本身寄存的数和另一个输入的数相加，并存放在累加器中。图 3 是由二个右向移位寄存器、一个全加器和一个进位触发器组成的串行累加器。设开始时，被加数A＝0A1N⋯A 0 和加数 B＝0B1N⋯B 0已分别存入N+1 位累加数移位寄存器和加数移位寄存器。再设进位触发器D 已被清零。在第一个 CP 脉冲到来之前， 全加器各输入、 输出端...