湖南工大-数电实验六 移位寄存器及其应用

实验六移位寄存器及其应用1、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。2、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—1CC40194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；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R端的控制作用如 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 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SR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。图9—2环形计数器表9—2如果将输出Q0与左移串行输入端SL相连接，即可实现左移循环移位。（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9—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9—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,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SR端加入、随着CP脉冲的依次加入，输出状态的变化可列成下表9－3所示、表9－3由表9一3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9—4是用两片CC40194（74LS194）组成的七位并行／串行转换电路，它比图9－3多了两只与非门G1和G2，电路工作方式同样为右移。图9—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人操作。当第一个CP脉冲到来后，Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7的状态为D0D1D2D3D4D5D6D7，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S1S0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，S1S0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。表9—4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。3、实验设备及器件l、十5V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、74LS194（CC40194×2）74LS00（CC401l）74LS30（CC4068）4、实验内容l、测试74LS194（或CC40194）的逻辑功能按图9—5接线,R、S1、S0、SL、SR、D0、D1、D2、D3分别接至逻辑开关的输出插口。Q0、Q1、Q2、Q3接至逻辑电平显示输入插口。CP端接单次脉冲源，。按表9—5所规定的输入状态，逐项进行测试。图9—5CC40194逻辑功能测试（1）清除：令R＝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＝l。（2）送数：令R＝S1＝S0＝l，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。(3)右移：清零后，令R＝l，S1＝0，S0＝1，由右移输入端SR进入二进制数码如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＝l，S1＝1，S0＝0，由左移输入端SL送入二进制数码如1111，连续加四个脉冲，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＝l，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9—6中。表9—5表9—63、实现数据的串、并行转换（1）串行输入、并行输出按图9—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 关于规范使用各类表格的通知入职表格免费下载关于主播时间做一个表格详细英语字母大小写表格下载简历表格模板下载 ，记录之。(2)并行输入、串行输出按图9—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。5、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、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,如何进何操作？5、若进行循环左移，图9—4接线应如何改接？6、画出时两片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。6、实验 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 1、分析表9—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。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、并／串转换器所得结果的正确性。（注：素材和资料部分来自网络，供参考。请预览后才下载，期待你的好评与关注！）