实验八 移位寄存器及其应用.doc

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、寄存器使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:串如串出、串如并出、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,40194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8-1所示。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;CR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CPS1S0SRSLD0D1D2D3Q0Q1Q2Q3清除×0××××××××0000送数↑111××abcdabcd右移↑101DSR×××××DSRQ0Q1Q2左移↑110×DSL××××Q1Q2Q3DSL保持↑100××××××Q0nQ1nQ2nQ3n保持↓1××××××××Q0nQ1nQ2nQ3n 3、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。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。⑴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,把输入端和右移串行输入端相连接,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8—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8—2电路可以由各个输出端输出在实践上有先后顺序的脉冲,因此也可作为顺序脉冲发生器。如果将输出与左移串行输入端相连接,即可达到左移循环移位。⑵串行/并行转换器串行/并行转换是指串行输入的数码,经转换电路之后变成并行输出。图8—40194(74LS194)四位双向移位寄存器组成的七位串/并行数据转换电路。转换结束标志由表8—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,位第二组串行数码转换做好了准备。三、实验设备及器件1、+5伏直流电源2、单次脉冲源3、逻辑电平开关4、40194×2(74LS194) CC4011(4068(74LS30)五、实验内容1、40194(或74LS194)的逻辑功能按图8-4接线,CR、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接置逻辑电平显示输入插口。CP端接单次脉冲源。按表8-4所规定的输入状态,逐项进行测试。表8-4清除模式时钟串行输入输出功能总结S1S0CPSLSRD0D1D2D3Q0Q1Q2Q30×××××××××111↑××abcd101↑×0××××101↑×1