计算机组成原理移位运算实验.docx

实验4 移位运算实验 一、 实验目的 1.掌握移位寄存器的工作原理及其应用。 2.熟悉移位寄存器的逻辑功能及实现各种移位功能的方法。二、 实验设备 74LS194组件一片，单脉冲一个,开关若干，灯泡若干 三、 实验原理 移位寄存器是一种由触发器连接组成的同步时序电路，每个触发器的输出连到下一级触发器的数据输入，所有触发器共用一个时钟脉冲源，在时钟脉冲的作用下，存储在移位寄存器中的二进制信息，逐位左移或右移。移位寄存器原理框图如图4所示： 在上图中，每一个方框A、B、C、D代表一位寄存器。如果移位寄存器原状态为1000，A输入接地，每送一个CP时钟之后，数码“1”由AD的方向移动一位，若逐级移动，它就实现了寄存器的串行输入串行输出的移位工作方式。 四、 实验步骤 1. 选择实验设备：根据实验原理图，将所需要的组件从组件列表中拖到实验设计流程栏中。 2. 搭建实验流程：将已选择的组件进行连线,搭建好的实验流程图如图5所示。3. 验证74LS194双向移位寄存器的逻辑功能。 芯片引脚如下: 03号引脚是4个并行输入端AD， 4，5号是和右移输入端DSR和左移输入端DSL， 6、7号引脚是S0.S1两个控制输入端，8号是复位端RD（低电平有效）为“异步清零”输入端，9、10号引脚分别是CP时钟脉冲和电源信号，1114号为QAQD输出端，15号引脚是接地端。它能实现清零,存数,移位.保持等功能. 清零：给RD一个低电平，则清除原寄存器中的数码，实现QA、QB、QC、QD清零。 存数：当S1=S0=1时，CP上升沿到达时，触发器被置为QAn+1=A, QBn+1=B,QCn+1=C, QDn+1=D,移位寄存器处于“数据并行输入”状态。 移位：S1=0,S0=1,CP上升沿到达时，触发器被置为QAn+1=DSR , QBn+1=QAn, QCn+1=QBn , QDn+1= QCn,这时移位寄存器处在“右移”工作状态。S1=1,S0=0,CP上升沿到达时，触发器被置为QAn+1=QBn, QBn+1=QCn, QCn+1= QDn , QDn+1= DSL，这时移位寄存器处在“左移”工作状态。 保持：当S1=S0=0时，Qi n+1= Qi n ，移位寄存器处在“保持”工作状态。 74LS194的真值表注：本次实验的结果的记录形式自由设计，但必须清楚地反映实验的过程和结果 五、 实验结果与分析实验结果如下表所示：RdS1S0DSRDSLCPQAnQBnQCnQDnQAn+1QBn+1QCn+1QDn+1测试功能00000异步清零111ABCD同步置数1010010010100右移1011001101011右移1100010010010左移1100101101101左移100QAnQBnQCnQDn保持从表中可以看出，Rd为0时，QA QB QC QD 将异步清零。当S1 S0同时为1时，QA QB QC QD 将被直接置数为A B C D四个输入端输入的数据。当S1 S0同时为 0 1 时，QA QB QC QD将进行右移，QA位置则由DSR来填充。同理，当S1 S0同时为 1 0 时，QA QB QC QD将进行左移，QD位置则由DSL来填充。而S1 S0同时为0 0 时，QA QB QC QD将保持数据不变。实验截图如下：六、 感想与总结移位运算实验，其