数字电路实验6移位寄存器的应用

1、实 验 报 告课程名称：数字电路实验第6次实验实验名称：移位寄存器的应用实验时间：2012年5月7日实验地点：组号学号： 姓名：指导教师： 评定成绩：实验六 移位寄存器应用一、实验目的：1了解寄存器的基本结构。2掌握74LS194移位寄存器的逻辑功能。3学习中规模移位寄存器的应用。二、实验仪器：序号仪器或器件名称型号或规格数量1逻辑实验箱12万用表13双踪示波器1474LS1941574LS1121674LS041774LS001874LS861974LS101三、实验原理：数据的存储和移动是数字信号的一种常见运作，能实现这种动作的是数据寄存器和移位寄存器，它们同计数器一样也是数字电路中不可缺

2、少的基本逻辑器件。数据寄存器有两类结构，一类是由多个钟控D锁存器组成的，另一类是由多个钟控D触发器组成的。数据寄存器的数据的输入和输出都是并行的。移位寄存器的结构也是由多个触发器级联的，其数据不仅可以存储，还可以左移或右移。移位寄存器的数据的输入和输出都有串行和并行之分，数据的动作受公共时钟信号的控制，也就是同步工作的。4位双向移位寄存器74LS194A为TTL双极型数字集成逻辑电路，外形为双列直插，它具有清除、左移、右移、并行送数和保持等多种功能，是一种功能比较全的中规模移位寄存器，图6-1是引脚排列图，逻辑符号如图6-2所示，74LS194A的功能表见表6-1。表6-1 74LS194A

3、4位双向移位寄存器功能表功能M1 M0 CP RDDR d1 d2 d3 d4 DLQ1n+1 Q2n+1 Q3n+1 Q4n+1清零 0 0 0 0 0预置 1 1 1 d1 d2 d3 d4 d1 d2 d3 d4右移 0 1 1dR dR d1 d2 d3左移 1 0 1 dL d2 d3 d4 dL保持 0 0 1 Q1n Q2n Q3n Q4n移位寄存器的最直接应用是数据的串/并转换，图6-3和图6-4就是简单的实例。在图6-3中M1M0=01，表示数据可以右移，首先清零端输入一个负脉冲，使Q1Q2Q3Q4=0，在单脉冲CP的作用下，右移输入端DR依次串入数据，4个CP后就可在4个输

4、出端Q1Q2Q3Q4得到并行数据。在图6-4中首先M1M0=11，在单脉冲CP的作用下，4位数据并行输入到移存器，然后使M1M0=10，表示数据可以左移，左移输入端DL=1时，在单脉冲CP的作用下，数据依次从Q1端输出，空缺位被1（DL）填补。4个CP后，原4位并入的数据全被移出，这时候Q1Q2Q3Q4=1111。如果把移位寄存器的输出以一定方式馈送到串行输入端，则可以得到电路连接简单、编码别具特色、用途极为广泛的移位寄存器型计数器。利用74LS194，把Q4接到DR端，即可得到模为4的环形计数器（不能自启动），见图6-5；把Q4通过一个非门接到DR端，即可得到模为8的扭环计数器（不能自启动）

5、，见图6-6。Q输出通过不同的组合电路接到DR端还可得到不同模值的移位计数器或伪随机序列发生器。四、实验内容：1数据的存储和移动（1）用一片74LS194及适当门电路实现四位串/并转换，记录结果。步骤：器件初态清零，先使Q1Q2Q3Q4=0，输出Q1Q2Q3Q4接指示灯，用单脉冲作CP，用一个开关依次串入数据至DR，一个数据一个CP。右移令DR=1010 1110 00，记录结果：（10个CP）CPQ1 Q2 Q3 Q40100010100210103010141010511016111070111800119000110（2）用一片74LS194及适当门电路实现四位并/串转换，记录结果。步骤

6、：器件DL=1，Q1接指示灯，先并行输入数据d1d2d3d4，然后使器件工作在左移状态，用单脉冲作CP，每输入一个CP观察输出结果。设有两组4位数据1010 及1110。记录结果：（注意第二组数据输入的时间及第9、10个CP的输出）CPQ1 Q2 Q3 Q401010101012101130111411115111061101710118011191111102移位计数器（1）用一片74LS194及适当门实现伪随机序列，见图6-7。步骤：器件初态清零，先使Q1Q2Q3Q4=1，输出Q1Q2Q3Q4接指示灯，记录指示灯结果： CPQ1 Q2 Q3 Q4011111 0 1 1 12 1 0 1

7、13 0 1 0 14 1 0 1 05 1 1 0 16 0110700118100190100100010110001121000131100141110151111160111（2）用一片74LS194及适当门实现M=5的计数器，记录指示灯结果。参考设计过程如下，得到图6-8：五、实验思考：1用74LS194实现四位并/串转换需要几个CP才能完成？答：5个2用74LS194实现M=5的计数器有几个无效状态，怎样实现自启动？答：11个。以实验2（1）为例。采用把所有无效状态的次态都置为初始状态的方法。如实验2（1）中的表格数据，则从接收到第5个（含）CP之后的次态都置为Q1Q2Q3Q4=1。做出列表：M1： Q3Q4Q1Q200011110001111011001111101101100