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移位寄存器的串行扩展

移位寄存器的串行扩展（74hc164）

1. 74HC164

74HC164是比较典型的移位寄存器，该移位寄存器有一个数据输入端口、一个时钟信号端口和八个输出端口。如图1所示。

当时钟信号从低电平变为高电平的时候将输出一个数据到输出端D0，当时钟第二次由低电平变为高电平的时候将输出第二个数据到D0，而第一个数据将转移到D1端口。依此类推，每一个时钟周期中都有一个串行数据输出到D0，而其他的数据则不断往高位移动直到所有数据传输结束。如果不再有时钟周期输入，则这些数据将暂存在输出端。

如果需要有更多的输出端口，可以把多个74HC164串联起来用。串联的方法如图2所示。

在上图的串联电路中，左边的锁存器D7与右边锁存器的串行数据输入端连接，当左边的锁存器D0~D7数据全部输出以后，再输入一个串行信号，左边锁存器

D7数据将作为右边锁存器的输入数据并从右边锁存器D0端输出，从而实现了多个字节数据的移位锁存。这样利用74HC164就实现了串行数据到并行数据的转换。

注意到在上面的两个图中，无论输出什么长度的数据，所需要的输入信号都只有两个，一个是串行数据输入，另一个是锁存器的时钟信号输入。如果我们把这两个输入端口连接到单片机的两个输出端口上，其中单片机的一个端口串行输出数据，另一个端口输出时钟信号以便控制串行数据的锁存方式，那么我们就只需要两个单片机端口几乎实现任意数量的并口输出。

2. 8051串口方式0的工作原理与时序

图3 串口方式0的时序

8051串口方式0的时序如图所示，RXD(P3.0)为数据端，TXD（P3.1）为同步移位脉冲端，每次串行发送、接收8位数据（一帧），低位在先。时钟为Fosc/12。

（1）发送

执行任何一条MOV SUBF,#data指令时，启动内部串行发送允许，SEND置高电平，随后在TXD同步移位时钟的作用下，将数据data从RXD端移位输出。一帧数据发送完毕时，内部发送中断请求TI有效。要再次发送一帧时，须用软件清TI。

（2）接收

在串行口控制寄存器SCON中，REN=1和RI=0时，会启动一次接收过程。接收时，TXD仍为同步移位时钟输出，而串行移位数据仍从RXD移位输入。当接收完一帧后，内部接收中断请求RI有效，要再次接收一帧数据时，须用软件清零。

3. 电路原理

MCS-51单片机串行口方式0为移位寄存器方式，外接4片74LS164作为4位LED显示器的静态显示接口，把8031的RXD作为数据输出线，TXD作为移位时钟脉冲。74LS164为TTL单向8位移位寄存器，可实现串行输入，并行输出。其中A、B（第1、2脚）为串行数据输入端，2个引脚按逻辑与运算规律输入信号，共一个输入信号时可并接。T（第8脚）为时钟输入端，可连接到串行口的TXD端。每一个时钟信号的上升沿加到T端时，移位寄存器移一位，8个时钟脉冲过后，8位二进制数全部移入74LS164中。R（第9脚）为复位端，当R=0时，移位寄存器各位复0，只有当R=1时，时钟脉冲才起作用。Q1…Q8（第3-6和10-13引脚）并行输出端分别接LED显示器的hg···a各段对应的引脚上。在给出了8个脉冲后，最先进入74LS164的第一个数据到达了最高位，然后再来一个脉冲会有什么发生呢？再来一个脉冲，第一个脉冲就会从最高位移出，搞清了这一点，下面让我们来看电路，4片7LS164首尾相串，而时钟端则接在一起，这样，当输入8个脉冲时，从单片机RXD端输出的数据就进入到了第一片74LS164中了，而当第二个8个脉冲到来后，这个数据就进入了第二片74LS164，而新的数据则进入了第一片74LS164，这样，当第4个8个脉冲完成后，首次送出的数据被送到了最左面的164中。

图4 整体原理图

4.源程序

/*************************************************************

利用中断方式进行处理

**************************************************************/ #include

#define uchar unsigned char

sbit P3_3=P3^3;

uchar a=3;

char code tab[]={0x99,0xB0,0xA4,0xF9,0xF9,0xA4,0xB0,0x99};//4321与1234的字形码

void timer(uchar);

void int4(void);

void main(void)

{

uchar i,j;

SCON=0;

EA=1;

ES=1;

for(;;)

{

P3_3=1;

for(i=0;i<4;i++)

{

SBUF=tab[a];

j=a;

while(j==a);

}

P3_3=0;

timer(100);

if(a==255)

a=7;

}

void int4(void)interrupt 4

{

TI=0;

a--;

}

void timer(uchar t)

{

uchar i;

for(i=0;i

{

TMOD=0x01;

TH0=10000/256;

TL0=10000%256;

TR0=1;

while(!TF0);

TF0=0;

}

/******************************************************************** *********/

移位寄存器及其应用

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—实现数据的串行、并行转换和构成环形计数器。二、原理说明 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。按代码的移位方向可分为左移、右移和可逆移位寄存器，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又可分为：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8-3-3-1所示。其中 D0、D1、D2、D3为并行输入端；Q0、Q1、Q2、Q3为并行输出端；S R为右移串行输入 C为直接无条件清零端；端，S L为左移串行输入端；S1、S0为操作模式控制端；R 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 C端的控制作用如表8-3-3-1。图8-3-3-1 CC40194的逻辑符号及引脚功能表8-3-3－1 CC40194功能表

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8-3-3-2所示，把输出端 Q3和右移串行输入端S R 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10－2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8-3-3－2 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。其状态表如表8-3-3-2所示。表8-3-3－2 环形计数器状态表图 8-3-3－2 环形计数器如果将输出Q O与左移串行输入端S L相连接，即可达左移循环移位。 (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8-3-3-3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。

寄存器的原理及应用

课题9：寄存器的原理及应用课型：讲授教学目的：掌握数码寄存器和移位寄存器的逻辑功能教学重点：掌握中规模四位双向移位寄存器的逻辑功能教学难点：掌握中规模四位双向移位寄存器的逻辑功能复习、提问：写出RS触发器、JK触发器、D触发器、T触发器、T`触发器的逻辑功能、特性方程。教学过程：寄存器被广泛应用于数字系统和计算机中，它由触发器组成，是一种用来暂时存放二进制数码的逻辑部件。一个触发器可以存放一位二进制代码，因此n 位代码寄存器应由n个触发器组成。有些寄存器由门电路构成控制电路，以保证信号的接收和清除。寄存器存放数据的方式有并行和串行两种。并行方式是数码从各对应输入端同时输入到寄存器中,串行方式是数码从一个输入端逐位输入到寄存器中。寄存器取出数据的方式也有并行输出和串行输出两种。并行输出方式中,被取出的数码同时出现在各位的输出端。串行输出方式中,被取出的数码在一个输出端逐位出现。寄存器分为数码寄存器和移位寄存器。一、数码寄存器数码寄存器具有存储二进制代码，并可输出所存二进制代码的功能。按接收数码的方式可分为：单拍式和双拍式。单拍式：接收数据后直接把触发器置为相应的数据，不考虑初态。双拍式：接收数据之前，先用复"0"脉冲把所有的触发器恢复为"0",第二拍把触发器置为接收的数据。 1、双拍工作方式的数码寄存器双拍工作方式是指接收数码时，先清零，再接收数码。

分析下图四位数码寄存器逻辑图。它的核心部分是4个D 触发器。其工作过程：（1）清零。CR=0，异步清零。即有：Q 3n+1Q 2n+1Q 1n+!Q 0n+1=0000 （2）送数。CR=1时，CP 上升沿送数 Q 3n+1Q 2n+1Q 1n+!Q 0n+1=D 3D 2D 1 D 0 （3）保持。在CR=1、CP 上升沿以外时间，寄存器内容将保持不变。实现了数码寄存的功能。 2、单拍工作方式的数据寄存器单拍工作方式是指只需一个接收脉冲就可以完成接收数码的工作方式。集成数码寄存器几乎都采用单拍工作方式。数码寄存器要求所存的代码与输入代码相同，故由D 触发器构成。分析下图D 触发器组成的4位数据寄存器的逻辑功能。无论寄存器中原来的内容是什么，只要送数在控制时钟脉冲CP 上升沿到来时，加在并行数据输入端的数据D 0～D 3，就立即被送入进寄存器中，即有：Q 3n+1Q 2n+1Q 1n+!Q 0n+1=D 3D 2D 1D 0。二、移位寄存器移位寄存器具有数码寄存和移位两个功能，在移位脉冲的作用下，数码如向左移一位，则称为左移，反之称为右移。移位寄存器具有单向移位功能的称为单向移位寄存器，即可向左移也可向右移的称为双向移位寄存器。 1、单向移位寄存器（1）、右移寄存器

8位移位寄存器的电路设计与版图实现

8位移位寄存器的电路设计与版图实现摘要电子设计自动化，缩写为EDA，主要是以计算机为主要工具，而Tanner EDA则是一种在计算机windows平台上完成集成电路设计的一种软件，基本包括S-Edit，T-Spice，W-Edit，L-Edit与LVS等子软件，其S-Edit以及L-Edit为常用软件，前者主要实现电路设计，后者主要针对的是已知电路的版图绘制，而T-Spice主要可实现电路图及版图的仿真，可以用Tanner EDA实现电路的设计布局以及版图实现等一系列完整过程。本文用Tanner EDA工具主要设计的是8位移位寄存器，移位寄存器主要是用来实现数据的并行和串行之间的转换以及对数据进行运算或专业处理的工具，主要结构构成是触发器，触发器是具有储存功能的，可以用来储存多进制代码，一般N 位寄存器就是由N个触发器构成，移位寄存器工作原理主要是数据在其脉冲的作用下实现左移或者右移的效果，输入输出的方式表现为串行及并行自由组合，本设计就是在Tanner EDA的软件平台上进行对8位移位寄存器的电路设计仿真，再根据电路图在专门的L-Edit 平台上完成此电路的版图实现，直至完成的结果和预期结果保持一致。关键词：Tanner EDA；L-Edit；移位寄存器，S-Edit

8 bits shift register circuit design and layout Abstract Electronic design automation,referred to as EDA,it is based on computers as the main tool,and Tanner EDA is a kind of software that complete the integrated circuit design on Windows platforms.Its Sub-Softwares include S-Edit，T-Spice，W-Edit，L-Edit and LVS and so on.S-Edit and L-Edit are commonly used software,S-Edit is primarily designed to achieve circuit,the latter is aimed primarily known circuit layout drawing,T-Spice can achieve schematic and layout simulation.We can achieve layout of the circuit design and a series of complete process layout used Tanner EDA tools.In this paper, Tanner EDA tools are mainly designed an 8-bit shift register.The shift register is mainly used for data conversion between parallel and serial, and the data processing tool operation or professional,its main structure is the trigger composition,flip-flop is a storage function,it can be used to store more hexadecimal code,In general N-bits register is composed of N trigger.Working principle of the shift register data under the action of the pulse, mainly the effect of the shift to the left or right,input and output of the way of serial and parallel free combination.This design is in Tanner on the EDA software platform to 8 bits shift register circuit design and simulation,then according to the circuit diagram on special L - Edit platform to complete the circuit layout implementation,until the finish is consistent with the results and expected results. Keywords：Tanner EDA；L-Edit；Shift register，S-Edit

移位寄存器第三章答案

第三章习题参考答案 1．画出以1)(2 4 6 +++=x x x x f 为联接多项式的线性移位寄存器逻辑框图，及其对应的状态图。解：由1)(2 46+++=x x x x f ，得反馈函数为531621),,,(x x x x x x f ++=Λ，故（1）逻辑框图：（2）状态图：状态圈-1：状态圈-2：状态圈-3：状态圈-4：状态圈-5：状态圈-6：状态圈-7：状态圈-8：

状态圈-9：状态圈-10：状态圈-11：状态圈-12： 2．已知图3-2所示的7级线性反馈移位寄存器：图3-2 （1）绘出该移位寄存器的线性递推式，联接多项式及特征多项式。（2）给出状态转移矩阵。（3）设初态为（1 1 1 1 1 1 1），给出输出序列a 。解：(1)由逻辑框图得，递推式为： k k k k a a a a ++=+++357 ()0≥k 。联接多项式为：7 4 2 1)(x x x x f +++=。特征多项式为：7531)(~ x x x x f +++=

（2）状态转移矩阵：? ? ???? ? ?? ? ? ??0100000 101000000010001000100 000001000000011000000。（3）输出序列：)111111111(ΛΛ=- a 。 3．设5级线性反馈移位寄存器的联接多项式为1)(2 5 ++=x x x f ，初态为（10101）。求输出序列a 。解：由联接多项式得，反馈函数为：41521),,,(x x x x x f +=Λ。故以)10101(为初态的状态转移图为： 10101 01010001010001000001100000100000100100100100110100110100110100110100111100111100111101111101111001110001110001110000110010110110111110101110101110101110101→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→ 由此可得，输出序列为：=a 44444443444444421一个周期 0110100100000011111001010111011…。 4．证明：n 级线性反馈移位寄存器的状态转移变换是n 维线性空间n F 2上的线性变换。证明：设f T 为n 级线性移位寄存器的状态转移变换，对n F 2,∈?βα，令),,,(110-=n a a a Λα， ),,,(110-=n b b b Λβ，有： ),,,(),,,()(121110∑=--==n i i n i n f f a c a a a a a T T ΛΛα， ),,,(),,,()(1 21110∑=--==n i i n i n f f b c b b b b b T T ΛΛβ。 ) ()() ,,,(),,,() )(,,,() ,,,()(1 211 2112211111100βαβαf f i n n i i i n n i i n i i n i n i n n f f T T b c b b a c a a b a c b a b a b a b a b a T T +=+=+++=+++=+-=-==----∑∑∑ΛΛΛΛ 对 2F k ∈?， ))((),,,(),,,()(1 21110ααf i n n i i n f f T k a c k ka ka ka ka ka T k T ===-=-∑ΛΛ。故n 级线性反馈移位寄存器的状态转移变换是n 为线性空间n F 2上的线性变换。

EDA课程设计——移位寄存器的设计与实现

河南科技大学课程设计说明书课程名称 EDA技术与应用题目移位寄存器的设计与实现学院班级学生姓名指导教师日期

EDA技术课程设计任务书班级：姓名：学号：设计题目：移位寄存器的设计与实现一、设计目的进一步巩固理论知识，培养所学理论知识在实际中的应用能力；掌握EDA设计的一般方法；熟悉一种EDA软件，掌握一般EDA系统的调试方法；利用EDA软件设计一个电子技术综合问题，培养VHDL编程、书写技术报告的能力。为以后进行工程实际问题的研究打下设计基础。二、设计任务根据计算机组成原理中移位寄存器的相关知识，利用VHDL语言设计了三种不同的寄存器：双向移位寄存器、串入串出(SISO)移位寄存器、串入并出(SIPO)移位寄存器。三、设计要求（1）通过对相应文献的收集、分析以及总结，给出相应课题的背景、意义及现状研究分析。（2）通过课题设计，掌握计算机组成原理的分析方法和设计方法。（3）学习按要求编写课程设计报告书，能正确阐述设计和实验结果。（4）学生应抱着严谨认真的态度积极投入到课程设计过程中，认真查阅相应文献以及实现，给出个人分析、设计以及实现。四、设计时间安排查找相关资料（1天）、设计并绘制系统原理图（2天）、编写VHDL程序（2天）、调试（2天）、编写设计报告（2天）和答辩（1天）。五、主要参考文献 [1] 江国强编著. EDA技术与实用(第三版). 北京：电子工业出版社，2011. [2] 曹昕燕，周凤臣.EDA技术实验与课程设计.北京：清华大学出版社,2006.5 [3] 阎石主编.数字电子技术基础.北京：高等教育出版社，2003. [4] Mark Zwolinski. Digital System Design with VHDL.北京：电子工业出版社，2008 [5] Alan B. Marcovitz Introduction to logic Design.北京：电子工业出版社，2003 指导教师签字：年月日

移位寄存器的工作原理

移位寄存器的工作原理是什么? 把若干个触发器串接起来,就可以构成一个移位寄存器。由4个边沿D 触发器构成的4位移位寄存器逻辑电路如图8.8.1所示。数据从串行输入端D1输入。左边触发器的输出作为右邻触发器的数据输入。假设移位寄存器的初始状态为0000，现将数码D3D2D1D0(1101)从高位(D3)至低位依次送到D1端，经过第一个时钟脉冲后，Q0＝D3。由于跟随数码D3后面的数码是D2，则经过第二个时钟脉冲后,触发器FF0的状态移入触发器FF1,而FF0变为新的状态,即Q1＝D3，Q0＝D2。依此类推,可得4位右向移位寄存器的状态, 如表8.8.1所示。由表可知，输入数码依次地由低位触发器移到高位触发器,作右向移动。经过4个时钟脉冲后,4个触发器的输出状态Q3Q2Q1Q0与输入数码D3D2D1D0相对应。为了加深理解,在图8.8.2中画出了数码1101(相当于D3＝1,D2＝1,D1＝0 ,D0＝1)在寄存器中移位的波形,经过了4个时钟脉冲后,1101出现在寄存器的输出端Q 3Q2Q1Q0。这样，就可将串行输入（从D1端输入）的数码转换为并行输出（从Q3、Q2、Q1、Q0端输出）的数码。这种转换方式特别适用于将接收到的串行输入信号转换为并行输出信号，以便于打印或由计算机处理。在图8.8.3中还画出了第5到第8个时钟脉冲作用下，输入数码在寄存器中移位的波形(如图8.8.2所示)。由图可见，在第8个时钟脉冲作用后，数码从Q3端已全部移出寄存器。这说明存入该寄存器中的数码也可以从Q端串行输出。根据需要，可用更多的触发器组成多位移位寄存器。

除了用边沿D 触发器外,还可用其他类型的触发器来组成移位寄存器,例如,用主从JK 触发器来组成移位寄存器，其级间连接方式如图8.8.3所示。根据JK触发器的特征方程，由图8.8.3可得: FF2和FF3的接法与FF1完全相似，所以各JK 触发器均以D 触发器的功能工作，图8.8.3和图8.8.1所示电路具有相同的功能。双向移位寄存器: 若将图8.8.1所示电路中各触发器间的连接顺序调换一下，让右边触发器的输出作为左邻触发器的数据输入，则可构成左向移位寄存器。若再增添一些控制门,则可构成既能右移(由低位向高位)、又能左移(由高位至低位)的双向移位寄存器。图8.8.4是双向移位寄存器的一种方案,它是利用边沿D 触发器组成的,每个触发器的数据输入端D 同与或非门组成的转换控制门相连,移位方向取决于移位控制端S的状态。当S=1时，D0＝DSR,D1=Q0,即FF0的D0端与右移串行输入端DSR接通，FF1的D1端与Q0接通，在时钟脉冲CP 作用下，由DSR端输入的数据将作右向移位；反之，当S=0时，D0＝Q1 ，D1＝Q2，在时钟脉冲CP作用下，Q2、Q1的状态将作左向移位。同理，可以分析其他两位触发器间的移位情况。由此

实验十七、移位寄存器74164的逻辑功能测试

实验十七、移位寄存器74164的逻辑功能测试一、实验目的 1、掌握中规模8位移位寄存器逻辑功能。 2、认识74LS164及其引脚封装。二、实验预习要求 1、复习有关寄存器的内容。 2、查阅74LS164及逻辑电路，熟悉其逻辑功能及引脚排列。三、实验设备 1、+5V直流电源 2、单次脉冲源 3、逻辑电平开关 4、DM74LS164 四、实验原理 1、移位寄存器是一个具有移位功能的寄存器，是指寄存器中锁存的代码能够在移位脉冲的作用下一次左移和右移。既能左移又能右移称为双向移位寄存器，只需要改变左、右移的控制信号可实现双向移位要求。根据移位寄存器取存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8位移位寄存器，型号可为74LS164，其逻辑符号及引脚排列如图所示。其中A、B为串行输入端；

CLR为异步清零端； QH—QA为输入端； CLK为移位脉冲输入端； 74164是一种串行输入、并行输出的器件，时钟高电平有效，没有时钟使能端，该器件用低电平复位图1 74LS164的逻辑符号及引脚功能表其中QAO、QBO、QHO为在暂稳态输入条件建立之前QA、QB和QH相应的电平；QAN、QGN为在最近的时钟上升沿转换前QA或QG的电平，表示移一位。移位寄存器应用很广，可构成移位寄存器型计数器；属虚脉冲发生器；串行累加器；可用作数据转换，即把串行数据转换位并行数据，或把并行数据转换位串行数据等。五、实验内容 1、测试74LS164的逻辑功能按图所示接线，A、B、CLK分别接至逻辑电平显示输入端。QA—QH分别接至逻辑电平显示输出端。14脚接+5V电源、7脚接地。

(整理)实验-寄存器.

实验十一移位寄存器及其应用一、实验目的： 1、熟悉中规模4位双向移位寄存器的逻辑功能并掌握其使用方法； 2、熟悉移位寄存器的应用典例一——构成串行累加器和环形计数器。二、实验原理： 1、移位寄存器是一种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移位寄存器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。根据存取信息的方式不同移位寄存器可分为：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， S L为左移串行输入端；S1、S0为操作模式控制端；CR为异步清零端；CP为时钟脉冲输入端。 74LS194有5种不同操作模式：并行送数寄存，右移（方向由Q3至Q0），左移（方向由Q0至Q3），保持及清零。S1、S0和CR 端的控制作用如表11-1所示。表11-1

2、移位寄存器的应用很广，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。本实验主要研究移位寄存器用作环形计数器和串行累加器的线路连接及其原理。（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11-2所示，把输出端Q3和右移串行输入端S R相连接，设初始状态Q3Q2Q1Q0=1000，则在时钟脉冲的作用下Q3Q2Q1Q0将依次变为0100、0010、0001、1000-----，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11-2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。（2）串行累加器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11-2 图11-3是由两个右向移位寄存器、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=A N-1.....A O和加数B=B N-1......B O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、输出端的情况为：A N=A0，B N=B0，C N-1=0，S N=A0+B0+0=S0，C N=C0。当第一个CP脉冲到来后，S0存入累加和移位寄存器的最高位，C0存入进位触发器D端，且两个移位寄存器中的内容都向右移动一位。全加器输出为S N=A1+B1+C0=S1，C N=C1。

实验七移位寄存器及其应用

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。S 1、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 1 Q =1000，则在时钟脉冲作用下Q 3Q 2 Q 1 Q 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。

计数器和移位寄存器设计仿真实验报告

实验四典型时序电路的功能测试与综合仿真报告张智博一．74LS290构成的24位计数器方法：第一片74290的Q3与第二片的INB相连，R01，R02相连，INA，R91,R92悬空构成24位计数器。50Hz，5v方波电压源提供时钟信号，用白炽灯显示输出信号。实验电路：实验现象：

输出由000000变为000001，000010，000011，000100，001000，001001，001010，001011，001100，010001，010000，010010，010011，010100，011000，011001，011010，011011，011100，100000，100001，100010，100011，100100，最终又回到000000，实现一次进位。二．74LS161构成的24位计数器方法：运用多次置零法用两片74LS161构成了24位计数器，两片计数器的时钟信号都由方波电压源提供，第一片芯片的Q3和第二片芯片的Q0通过与非门，构成两个74LS161的LOAD信号，第一片的CO接第二片的ENT，其他ENT和ENP接Vcc（5v）。输出接白炽灯。电路图：

实验现象：以下为1—24的计数过程

三．74LS194构成的8位双向移位寄存器方法：通过两片194级联，控制MA,MB 的值，来控制左右移动实验电路由两片74LS194芯片构成。两个Ma 接在一起，两个Mb 接在一起，第一片的

Dr，第二片的Dl，分别通过开关接到Vcc（5v）上。第一片的Q3接到第二片的Dr，第二片的Q0接到第一片的Dl。8个输出端分别接白炽灯。实验电路：实验现象：右移：接通Ma，Dr后，D0到D7全部为0，白炽灯从00000000变为，，，，，，，，实现右移功能。

实验五移位寄存器

实验五、移位寄存器的设计一、实验目的设计并实现一个异步清零同步置数8位并入并出双向移位寄存器电路。二、实验原理在数字电路中，用来存放二进制数据或代码的电路成为寄存器。寄存器按功能可分为：基本寄存器和移位寄存器。移位寄存器中的数据可以在移位脉冲作用下一次逐位右移或左移，数据既可以并行输入、并行输出，也可以串行输入、串行输出，还可以并行输入、串行输出，串行输入、并行输出，十分灵活，用途也很广。下面是一个并入串出的8位左移寄存器的VHDL描述： library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; port(data_in: in std_logic_vector(7 downto 0); clk: in std_logic; load: in std_logic; data_out:out std_logic); end; architecture one of left8 is signal q: std_logic_vector(7 downto 0); begin process(load,clk) begin if load='1' then q<=data_in; data_out<='Z'; elsif clk'event and clk='1' then for I in 1 to 7 loop 图5-1 q(i)<=q(i-1); end loop; data_out<=q(7); end if; end process; end one; 异步清零同步置数8位并入并出双向移位寄存器电路结构图如图5-1所示。三、实验要求输入信号有D[0]~D[7]、DIL、DIR、S、LOAD、CLK和CLR，其中CLK接时钟，其余接拨码开关，输出信号有Q[0]~Q[7]，接发光二极管。改变拨码开关的状态，观察实验结果。实验工程项目命名为rlshift，源程序命名为rlshift8.vhd。四、实验记录对比较器实验结果造表，得到其真值表。五、实验报告要求

7.3.3移位寄存器及其应用

7.3.3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——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、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10－1所示。 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10－2所示，把输出端 Q3和右移串行输入端S R 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7-29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7-52 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。如果将输出Q O与左移串行输入端S L相连接，即可达左移循环移位。表

图 7-52 环形计数器 (2)实现数据串、并行转换第一串行/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10－3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。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，有S1S0＝10，则串行送数结束，标志着串行输入的数据已图10－3 七位串行 / 并行转换器串行/并行转换的具体过程如下：转换前，R C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S R端加入。随着CP 脉冲的依次加入，输出状态的变化可列成表10-3所示。表10－3 由表10－3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。第二，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10－4是用两片CC40194（74LS194）组成的七位并行/串行转换电路，它比图10－3多了两只与非门G1和G2，电路工作方式同样为右移。

移位寄存器功能测试及应用

实验八移位寄存器功能测试及应用一、实验目的： 1.掌握中规模4位双向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、实验仪器及材料 a) TDS-4数电实验箱、双踪示波器、数字万用表。 b) 参考元件：74LS194一片。三、预习要求及思考题 1.预习要求： 1) 复习有关寄存器有关内容。 2）熟悉74LS194逻辑功能及引脚排列。 3）用multisim软件对实验进行仿真并分析实验是否成功。 2.思考题: 1) 使寄存器清零，除采用输入低电平外，可否采用右移或左移的方法？可否使用并行送数法？若可行，如何进行操作？ 2) 环行计数器的最大优点和缺点是什么? 四、实验原理 1.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，其逻辑符号及引脚图如图8-1所示。图8-1 74LS194的逻辑符号图及引脚功能图. 其中D0、D1、D2、D3为并行输入端；Q0、Q1、Q2、Q3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；S0、S1为操作模式控制端；C R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Q0-->Q3）,左移（方向由Q3→Q0），保持及清零。 S1、S0和C R端的控制作用如表8-1

移位寄存器功能及其设计

实验六：移位寄存器功能测试及设计一、实验目的（1）掌握移位寄存器的工作原理与逻辑功能。（2）掌握集成移位寄存器74LS74的逻辑功能及应用。二、实验仪器设备与主要器件实验箱双踪示波器稳压电源函数发生器 74LS74 两块 74LS94 两块； 74LS283 一块；三、实验原理 1、单向移位寄存器逻辑功能描述如下：（1）复位功能。（2）置数功能。（3）移位功能。 2、双向移位寄存器：在控制信号的作用下，既能左移又能右移的多位移位寄存器。74LS94是4位双向移位寄存器，逻辑功能表如下：功能输入 Q 0 Q 1 Q 2 Q 3 RD S1 S0 CP DIL DIR D0 D1 D2 D3 清除 0 × × × × × × × × × 0000 保持 1 0 0 ↑ × × × × × × Q0Q1Q2Q3 预置 1 1 1 ↑ × × D0 D1 D2 D3 D0D1D2D3 左移 1 1 0 ↑ DIL × × × × × Q1Q2Q3DIL 右移 1 1 ↑ × DIR × × × × DIRQ0Q1Q2 3 、双向移位寄存器74LS194的应用（1）形成扭环计数器电路；（2）组成模12计数器；（3）形成并串转换电路。三、实验内容（1）验证74LS194的逻辑功能，实验结果与上表进行对照。验证结果和上表所示一致。（2）如图2-6-6所示，两个二进制数A （a0a1a2a3）、B （b0b1b2b3）分别存入74LS194（A ）、74LS194（B ），然后对它们按位相加，其和放入74LS194(A)的移位输入中。试采用全加器74LS284和D 触发器74LS74组成能实现上述要求的电路，在74LS194（A ）输出端Q0，Q1，Q2，Q3用发光二极管指示。接线调试电路，以表格的形式记录4个脉冲后的结果。仿真图：

实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、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一一环形计数器。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。 mmjj 可 * 空 6 Dj EW 7^194 (OC40194) 图1 74LS194的逻辑符号及其引脚排列其中D3、D2、D,、D0为并行输入端, Q3、Q2、Q,、Q0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,、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。74LS194有5种不同操作模式：即并行送数寄存，右移（方向由Q3 T Q0）,左移（方向由Q0T Q3）,保持及清零。S1、S0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Q0和右移串行输入端S R相连接，设初始状态Q3Q2Q I Q0=1OOO,则在时钟脉冲作用下Q3Q2Q1Q O将依次变为0100T0010^0001 T 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

移位寄存器的串行扩展

移位寄存器及其应用

寄存器的原理及应用

8位移位寄存器的电路设计与版图实现

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EDA课程设计——移位寄存器的设计与实现

移位寄存器的工作原理

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(整理)实验-寄存器.

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