文档介绍：实验五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,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10-1所示。
图10-40194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;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和端的控制作用如表10-1。
表10-1
功能
输入
输出
CP
S1
S0
SR
SL
DO
D1
D2
D3
Q0
Q1
Q2
Q3
清除
×
0
×
×
×
×
×
×
×
×
0
0
0
0
送数
↑
1
1
1
×
×
a
b
c
d
a
b
c
d
右移
↑
1
0
1
DSR
×
×
×
×
×
DSR
Q0
Q1
Q2
左移
↑
1
1
0
×
DSL
×
×
×
×
Q1
Q2
Q3
DSL
保持
↑
1
0
0
×
×
×
×
×
×
保持
↓
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数器和数据的串、并行转换。
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10-2 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。
表10-2
CP
Q0
Q1
Q2
Q3
0
1
0
0
0
1
0
1
0
0
2
0
0
1
0
3
0
0
0
1
图 10-2 环形计数器
如果将输出QO与左移串行输入端SL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10-40194(74LS194)四位