电子技术实验报告6—移位寄存器及其应用

学生实验报告系别电子信息学院课程名称电子技术实验班级10通信A班实验名称实验六移位寄存器及其应用姓名葛楚雄实验时间2012年5月16日学号2010010101019指导教师文毅报告内容一、实验目的和任务1.掌握四位双向移位寄存器的逻辑功能与使用方法。2.了解移位寄存器的使用—实现数据的串行，并行转换和构成环形计数器。二、实验原理介绍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15-1所示。图15-174LS194(或CC40194)的逻辑符号及引脚排列其中SR为右移串行输入端，SL为左移串行输入端；功能作用如表15-1所示。2、移位寄存器应用很广，可构成移位寄存器型计数器、顺序脉冲发生器和串行累加器；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。（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，如下图所示。将输出端Q3与输入端SR相连后，在时钟脉冲的作用下Q0Q1Q2Q3将依次右移。同理，将输出端Q0与输入端SL相连后，在时钟脉冲的作用下Q0Q1Q2Q3将依次左移。（2）实现数据串、并转换○1串行/并行转换器串行/并行转换是指串行输入的数据，经过转换电路之后变成并行输出。下面是用两片74LS194构成的七位串行/并行转换电路。电路中S0端接高电平1，S1受Q7控制，两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为1，有S1S0=11，则串行送数结束，标志着串行输入的数据已转换成为并行输出。○2并行/串行转换器并行/串行转换是指并行输入的数据，经过转换电路之后变成串行输出。下面是用两片74LS194构成的七位并行/串行转换电路，如图15-4所示。与图15-3相比，它多了两个与非门，而且还多了一个转动换启动信号（负脉冲或低电平），工作方式同样为右移。对于中规模的集成移位寄存器，其位数往往以4位居多，当所需要的位数多于4位时，可以把几片集成移位寄存器用级连的方法来扩展位数。三、实验内容和数据记录1、测试74LS194移位寄存器的逻辑功能；1、测并入功能的要点：①先清零；②令S1S0=11；③对D0~D3置数,送数1001；④在CP作用下即完成。将输出状态变化记录在预设置的表里。2、测右移功能的要点：①先清零；②令S1S0=11，送数0110；③令S1S0=01；④令DSR=Q3；⑤在4次CP的作用下，将输出状态变化记录在预设置的表1里。3、测左移功能的要点：①先清零；②令S1S0=11，送数1001；③令S1S0=10；④令DSL=Q0；⑤在4次CP作用下，将输出状态变化记录在预设置的表2里。4、测保持功能的要点：①先清零；②令S1S0=11，送数1001；③令S1S0=00；④在4次CP作用下观察移位寄存器的输出是否变化？将输出状态变化记录在预设置的表3里。功能CPCrS1S0Q0Q1Q2Q3清零X0XX0000并入↑1110110CP1↑1010011CP2↑1011001CP3↑1011100CP4↑1010110并入置数时，D0D1D2D3=0110;注：右移时DSR=Q3;功能CPCrS1S0Q0Q1Q2Q3清零X0XX0000并入↑1111001CP1↑1100011CP2↑1100110CP3↑1101100CP4↑1101001并入置数时，D0D1D2D3=1001;注：左移时DSL=Q0功能CPCrS1S0Q0Q1Q2Q3清零X0XX0000并入↑1111001保持↑1001001CP1↑1001001CP2↑1001001CP3↑1001001CP4↑10010012、74LS194构成扭环型计数器；工作原理：1.先清零，3210QQQQ=0000;2.S1S0=01，右移工作模式；3.DSR=/Q3，在CP的作用下，3210QQQQ实现右移；4.3210QQQQ（0000）-（1000）-（1100）-（1110）-（1111）-（0111）-（0011）-（0001）-（0000）；实现8进制循环计数。3.二进制码的串-并行转换；（1）串行-并行转换；1、片Ⅰ的3Q接片ⅡSR，实现信号右移传递。2、片Ⅰ的0D=0（标志码），片Ⅰ的1D~3D和片Ⅱ的0D~3D=1，当RC=0时，并行输出=00000000；两片的1S、0S=1，PC到来时，实现并行送数，并行输出=01111111；3、由此，两片的1S=0，0S=1；实现右移功能。4、第一个CP到来时，并行输出=1SRD0111111；在CP的连续作用下，实现信号右移，并行输出=2SRD1SRD011111，直到片Ⅱ的3Q=0，完成串行-并行转换（即输出=7SRD6SRD5SRD4SRD3SRD2SRD1SRD0）5、因片Ⅰ、片Ⅱ的0S=1；片Ⅱ的3Q输出转换完成信号经非门到片Ⅰ、片Ⅱ的1S端实现工作模式转换。当片Ⅱ的3Q=0时，再次实现并行送数。表示这一组7位串行数据转换为并行输出结束。初态：01111111↑00111111↑10011111↑11001111↑01100111↑10110011↑11011001↑01101100四、实验结论与心得1.该实验存在一定测量误差，误差来源于电路箱中得误差，但是误差实验允许范围内，故该实验有效。2．该实验应该注意电路的联线，同时要求熟练掌握各个芯片的使用方法。3．移位寄存器有更深一步了解，加深了同学们对移位寄存器工作原理的理解，同时对书本的知识加深了理解。4.对74LS194有了更近一步的加深认识和了解。成绩教师签名文毅批改时间年月日