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移位寄存器实验报告（一）实验原理移位寄存器是用来寄存二进制数字信息并且能进行信息移位的时序逻辑电路。
根据移位寄存器存取信息的方式可分为串入串出、串入并出、并入串出、并入并出4种形式。
74194是一种典型的中规模集成移位寄存器，由4个RS触发器和一些门电路构成的4位双向移位寄存器。
该移位寄存器有左移，右移、并行输入数据，保持及异步清零等5种功能。
有如下功能表（二）（三）实验内容1.按如下电路图连接电路十个输入端，四个输出端，主体为74194.2.波形图参数设置：End time：2us Grid size:100ns波形说明：clk:时钟信号； clrn：置0s1s0:模式控制端 sl_r:串行输入端abcd：并行输入 qabcd：并行输出结论：clrn优先级最高，且低有效高无效；s1s0模式控制，01右移，10左移，00保持，11置数重载；sl_r控制左移之后空位补0或补1。
3.数码管显示移位（1）电路图（2）下载验证管脚分配：a,b,c,d:86,87,88,89 bsg[3..0]:99,100,101,102clk:122 clk0:125 clrn:95q[6..0]:51,49,48,47,46,44,43 s0,s1:73,72sl_r:82,83结论：下载结果与仿真结果一致，下载正确。
一、实验日志1.移位寄存器的实验真的挺纠结的，本来想用7449的，但是下载结果出现了错误，想到它在这个电路图中的功能比较单一，就自己写了一个my7449，终于对了。
五、思考题（1）简单说明移位寄存器的概念及应用情况？概念：移位寄存器是用来寄存二进制数字信息且能进行信息移动的时序逻辑电路。
根据移位寄存器存取信息的方式不同可以分为串入串出，串入并出，并入串出，并入并处4种形式。
应用：移位寄存器可以构成计数器，顺序脉冲发生器，串行累加器，串并转换，并串转换等。
（2）仿真常规方法步骤是什么？有什么注意事项？a)新建波形文件后波形图参数设置b)添加结点或总线后信号整合与位置分配c)激励输入及分段仿真注意事项：1.激励输入信号与待分析输出信号上下放置，界限分明；时钟信号置顶，其他输入信号可按异步控制，同步控制，数据输入顺序向下放置；同一元器件的控制信号就近放置；同一功能的控制信号就近放置；2.符合总线形式的IO信号优先整合；同一器件和同一属性的控制信号优先整合；脉冲信号一般不整合；整合前信号应按高位到低位顺序向下放置；整合后信号名以能直观反映该信号功能为宜；3.首先设置时钟信号等系统信号激励完成电路初始状态，其次将时间轴划分为连续的时间段，一时间段完成一小步实验内容。
目录一概述............................................................................................................................................. - 1 -（一）设计背景及意义 (1)（二）设计任务与要求 (1)二六位频率计的工作原理............................................................................................................. - 1 -三六位频率计的设计与仿真......................................................................................................... - 2 -（一）六位十进制频率计的设计与仿真 (2)（二）六位十六进制频率计的设计与仿真 (5)四调试过程、测试结果及分析 ..................................................................................................... - 8 -（一）六位十进制频率计的测试结果与分析 (8)（二）六位十进制频率计扩展功能的测试结果与分析 (9)（三）六位十六进制频率计的测试结果与分析 (10)五课程设计体会........................................................................................................................... - 11 -六参考文献................................................................................................................................... - 11 -六位频率计的设计一概述（一）设计背景及意义现代电子设计技术的核心已日益趋转向基于计算机的电子设计自动化技术，即EDA（Electronic Design Automation）技术。
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：2019 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：6 74LS04 17 74LS00 18 74LS86 19 74LS10 1三、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 4位双向移位寄存器功能表功能M1 M0 CP R D D R d1 d2 d3 d4 D L Q1n+1 Q2n+1 Q3n+1 Q4n+1清零― ― ― 0― ― ― ― ― ―0 0 0 0预置 1 1 ↑ 1― d1 d2 d3 d4 ―d1d2d3d4右移0 1 ↑ 1d R― ― ― ― ―d R d1d2d3左移 1 0 ↑ 1― ― ― ― ― d L d2d3d4d L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。
实验六移位寄存器的设计一、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、实验预习要求1、复习有关寄存器及串行、并行转换器有关内容。
2、查阅CC40194、CC4011及CC4068 逻辑线路。
熟悉其逻辑功能及引脚排列。
3、在对CC40194进行送数后，若要使输出端改成另外的数码，是否一定要使寄存器清零？4、使寄存器清零，除采用R C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？5、若进行循环左移，图6－4接线应如何改接？6、画出用两片CC40194构成的七位左移串 /并行转换器线路。
7、画出用两片CC40194构成的七位左移并 /串行转换器线路。
三、实验设备及器件1、＋5V直流电源2、单次脉冲源3、逻辑电平开关4、逻辑电平显示器5、CC40194×2（74LS194）CC4011(74LS00) CC4068(74LS30)四、设计方法与参考资料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6－1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C为直接无条件清零端；入端，S L为左移串行输入端；S1、S0为操作模式控制端；R图6－1 CC40194的逻辑符号及引脚功能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。
移位寄存器实验报告篇一：移位寄存器实验报告移位寄存器实验报告（一）实验原理移位寄存器是用来寄存二进制数字信息并且能进行信息移位的时序逻辑电路。
根据移位寄存器存取信息的方式可分为串入串出、串入并出、并入串出、并入并出4种形式。
74194是一种典型的中规模集成移位寄存器，由4个RS触发器和一些门电路构成的4位双向移位寄存器。
该移位寄存器有左移，右移、并行输入数据，保持及异步清零等5种功能。
有如下功能表（三）实验内容1. 按如下电路图连接电路十个输入端，四个输出端，主体为74194. 2. 波形图参数设置：End time：2usGrid size:100ns 波形说明：clk:时钟信号；clrn：置0 s1s0:模式控制端 sl_r:串行输入端 abcd：并行输入 qabcd：并行输出结论：clrn优先级最高，且低有效高无效；s1s0模式控制，01右移，10左移，00保持，11置数重载；sl_r控制左移之后空位补0或补1。
3. 数码管显示移位（1）电路图（2）下载验证管脚分配：a,b,c,d:86,87,88,89 bsg[3..0]:99,100,101,102 clk:122 clk0:125 clrn:95 q[6..0]:51,49,48,47,46,44,43 s0,s1:73,72 sl_r:82,83 结论：下载结果与仿真结果一致，下载正确。
一、实验日志1.移位寄存器的实验真的挺纠结的，本来想用7449的，但是下载结果出现了错误，想到它在这个电路图中的功能比较单一，就自己写了一个my7449，终于对了。
五、思考题（1）简单说明移位寄存器的概念及应用情况？概念：移位寄存器是用来寄存二进制数字信息且能进行信息移动的时序逻辑电路。
根据移位寄存器存取信息的方式不同可以分为串入串出，串入并出，并入串出，并入并处4种形式。
应用：移位寄存器可以构成计数器，顺序脉冲发生器，串行累加器，串并转换，并串转换等。
EDA 实验报告实验目的：1.触发器的工作原理。
2.基本时序电路的VHDL 代码编写。
3.按键消抖电路应用。
4.定制LPM 原件。
5.VHDL 语言中元件例化的使用。
6.移位寄存器的工作原理及应用。
实验要求：1.运用LPM 原件定制DFF 触发器，并调用LPM 定制的DFF 触发器，用VHDL 语言的元件例化实现消抖电路并了解其工作原理。
2. 移位寄存器是用来寄存二进制数字信息且能进行信息移位的时序逻辑电路。
根据移位寄存器存取信息的方式不同可分为串入串出、串入并出、并入串出、并入并出4种形式，并通过数码管显示出来。
实验原理：1.消抖电路由于一般的脉冲按键与电平按键采用机械开关结构，其核心部件为弹性金属簧片。
按键信号在开关拨片与触点接触后经多次弹跳才会稳定。
本实验采用消抖电路消除抖动以获得一个稳定的电平信号。
2.移位寄存器移位寄存器具有左移、右移、并行输入数据、保持及异步清零5种功能。
其中A 、B 、C 、D 为并行输入端，A Q 、B Q 、C Q 、D Q 为并行输出端；SRSI 为右移串行输入端，SLSI 为左移串行输入端；S1、S0为模式控制端；CLRN 为异步清零端；CLK 为时钟脉冲输入端。
实验具体步骤：1.消抖电路(1).用lpm 定制DFF<1>.设置lpm_ff 选择Installed Plug-Ins →Storage →lpm_ff 项；<2>.设置输入data 为1位，clock 为时钟信号，类型为D 型；<3>.添加异步清零和异步置1；其VHDL 语言为：LIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.all;LIBRARY lpm;USE lpm.all;ENTITY mydff ISPORT(clock : IN STD_LOGIC ;data : IN STD_LOGIC ;q : OUT STD_LOGIC);END mydff;ARCHITECTURE SYN OF mydff ISSIGNAL sub_wire0 : STD_LOGIC_VECTOR (0 DOWNTO 0);SIGNAL sub_wire1 : STD_LOGIC ;SIGNAL sub_wire2 : STD_LOGIC ;SIGNAL sub_wire3 : STD_LOGIC_VECTOR (0 DOWNTO 0);COMPONENT lpm_ffGENERIC (lpm_fftype : STRING;lpm_type : STRING;lpm_width : NA TURAL);PORT (clock : IN STD_LOGIC ;q : OUT STD_LOGIC_VECTOR (0 DOWNTO 0);data : IN STD_LOGIC_VECTOR (0 DOWNTO 0) );END COMPONENT;BEGINsub_wire1 <= sub_wire0(0);q <= sub_wire1;sub_wire2 <= data;sub_wire3(0) <= sub_wire2;lpm_ff_component : lpm_ffGENERIC MAP (lpm_fftype => "DFF",lpm_type => "LPM_FF",lpm_width => 1)PORT MAP (clock => clock,data => sub_wire3,q => sub_wire0);END SYN;(2).VHDL结构式描述顶层--Top level entity xiaodoulibrary ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity xiaodou isport( d_in,clk:in std_logic;clk_out:out std_logic);end xiaodou;architecture xiaodou_arch of xiaodou is component mydff is --元件例化PORT(clock : IN STD_LOGIC ;data : IN STD_LOGIC ;q : OUT STD_LOGIC);END component;signal x,y:std_logic;begindff1:mydff port map(clock=>clk,data=>d_in,q=>x); dff2:mydff port map(clk,x,y);clk_out<=x and (not y);end xiaodou_arch;(3).功能仿真波形：2.移位寄存器(1).74194功能验证电路(2).74194功能仿真结果仿真分析：clrn=1，clk上升时，s为11，移位寄存器并行置数，此时abcd=1010，q_abcd=1010；clrn=0，移位寄存器进行清零，此时有q_abcd=0000；clrn=1，clk上升时，s为01，sl_sr为01，移位寄存器串行右移补1，输出q_abcd=1000；clrn=1，clk上升时，s为01，sl_sr为10，移位寄存器串行右移补0，输出q_abcd=0100；clrn=1，clk上升时，s为10，sl_sr为10，移位寄存器串行左移补1，输出q_abcd=1001；clrn=1，clk上升时，s为10，sl_sr为01，移位寄存器串行左移补0，输出q_abcd=0010。
EDA与SOPC基础一一实验一：通用移位寄存器的设计一、实验目的：学习使用QuartusII软件完成时序逻辑电路的设计，掌握通用移位寄存器的基本设计方法。
二、实验内容：用VHDL设计一个多功能通用移位寄存器，要求具有同步置位(load)、异步复位(clr)、无符号数左移(sel=11)、无符号数右移(sel=10)、循环左移(sel=01)、循环右移(sel=00)等六项基本功能。
结合UP-SOPC1000实验系统，通过QuartusII软件对其进行仿真和硬件测试。
三、实验步骤：1.完成同步加载以及异步复位功能。
2.当输入sel=11时实现无符号左移功能。
3.当输入sel=10时实现无符号右移功能。
4.当输入sel=01时实现循环左移功能。
5.当输入sel=00时实现循环右移功能。
6.利用QuartusII软件对所写程序进行时序仿真与分析最后完成管脚琐定及在线编程。
四、VHDL语言程序设计library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_arith.all;entity shift is --- 定义实体名为shiftport (clk,load,clr: in bit; --- 定义输入输出端口date_in: in std_logic_vector(3 downto 0);set: in std_logic_vector(1 downto 0);date_out: out std_logic_vector(3 downto 0));end entity;architecture one of shift is --- 定义结构体名为one signal date :std_logic_vector(3 downto 0);beginprocess(clk,clr,set,date_in,load) --- 进程的开始，主程序部分beginif clr = '1' then date <= "0000";elsif clk'event and clk = '1' thenif load='1' then date <= date_in;elsecase set iswhen "11" => date <= date(2 downto 0) & '0' ; --- 无符号左移when "10" => date <= '0' & date(3 downto 1) ; --- 无符号右移when "01" => date <= date(2 downto 0) & date(3) ; --- 循环左移when "00" => date <= date(0) & date(3 downto 1) ; --- 循环右移when others => date <= "0000";end case;end if;end if;date_out <= date; --- 输出数据end process;end one;五、顶层电路框图及时序波形图六、引脚说明以及波形分析根据要求，程序中clr是具有异步复位功能，当为1时对系统进行复位，其优先级最高；Load是同步置位功能，当时钟上升沿来临时若此时load=1,则输出当前值；Clk是时钟信号，上升沿有效；Sel为选通信号，取值范围sel={00,01,10,11}分别对应循环右移，循环左移，无符号右移和无符号左移；从波形图中可以看出，在异步复位信号clr为1的期间，系统处于复位状态，输出一直为0；在异步复位信号为0以及同步置位信号load为1期间，也就是第三个上升沿之时，系统输出当前的状态data_in=1101；接下来sel=00表示循环右移，随着上升沿的到来输出从1101到1110再到0111，这是循环右移的过程，此后，随着选通信号sel的变化，输出随之而变化，符合实验的要求。
实验六 移位寄存器功能测试及应用--实验报告要求一. 实验目的(0.5分）1. 熟悉寄存器、移位寄存器的电路结构和工作原理。
2. 掌握中规模4位双向移位寄存器逻辑功能及使用方法。
3. 熟悉移位寄存器的应用。
二. 实验电路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；R C 为直接无条件清零端；CP 为时钟脉冲输入端。
三图2 CC40194/74LS194逻辑功能测试图1 CC40194/74LS194的逻辑符号及引脚功能图3 环形计数器四. 实验原理（0.5分）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。
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。
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）环行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。
（2）实现数据、并行转换器a）串行∕并行转换器串行∕并行转换器是指串行输入的数码，经转换电路之后变换成并行输出。
b）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。
五. 实验内容与步骤（共1分）1.测试74LS194的逻辑功能（0.5分）(1)在实验箱上选取一个16P插座，按定位标记插好74LS194集成块。
