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：
《数字电路与系统设计》实验指导书
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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 1
2 万用表 1
3 双踪示波器 1
4 74LS194 1
5 74LS112 1
6 74LS04 1
7 74LS00 1
8 74LS86 1
9 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。
移位寄存器及其应用实验报告
1. 背景
在数字电路中，移位寄存器是一种常见的基本电路元件。它可以将输入数据按照一定规则进行移位操作，并输出处理后的数据。移位寄存器通常由触发器构成，分为串行移位寄存器和并行移位寄存器。在实际应用中，移位寄存器常用于数据存储、数据传输、脉冲发生器等方面。
本实验旨在通过设计移位寄存器电路及其应用电路的实验，加深对移位寄存器工作原理的理解，掌握其应用。
2. 实验目的
1. 了解移位寄存器的基本原理；
2. 学会设计移位寄存器电路及其应用电路；
3. 掌握移位寄存器的应用方法。
3. 实验原理与方法
3.1 移位寄存器原理
移位寄存器将输入数据按照一定规则进行移位操作，并输出处理后的数据。常见的移位规则包括：左移、右移、循环左移、循环右移等。移位寄存器通常由触发器构成，触发器的状态决定了寄存器中存储的数据。
本实验主要探究两种常用的移位寄存器：串行移位寄存器和并行移位寄存器。
3.1.1 串行移位寄存器
串行移位寄存器中，数据是按照位的顺序逐个进行移位的。串行移位寄存器可以通过级联多个D触发器实现，每个D触发器的输出与下一个D触发器的输入相连。
3.1.2 并行移位寄存器
并行移位寄存器中，数据的位同时进行移位。并行移位寄存器可以通过级联多个D触发器实现，每个D触发器的输入都与移位数据的对应位相连。
3.2 实验所用材料与方法
3.2.1 材料
• 移位寄存器芯片
• 发光二极管（LED）
• 电路连接线 3.2.2 方法
1. 实验预备：准备实验所需的移位寄存器芯片、LED和电路连接线。
2. 按照移位寄存器原理，设计移位寄存器电路并进行布线连接。
3. 使用示波器检查电路的正确性。
4. 进行实验验证，观察移位寄存器的运行情况，并记录实验结果。
4. 实验结果与分析
本实验设计了一个4位串行移位寄存器电路，并进行了验证实验。
首先，按照原理部分的描述，我们选择了一个基于D触发器的4位串行移位寄存器芯片。通过连接四个D触发器，将其串联起来，即可构成一个4位的串行移位寄存器。
实验九 集成移位寄存器应用实验
一、实验目的
1、了解集成移位寄存器的控制功能。
2、掌握集成移位寄存器的应用。
二、实验原理
移位寄存器的功能是当时钟控制脉冲有效时，寄存器中存储的数码同时顺序向高位（左移）或向低位（右移）移位一位。所以，移位寄存器的各触发器状态必须同时变化，为同步时序电路。
因为数据可以按序逐位从最低位或最高位串行输入移位寄存器，也可以通过置数端并行输入移位寄存器。所以移位寄存器的数据输入、输出方式有并行输入/并行输出、并行输入/串行输出、串行输入/并行输出、串行输入/串行输出。
移位寄存器主要应用于实现数据传输方式的转换（串行到并行或并行到串行）、脉冲分配、序列信号产生以及时序电路的周期性循环控制（计数器）等。
4位移位寄存器74LS194的逻辑功能如表3.9.1所示。在方式信号三S1和S0控制下，74LS194可以实现右移（串行数据从SD输入）、左移（串行数据从SA输入）、置数（并行数据从d、c、b、a输入）及保持（输出不变）功能。
表3.9.1 四位移位寄存器74194功能表
输入 输出 功能
RC 1S 0S DS AS CP DCBA QD QC QB QA ---
0 Ф Ф Ф Ф Ф Ф 0 0 0 0 异步复位
1 1 1 Ф Ф Ф dcba d c b a 同步置数
1 1 0 Di Ф ↑ Ф Di QD QC QB 右移
1 0 1 Ф Di ↑ Ф QC QB QA Qi 左移
1 0 0 Ф Ф ↑ Ф QD QC QB QA 保持
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D3、D2、D1、D0为并行输入端， Q3、Q2、Q1、Q0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；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→Q0），左移（方向由Q0→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SR相连接，设初始状态Q3Q2Q1Q0=1000，则在时钟脉冲作用下Q3Q2Q1Q0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。
