最新实验七移位寄存器及其应用

实验七寄存器移位寄存器一、实验目的1掌握常用寄存器、移位寄存器的使用方法。

2掌握中规模移位寄存器的应用。

二、实验设备和元器件1SAC-2电工电子实验台；SS-01数字实验模块。

2DL-4330示波器；EM-1463函数信号发生器。

374LS37374LS16474LS59574LS0074LS2074LS86三、实验原理寄存器（Register）和移位寄存器（ShiftRegister）1、寄存器（Register）:在数字系统中，常需要一些数码暂时存放起来，这种暂时存放数码。

一个触发器可以寄存1位二进制数码，要寄存几位数码，就应具备几个触发器，此外，寄存器还应具有由门电路构成的控制电路，以保证信号的接收和清除。

移位寄存器2、移位寄存器除了具有寄存数码的功能外，还具有移位功能，即在移位脉冲作用下，能够把寄存器中的数依次向右或向左移。

它是一个同步时序逻辑电路,根据移位方向，常把它分成左移寄存器、右移寄存器和双向移位寄存器三种；根据移位数据的输入－输出方式，又可将它分为串行输入－串行输出、串行输入－并行输出、并行输入－串行输出和并行输入－并行输出四种电路结构。

如图所示由D触发器构成的简单移位寄存器，从CP上升沿开始到输出新状态的建立需要经过一段传输延迟时间，所以当CP上升沿同时作用于所有触发器时，它们输入端的状态都未改变。

于是，FF0按DI原来的状态翻转，FF1按Q0原来的状态翻转，FF2按Q1原来的状态翻转，FF3按Q2原来的状态翻转，同时，输入端的代码存入F0，总的效果是寄存器的代码依次右移一位。

可见，经过4个CP信号后，串行输入的四位代码全部移入了移位寄存器，并在四个输出端得到并行输出代码。

利用移位寄存器可实现代码的串行—并行转换。

若再加4行个CP信号，寄存器中的四位代码还可以从串端依次输出。

四、实验步骤1、74ls373逻辑功能测试（1）74ls373引脚说明74ls373为三态输出的八D透明锁存器，共有54S373和74LS373两种形式。

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。

一、实验目的本次实验的主要目的是通过搭建移位寄存器实验电路，验证移位寄存器的逻辑功能，并了解其在数字系统中的应用。

实验内容包括：移位寄存器的基本原理、实验电路搭建、实验现象观察和结果分析。

二、实验原理移位寄存器是一种具有移位功能的寄存器，它可以实现数据的串行输入和串行输出。

在时钟脉冲的作用下，移位寄存器中的数据可以依次左移或右移。

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、并入并出四种形式。

本实验选用的是4位双向通用移位寄存器，型号为74LS194或CC40194。

74LS194具有5种不同操作模式：即并行送数寄存、右移、左移、保持及清零。

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三、实验电路搭建1. 电路元件准备：74LS194芯片、电阻、电容、二极管、连接线等。

2. 电路搭建：按照图1所示，将74LS194芯片的引脚与电阻、电容、二极管等元件连接，形成移位寄存器实验电路。

3. 电源连接：将电源正负极分别连接到电路板上的VCC和GND端。

四、实验现象观察1. 实验现象一：串行输入，并行输出。

（1）将74LS194的SR端接地，SL端接高电平，S1、S0端接高电平，CR端接地。

（2）使用串行输入端输入数据，观察并行输出端的数据变化。

（3）实验现象：当输入串行数据时，并行输出端依次输出对应的数据。

2. 实验现象二：并行输入，串行输出。

（1）将74LS194的SR端接地，SL端接高电平，S1、S0端接低电平，CR端接地。

（2）使用并行输入端输入数据，观察串行输出端的数据变化。

（3）实验现象：当输入并行数据时，串行输出端依次输出对应的数据。

3. 实验现象三：左移、右移操作。

（1）将74LS194的SR端接地，SL端接高电平，S1、S0端分别接高电平和低电平，CR端接地。

（2）观察移位寄存器中的数据在时钟脉冲的作用下左移或右移。

（3）实验现象：在时钟脉冲的作用下，移位寄存器中的数据依次左移或右移。

移位寄存器实验报告移位寄存器和计数器的设计实验室：实验台号：日期：专业班级：姓名：学号：一、实验目的1. 了解二进制加法计数器的工作过程。

2. 掌握任意进制计数器的设计方法。

二、实验内容（一）用D触发器设计左移移位寄存器（二）利用74LS161和74LS00设计实现任意进制的计数器设计要求：以实验台号的个位数作为所设计的任意进制计数器（0、1、2任选）。

三、实验原理图1.由4个D触发器改成的4位异步二进制加法计数器（输入二进制：11110000）2.测试74LS161的功能3.熟悉用74LS161设计十进制计数器的方法。

①利用置位端实现十进制计数器。

②利用复位端实现十进制计数器。

四、实验结果及数据处理1.左移寄存器实验数据记录表要求：输入二进制：111100002.画出你所设计的任意进制计数器的线路图（计数器从零开始计数），并简述设计思路。

8进制利用复位法实现8进制计数器，8=1000B，将A端同与非门相连，当A端=1时，使复位端获得信号，复位，从而实现8进制。

五、思考题1. 74LS161是同步还是异步，加法还是减法计数器?答：在上图电路中74LS161是异步加法计数器。

2. 设计十进制计数器时将如何去掉后6个计数状态的?答：通过置位端实现时，将Q0、Q3 接到与非门上，输出连接到置位控制端。

当Q3=1，Q2=0，Q1=0，Q0=1，即十进制为9时，与非门输入端Q0、Q3同时为高电平，位控制端为低电位，等到下一个CP上升沿到来时，完成置数，全部置为0。

3. 谈谈电子实验的心得体会，希望同学们提出宝贵意见。

答：通过这学期的电子实验，我对电子电路有了更加深入地了解。

初步了解了触发器、寄存器、计数器等电子元件的使用。

将理论与实践相结合，更加深入的了解了电子技术，学到了很多，对这学期的电子实验十分满意。

移位寄存器及其应用实验报告一、实验目的1.了解移位寄存器的基本原理和工作方式；2.掌握移位寄存器的应用场景和使用方法；3.通过实验验证移位寄存器的功能和性能。

二、实验原理移位寄存器是一种特殊的寄存器，它可以将数据按照一定的规律进行移位操作。

移位操作可以分为左移和右移两种方式，左移是将数据向左移动一定的位数，右移则是将数据向右移动一定的位数。

移位寄存器可以用于数据的移位、数据的存储和数据的转换等多种应用场景。

移位寄存器的基本原理是利用触发器和门电路实现数据的移位操作。

触发器是一种存储器件，可以存储一个二进制位的数据。

门电路则是一种逻辑电路，可以实现数据的逻辑运算。

移位寄存器通常由多个触发器和门电路组成，可以实现多位数据的移位操作。

移位寄存器的工作方式是通过时钟信号来控制数据的移位操作。

当时钟信号为高电平时，移位寄存器开始工作，数据按照一定的规律进行移位操作。

当时钟信号为低电平时，移位寄存器停止工作，数据保持不变。

移位寄存器还可以通过控制输入端和输出端的电平来实现不同的功能。

三、实验内容本次实验主要是通过实验板上的移位寄存器模块，实现数据的移位和存储操作。

具体实验内容如下：1.将实验板上的移位寄存器模块连接到开发板上；2.使用开发板上的按键控制移位寄存器的工作方式，包括左移、右移、存储和清零等操作；3.使用示波器观察移位寄存器的时钟信号和数据输出信号，验证移位寄存器的工作状态和性能。

四、实验步骤1.将实验板上的移位寄存器模块连接到开发板上，按照连接图进行连接；2.使用开发板上的按键控制移位寄存器的工作方式，具体操作如下：（1）按下左移按键，移位寄存器开始向左移动数据；（2）按下右移按键，移位寄存器开始向右移动数据；（3）按下存储按键，移位寄存器将当前数据存储到寄存器中；（4）按下清零按键，移位寄存器将当前数据清零。

3.使用示波器观察移位寄存器的时钟信号和数据输出信号，具体操作如下：（1）将示波器的探头连接到移位寄存器的时钟输入端，观察时钟信号的波形；（2）将示波器的探头连接到移位寄存器的数据输出端，观察数据输出信号的波形。

实训八移位寄存器及其应用一、实训目的1．掌握移位寄存器74LS194的逻辑功能及其测试方法；2．熟悉移位寄存型的典型应用电路。

二、实训内容1．移位寄存器74LS194的功能测试；2．74LS194构成8位数的序列信号发生器。

三、实训主要元件1．74LS194（4位双向移位寄存器）外引线排列图（详细资料见后附表）四、实训原理、步骤及要求（一）原理：1．74LS194（4位双向移位寄存器）74LS194（4位双向移位寄存器）是一种功能很强的通用寄存器，其逻辑功能如附表所示。

从功能表中可见，它具有并行输入、并行输出、左移和右移及保持等功能。

这些功能均通过模式控制端M0、M1来确定。

当M0=M1=0时，寄存器处于保持状态；当M0=M1=1时，寄存器处于并行输入并行输出功能，即在CP上升沿作用下，加到并行数据输入（D0~D3）的数据被送到Q0~Q3；当M0=0、M1=1时，寄存器处于左移操作（Q3向Q0方向），数据从左移串行数据输入（D SL）送入；当M0=1、M1=0时，寄存器处于右移操作（Q0向Q3方向），数据从右移串行数据输入（D SR）送入。

（二）实训步骤及要求1．74LS194（4位双向移位寄存器）的功能测试表1 74LS194功能表将CP端接逻辑开关，其它需要设置和改变状态的端，可通过临时改变电位（接+5V电源为高电平，接地为低电平）来实现不同状态，Q0~Q3输出端接（LED管）。

先设定有确定取值的输入端的状态，然后，送入时钟脉冲，观察LED管状态，确定Q0~Q3输出端的状态。

通过Q0~Q3输出端的现态与次态或输入端D0~D3、D SR、D SL的关系，从而确定寄存器实现的逻辑功能。

2．74LS194构成8位数的序列信号发生器（1）利用74LS194循环寄存的功能，再通过特定的反馈电路，将一个反馈信号送到串行输入端，则可实现特定的序列信号。

序列信号的长度和数值与移位寄存器的位数及反馈信号的逻辑功能值有关。

实验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、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一次左移或右移。

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。

２、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为右移串行输入端，S L为左移串行输入端；S1、S0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。

功能见表8-1。

表8-1CC40194功能表功能输入输出CP R C S1S0S R S L D0D1D2D3Q0Q1Q2Q3清除×0××××××××0000送数↑111××a b c d a b c d右移↑101D SR×××××D SR Q0Q1Q2左移↑110×D SL××××Q1Q2Q3D SL保持↑100××××××Q0n Q1n Q2n Q3n保持↓1××××××××Q0n Q1n Q2n Q3n３、移位寄存器的应用可构成移位寄存器形计数器；：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等。

实验七 移位寄存器及其应用一、实验目的：1．掌握中规模4位双向移位寄存器的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/并转换、构成环形计数器和扭环型计数器。

二、实验原理：寄存器是计算机和其它数字系统中用来存储代码或数据的逻辑部件。

它的主要组成部分是触发器。

一个触发器能存储1位二进制代码，所以要存储n 位二进制代码的寄存器就需要用n 个触发器组成。

把若干个触发器串接起来，就可以构成一个移位寄存器。

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。

根据移位寄存器在存取信息时的方式不同分为：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，其引脚排列如图7-1所示。

集成移位寄存器74LS194由4个RS 触发器及它们的输入控制电路组成。

0D ～3D 为并行输入端，0Q ～3Q 为并行输出端，SR D 为右移串行输入端，SL D 为左移串行输入端，0S 、1S 为操作模式控制端，CR 是直接置“0”端，CP 为时钟脉冲输入端。

V CCQ 0Q 1Q 2Q 3CPS 1S 0图7-1 74LS194引脚排列图 表7-1 74LS194逻辑功能真值表1．环形计数器环形计数器具有如下特点：⑴ 进位模数与移位寄存器触发器数相等； ⑵ 结构上其反馈函数n n Q Q Q Q f =)(21 。

图7-2是用74LS194构成的四位环形计数器及其状态迁移图。

如起始态为10003210=Q Q Q Q ，其状态迁移为1000 → 0100 → 0010 → 0001，但存在无效循环和死态（如0000和1111），即无自校正功能。

图7-2 四位环形计数器2．扭环形计数器扭环形计数器（又称为约翰逊计数器）具有如下特点： ⑴ 进位模为移位寄存器触发器级数n 的二倍，即为2n ； ⑵ 电路结构上其反馈函数n n Q Q Q Q f =)(21 ； ⑶ 相邻两个态仅有一位代码不同。

电学实验报告模板实验原理移位寄存器是逻辑电路中的一种重要逻辑部件，它能存储数据，还可以用来实现数据的串行-并行转换、数据的运算和处理。

1.寄存器（1）D触发器图1 D触发器图1所示D触发器。

每来一个CLK脉冲，触发器都在该CLK脉冲的上升沿时刻，接收输入数据D,使之作为触发器的新状态。

D触发器的特性方程为（2）用D触发器构成并行寄存器图2 用D触发器构成并行寄存器图2所示为用D触发器构成四位并行寄存器。

为异步清零控制端，高电平有效。

当时，各触发器输出端Q的状态，取决于CLK上升沿时刻的D端状态。

2.移位寄存器（1）用D触发器构成移位寄存器图3 用D触发器构成4位串行移位寄存器图3所示为用D触发器构成的4位串行移位寄存器。

其中左边第一个触发器的输入端接收输入数据,其余的每一个触发器的输入端均与左边相邻的触发器的Q端连接。

当时钟信号CLK的上升沿时刻，各触发器同时接收输入数据。

四位寄存器的所存数据右移一位。

（2）双向移位寄存器74LS194图4 双向移位寄存器74LS194逻辑框图图4 所示为集成电路芯片双向移位寄存器74LS194逻辑框图。

为便于扩展逻辑功能，在基本移位寄存器的基础上增加了左右移控制、并行输入、保持和异步清零等功能。

74LS194的逻辑功能如表1所列。

表13.用移位寄存器构成计数器（1）环形计数器图5 环形计数器如果将移位寄存器的串行移位输出端接回到串行移位输入端，如图5所示。

那么，在时钟CLK的作用下，寄存器里的数据将不断循环右移。

例如，电路的初始状态为，则电路的状态转换图如图6所示。

可以认为，这是一个模4计数器。

图6 环形计数器状态转换图实验内容及步骤1. 用两片74LS74构成四位移位寄存器（1）74LS74引脚图图10 74LS74引脚图（2）用74LS74构成四位移位寄存器图11 用74LS74构成四位移位寄存器实验电路按照图11连接电路。

首先设置，使寄存器清零。

然后，设置，在CLK输入端输入单次脉冲信号当作时钟信号，通过输出端的发光二极管观察的状态，判断移位的效果。

实验七移位寄存器及其应用一、实验目的1.移位寄存器74LS194的逻辑功能及使用方法；2.熟悉4位移位寄存器的应用。

二、实验预习要求1.了解74LS194的逻辑功能；2.用4位移位寄存器构成8位移位寄存器；3.了解移位寄存器构成环形计数器的方法。

三、实验原理1. 移位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。

74 LS194是一个4位双向移位寄存器，最高时钟脉冲为36MHz，其逻辑符号及引脚排列如附录所示。

其中：D0～D1为并行输入端；Q～Q3为并行输出端；SR－右移串引输入端；SL－左移串引输入端；S1、S－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。

2．用74LS194构成8位移位寄存器电路如图实验7.1所示,将芯片（1）的Q3接至芯片（2）的S3，将芯片(2）的Q4接至芯片(1）的S1即可构成8为移位寄存器。

注意：CR端必须正确连接。

图实验7.1 8位移位寄存器电路连接图3. 74LS194构成环形移位寄存器把移位寄存器输出反馈到其串行输入端，可进行循环移位，如图实验7.2所示。

设初态为Q 3Q 2Q 1Q 0=1000，则在CP 作用下，模式设为右移，输出状态依次为1000→0100→0010→0001→1000.图实验7.2 环形计数器四、实验仪器设备1.TPE －AD Ⅱ数字实验箱 1台2.四位双向移位寄存器74LS194 2片3. 四两输入集成与非门74LS00 1片五、实验内容及方法1. 测试74LS194（或CC40194）的逻辑功能参附录接线， CR 、S 1、S 0、S L 、S R 、D 3、D 2、D 1、D 0分别接逻辑电平开关输出插孔；Q 3、Q 2、Q 1、Q 0用LED 电平显示，CP 接单脉冲源输出插孔。

按表实验7.1进行逐项对比测试。

表实验7.1 74LS194工作状态表CPCR1S0S 功能3210Q Q Q QX0 XX清除CR =0时，3210Q Q Q Q =0000，正常工作时，CR =1↑ 11 1 送数3210Q Q Q Q =3210D D D D 串行送数（S R S L ）被禁止↑ 1 0 1 右移3210Q Q Q Q =210S D D D D R ↑ 1 1 0 左移3210Q Q Q Q =L S 210D D D D ↑ 1 0 0 保持3210Q Q Q Q =3210Q Q Q Q ↓ 1 X X 保持3210Q Q Q Q =3210Q Q Q Q（1）清零：令CR=0，此时Q3Q2Q1Q=0000。