电路中的移位寄存器及其应用

实验8移位寄存器逻辑功能测试及应用一、实验目的1.了解移位寄存器的基本原理及逻辑功能。

2.掌握移位寄存器的逻辑功能测试方法。

3.学会使用移位寄存器进行逻辑功能的实际应用。

二、实验器材数字逻辑实验箱、示波器、连接线。

三、实验原理移位寄存器是一种能够存储和移动数据的逻辑电路。

它由多个触发器组成，每个触发器都与相邻的触发器连接，形成环形结构。

移位寄存器中的数据可以通过输入口输入，通过时钟信号控制触发器的状态变化，从而实现数据的移动。

移位寄存器有三种基本的逻辑功能：1.移动功能：数据可以向左或向右移动一个位置。

2.并行转移功能：数据可以从一个移位寄存器转移到另一个移位寄存器。

3.并行加载功能：可以将数据同时加载到多个触发器中。

四、实验步骤1.按照实验电路图连接实验电路。

将四个LED灯分别连接到74LS194寄存器的Q0、Q1、Q2、Q3输出端，将四个开关分别连接到74LS194寄存器的A、B、C、D输入端。

将实验箱提供的方波电压输入到74LS194寄存器的CP时钟输入端。

2.打开示波器，并将示波器的探头连接到74LS194寄存器的CP时钟输入端。

3.调整示波器的时间基准，使波形在示波器的显示屏上能够清晰可见。

调整示波器的垂直放大倍数，使波形的幅度适中。

4.分别将开关1、2、3、4打开或关闭，观察LED灯的亮灭情况，并观察示波器上的波形变化。

五、实验结果分析根据实验步骤中的操作，可以得到如下运行结果：1.当开关1打开时，移位寄存器内的数据向右移动一个位置，即Q3→Q2→Q1→Q0→Q3、LED灯的亮灭情况和示波器上的波形变化均符合预期，实验成功。

2.当开关2打开时，移位寄存器内的数据向左移动一个位置，即Q0→Q3→Q2→Q1→Q0。

LED灯的亮灭情况和示波器上的波形变化均符合预期，实验成功。

3.当开关3打开时，移位寄存器内的数据从最右端向左移动一个位置，即Q3→Q3→Q2→Q1→Q0。

LED灯的亮灭情况和示波器上的波形变化均符合预期，实验成功。

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。

什么是电路中的移位寄存器电路中的移位寄存器是一种重要的数字电路元件，用于在计算机与数字系统中实现数据存储、传输和处理的功能。

它能够以特定的方式存储和移动数据位，以满足不同的应用需求。

本文将介绍移位寄存器的定义、工作原理、分类以及应用领域，以及对于这些内容的深入讨论。

一、定义移位寄存器是一种能够保存、移动和处理二进制数据的电路元件。

它可以在时钟信号的控制下，将数据位从一个位置移动到另一个位置，实现数据的传输和存储。

移位寄存器通常由触发器、逻辑门和控制电路组成。

二、工作原理移位寄存器的工作原理基于触发器的特性，触发器是一种能够存储一个位信息的电路元件。

在移位寄存器中，触发器被连接成一个环状结构，形成一个寄存器单元。

时钟信号的上升沿或下降沿触发触发器的工作，使得数据位可以在触发器之间传输。

三、分类根据数据的传输方式，移位寄存器可以分为以下几种类型：串行输入/串行输出（SISO）寄存器、并行输入/串行输出（PISO）寄存器、串行输入/并行输出（SIPO）寄存器、并行输入/并行输出（PIPO）寄存器。

不同类型的移位寄存器适用于不同的应用情况。

1. 串行输入/串行输出(SISO)寄存器：每个时钟周期只能输入或输出一个数据位。

适用于需要一位一位地进行数据处理的应用，如二进制计数器。

2. 并行输入/串行输出(PISO)寄存器：能够一次性输入多个数据位，但每个时钟周期只能输出一个数据位。

适用于需要将并行数据串行输出的应用，如帧同步。

3. 串行输入/并行输出(SIPO)寄存器：每个时钟周期只能输入一个数据位，但可以一次性输出多个数据位。

适用于需要从串行数据中提取并行数据的应用，如数据解码。

4. 并行输入/并行输出(PIPO)寄存器：能够一次性输入和输出多个数据位。

适用于需要同时处理并行数据的应用，如数字滤波器。

四、应用领域移位寄存器在数字电路中有广泛的应用，以下是一些常见的应用领域：1. 数据存储：移位寄存器可以用于保存计算机或数字系统中的数据。

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如图7.1所示。

图实验7.1 74 LS194逻辑符号及引脚排列其中: D0～D1为并行输入端；Q0～Q3为并行输出端；SR－右移串引输入端；SL－左移串引输入端；S1.S0－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模式控制及状态输出如表实验7.1所示。

2.用74LS194构成8位移位寄存器电路如实验7.2所示, 将芯片（1）的Q3接至芯片（2）的SR,将芯片（2）的Q4接至（1）的SL, 即可构成8位的移位寄存器。

注意: /CR端必须正确连接。

3.74LS194构成环形计数器把位移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, 如图实验7.3所示。

设初态为Q3Q2Q1Q0=1000,则在CP作用下, 模式设为右移, 输出状态依次为：表实验7.1 74LS194工作状态表图实验7.2 8位移位寄存器图实验7..3 环形计数器四、实验仪器设备1.TPE－AD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）的逻辑功能参图实验7.1接线, /CR 、S1.S0、SL、SR、D3.D2.D1.D0分别接逻辑电平开关输出插孔；Q3Q2Q1Q0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。

（1）清零: 令=0, 此时Q3Q2Q1Q0=0000。

电路中的移位寄存器与计数器的原理与应用在现代科技中，电路是一个不可或缺的组成部分。

电路可以用于各种领域，其中移位寄存器和计数器是最为常见且重要的电路之一。

本文将深入探讨这两种电路的原理与应用。

一、移位寄存器的原理与应用移位寄存器是一种能够将输入数据连续地移位、保留并输出的电路。

其原理主要基于逻辑门电路的组合与连接。

1. 原理移位寄存器通常由多个触发器构成，触发器是一种能够存储一个二进制位的设备。

当输入数据进入移位寄存器时，触发器会按照一定的时序规律将数据进行移位，并输出。

移位寄存器可以实现向左（左移）或向右（右移）移动数据的功能。

2. 应用移位寄存器在数字系统中有广泛的应用。

例如，在串行通信中，移位寄存器可以将并行数据转化为串行数据进行传输；在移位加法器中，移位寄存器可以实现两个二进制数的相加；在移位寄存器阵列中，移位寄存器可以用于存储、处理和传输图像等。

二、计数器的原理与应用计数器是一种能够将输入的时钟信号进行计数并输出的电路。

计数器能够记录输入信号的数量，并根据设定的计数规则输出对应的结果。

1. 原理计数器通常由触发器和逻辑门电路构成。

当计数器接收到时钟信号时，触发器会根据时钟信号的上升沿或下降沿进行状态变换，从而实现计数功能。

计数器可以分为二进制计数器、十进制计数器等，根据不同的计数规则可以实现不同的计数功能。

2. 应用计数器在数字电路中有广泛的应用。

例如，在计算机中，计数器可以用于指示程序执行的步骤；在测量仪器中，计数器可以用于计算输入信号的频率或脉冲个数；在定时器中，计数器可以实现定时功能等。

综上所述，移位寄存器和计数器都是数字电路中重要的组成部分。

移位寄存器可以将输入数据按照一定的规律移位输出，广泛应用于数字系统中；计数器则可以根据输入的时钟信号进行计数输出，实现不同的计数功能。

这两种电路的原理与应用相互关联且互相补充，为数字电路的设计与实现提供了强大的工具与方法。

总之，了解移位寄存器和计数器的原理与应用对于理解和应用数字电路至关重要。

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。

移位寄存器原理移位寄存器原理移位寄存器是一种特殊的寄存器，它可以将其中的数据进行循环移位操作，从而实现数据的移动和处理。

在数字电路中，移位寄存器常常被用来实现各种数字信号处理功能，如数据压缩、加密解密、频率合成等。

一、移位寄存器的基本结构移位寄存器由多个触发器（Flip-Flop）组成，每个触发器都有一个时钟输入端和一个输出端。

当时钟信号到达时，触发器会根据其输入端的电平状态将其输出端的状态进行翻转。

在移位寄存器中，每个触发器的输出端都与相邻触发器的输入端相连，形成了一个环形结构。

二、移位寄存器的工作原理当时钟信号到达时，第一个触发器会将其输入端接收到的数据保存在其输出端，并将此数据传递给下一个触发器。

同时，第二个触发器也会将其输入端接收到的数据保存在其输出端，并传递给下一个触发器。

以此类推，直到最后一个触发器将其输入端接收到的数据保存在其输出端。

如果此时我们再次向移位寄存器提供时钟信号，则整个过程会重复进行，即第一个触发器的输出端会将上一次的数据传递给第二个触发器，第二个触发器的输出端会将上一次的数据传递给第三个触发器，以此类推。

如果我们在移位寄存器中插入一个数据输入端和一个数据输出端，则我们可以通过向数据输入端提供数据来改变移位寄存器中的数据。

同时，我们也可以通过读取数据输出端来获取移位寄存器中的数据。

三、移位寄存器的分类根据其工作方式和功能特点，移位寄存器可以分为以下几种类型：1.串行移位寄存器串行移位寄存器是最简单的一种移位寄存器。

它只有一个数据输入端和一个数据输出端，并且所有触发器都是按照顺序连接起来的。

当时钟信号到达时，每个触发器都会将其输入端接收到的数据保存在其输出端，并传递给下一个触发器。

最后，最后一个触发器的输出端上就会出现完整的串行数据。

2.并行移位寄存器并行移位寄存器是一种具有多个输入和多个输出的移位寄存器。

它可以同时处理多组并行输入信号，并将结果送到多组并行输出信号上。

与串行移位寄存器不同，每个触发器都可以独立地工作，从而实现了并行数据处理。

并行输入串行输出移位寄存器原理以并行输入串行输出移位寄存器原理为标题，下面将详细介绍该原理及其应用。

移位寄存器是一种常用的数字电路元件，可以实现数据的平行输入和串行输出。

它由多个触发器组成，每个触发器都可以存储一个位的信息。

在并行输入时，数据可以同时输入到每个触发器中，而在串行输出时，触发器之间的数据按照一定的顺序传递，从而实现数据的移位。

在移位寄存器中，最常见的是串行输入并行输出的移位寄存器，即数据按照一位一位的顺序输入到移位寄存器中，而输出则可以同时输出多个位的数据。

这种移位寄存器的应用非常广泛，例如在串行通信中，可以使用移位寄存器将并行数据转换为串行数据进行传输，而在显示器中，也可以使用移位寄存器逐行扫描显示像素点。

移位寄存器的工作原理基于触发器的特性。

触发器是一种存储状态的元件，它可以根据时钟信号的变化来改变输出状态。

在移位寄存器中，触发器之间通过时钟信号进行串行数据传输。

当时钟上升沿到来时，触发器将其输入数据更新到输出中，并将原来的输出传递给下一个触发器，从而实现数据的移位。

在移位寄存器中，有两种常见的触发器，分别是D触发器和JK触发器。

D触发器是最简单的触发器，它有一个数据输入端D和一个时钟输入端CLK，当时钟信号发生变化时，D触发器将D端的数据更新到输出端Q中。

而JK触发器是一种更复杂的触发器，它有两个数据输入端J和K，以及一个时钟输入端CLK。

当时钟信号发生变化时，JK触发器根据J和K的值来更新输出端Q。

通过组合不同类型的触发器，可以构建出不同类型的移位寄存器，满足不同的应用需求。

除了串行输入并行输出的移位寄存器外，还有并行输入串行输出的移位寄存器。

这种移位寄存器可以同时输入多个位的数据，并将其串行输出。

在这种移位寄存器中，每个触发器都有一个数据输入端，当时钟信号发生变化时，触发器将输入端的数据更新到输出端，并将原来的输出传递给下一个触发器。

通过这种方式，多个位的数据就可以按照一定的顺序进行移位输出。

数字电路中的计数器和移位寄存器在数字电路中，计数器和移位寄存器是两个常用的元件，用于实现不同的功能。

计数器可以用于计算输入信号的频率、计数场合和控制电路等。

移位寄存器则用于数据的移位和存储。

本文将详细介绍计数器和移位寄存器的原理、应用以及设计注意事项。

一、计数器计数器是一种重要的数字电路元件，广泛应用于各种电子设备中。

计数器按照工作原理的不同，可以分为同步计数器和异步计数器。

1. 同步计数器同步计数器是一种在时钟信号的控制下进行计数的计数器。

它使用时钟信号来同步所有的触发器，保证在时钟边沿进行计数操作。

同步计数器的输入信号可以是来自外部的信号，也可以是内部产生的。

同步计数器通常由触发器级联构成，每一个触发器代表计数器中的一个位。

当所有的触发器都到达最大计数值时，计数器就会归零重新开始计数。

2. 异步计数器异步计数器是一种不需要时钟信号进行计数的计数器。

它的计数操作是以输入信号的变化边沿触发的。

异步计数器通常由触发器和门电路组成，输入信号的变化会通过门电路产生控制信号，触发器根据控制信号进行计数操作。

异步计数器在工作时需要特别注意输入信号的稳定性和时序关系，以确保计数的准确性。

二、移位寄存器移位寄存器是一种可以实现数据的移位和存储的元件。

移位寄存器可以分为串行移位寄存器和并行移位寄存器两种。

1. 串行移位寄存器串行移位寄存器是一种将数据逐位进行移位操作的寄存器。

它可以将输入数据从一个端口输入，并从另一个端口输出。

串行移位寄存器通常由触发器和移位电路组成，触发器用于存储数据，移位电路用于实现数据的移位操作。

串行移位寄存器的移位操作可以是向左移位或向右移位。

2. 并行移位寄存器并行移位寄存器是一种同时对多个数据位进行移位操作的寄存器。

它可以将输入数据从一个端口输入，并从另一个端口输出。

并行移位寄存器通常由多个触发器构成，每个触发器用于存储一个数据位。

通过控制信号，可以将输入数据同时存储到各个触发器中，并且可以同时从各个触发器中读取数据。

移位寄存器及其应用H i n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，如图10-2 所示，把输出端Q 和右移串行输入端S 相连接，设初始状态QoQxQ^lOOO,则在 时钟脉冲作用下QoQQQs 将依次边为0100f0010f0001f 1000~ ,如图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电路可以由各个输入端输出在时间上有先后顺序的脉 冲，因此也可以作为顺序脉冲发生器。

co c 〔 co 03、UU401 94SR/ 、CP表10-2环形计数器10-2CP Qo Qi Q 2 Qs 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 2 0 0 1 0 30 0 1如果将输出Q 。

与左移串行输出端5相连接，既可达左移循环移位。

实现数据.并行转换器串行/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，图10-3是用二片CC401949 (74LS194)四位双向移位句寄存器组成的七位 串 行 / 并 行 数 据 转 换 电 路。

999999、•…二CP999? • • •d6... 000102 0§ SR CC40194< 1 )S 11 do 勺叩平］門-B 04 05 06 07/ SR CC40194S1 CIC图10-3 七位串行/并行数据转器电路中S。

端接高电平1, 5受Q控制，二片寄存器连接成串行输入右移工作模式。

Q?是转换结束标志。

当21时，&为0,使之成为S x So=Ol的串入右移工作方式，当Q=0时，Sx=l,有SxS0=10,则串行送数结束，标志着串行输入的数据已经换成并行输出了。

串行/并行转换的具体过程如下：转换前，G端加低电平，使h 2两片寄存器的内容清0,此时SxSo=lb寄存器执行并入工作方式。

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6移位寄存器的应用设计移位寄存器是一种特殊的寄存器，可以在逻辑电路中用于完成各种功能。

它具有较低的建造成本和较高的可靠性，因此在数字系统中被广泛应用。

本文将介绍移位寄存器的基本原理和应用设计。

移位寄存器是一种能够向左或向右移位的寄存器。

根据移位方向的不同，可以分为左移寄存器和右移寄存器。

移位寄存器有一个数据输入端和一个数据输出端，还有一个时钟输入端。

在每个时钟脉冲到来时，输入端的数据会向寄存器的下一个位置移动，并从输出端输出。

移位寄存器有多种应用，在数字系统中的应用非常广泛。

以下是一些常见的应用设计。

1.数据存储器：移位寄存器可以用作数据存储器，在数字系统中存储各种类型的数据。

通过将数据输入到移位寄存器的数据输入端，并在需要时读取输出端的数据，可以实现数据的存储和读取操作。

2.并行-串行数据转换器：移位寄存器可以将并行输入数据转换为串行输出数据。

通过将并行数据输入到移位寄存器的不同位置，并按顺序读取输出端的数据，可以将并行数据转换为串行数据。

3.串行-并行数据转换器：移位寄存器还可以将串行输入数据转换为并行输出数据。

通过连续输入串行数据，并在每个时钟脉冲到来时从输出端读取数据，可以将串行数据转换为并行数据。

4.移位寄存器作为计数器：移位寄存器可以用作计数器，在数字系统中实现各种计数操作。

通过将初始值输入到移位寄存器的数据输入端，并在每个时钟脉冲到来时将寄存器的内容向左或向右移位，可以实现计数操作。

5.并行数据压缩器：移位寄存器可以用于压缩大量的并行数据。

通过将并行数据输入到移位寄存器，并在每个时钟脉冲到来时从输出端读取一部分数据，可以将大量的并行数据压缩为较少的串行数据。

移位寄存器的应用不仅限于上述几种设计，还可以根据具体需求进行更复杂的应用设计。

移位寄存器的灵活性和可编程性为数字系统的设计提供了很大的便利。

总之，移位寄存器是一种重要且应用广泛的数字电路元件。

它可以用于实现数据存储、数据转换、计数和压缩等功能。

实验八 移位寄存器及其应用一、实验目的1．熟悉移位寄存器的结构及工作原理 2．了解移位寄存器的应用。

二、实验原理移位寄存器是具有移位功能的寄存器。

它是一种由触发器链型连续组成的同步时序网络。

代码的移位是在统一的位移脉冲CP 控制下进行的。

每来一个移位位脉冲，原存贮于寄存器的信息代码就按规定的方向（左方或右方）同步移一位。

移位寄存器的类型，按移位的方式可分为左移﹑右移和双向移位寄存器；按其输入输出方式可分为并行输入—并行输出﹑并行输入—串行输出﹑串行输入—并行输出和串行输入—串行输出等几种。

移位寄存器应用较广。

利用移位寄存器可以构成计数分频电路﹑序列信号发生器、串/并行代码转换器、延时电路等。

移位寄存器的状态转移是按移存规律进行的，一般称为移存型计数器。

常用的移存型计数器有环行计数器和扭环形计数器。

下面介绍几种常用的MSI 移位寄存器及其应用。

74LS195为4位并行存取移位寄存器；74LS194为4位双向通用移位寄存器,它具有左移﹑右移﹑并行输入数据﹑保持及清除等五种功能。

它们的功能表及管脚图见附录. 应用举例：（一）移存型计数器 （1） 环形计数器环形计数器的特点是环形计数器的计数模数M=移位寄存器位数N ，且工作状态是依次循环出1或0，如4为环形计数器状态为0001-0010-0100-1000或1110-1101-1011-0111。

设计该类计数器往往要求电路能自启动。

（2） 扭环计数器扭环计数器又称为约翰逊计数器。

其特点是四位扭环计数器具有N=2n=8个有效计数状态，且相邻两状态间只有一位代码不同，因此扭环计数器的输出所驱动的组合网络不会产生功能竞争。

（3） 任意进制移存型计数器只要状态转移关系符合移存规律的计数器，就称为移存型计数器。

移存型计数器只要M ≠2N 时，就要考虑计数器的自启动问题。

移存型计数器子启动的方法有两种：①、 改变移位寄存器串行输入D 0的反馈方程，例如：让循环出“1”的4位环形计数器的D 0=012Q Q Q ++，使全“0”状态时的的D 0=1;如果是循环出“0”的4位环形计数器，则0120Q Q Q D =，使全“1”状态时的D 0=0,从而实现自启动。

移位寄存器工作原理移位寄存器是数字电路中常用的一种寄存器，它具有将数据按位进行移位的功能。

它通常由多个触发器组成，可以实现数据的并行输入和串行输出，或者串行输入和并行输出。

移位寄存器在数字系统中有着广泛的应用，比如在通信系统中用于数据的传输和接收，以及在微处理器中用于数据的存储和处理等。

本文将介绍移位寄存器的工作原理及其应用。

移位寄存器的工作原理主要涉及到触发器和数据的移位。

触发器是一种能够存储数据的数字电路元件，它可以在时钟信号的控制下对数据进行存储和输出。

移位寄存器通常由多个触发器组成，每个触发器都能够存储一个数据位。

当时钟信号到来时，每个触发器都会将自己存储的数据传递给下一个触发器，从而实现数据的移位。

移位寄存器有两种基本的工作模式，分别是并行输入和串行输出，以及串行输入和并行输出。

在并行输入和串行输出模式下，数据可以同时输入到移位寄存器的多个触发器中，然后通过时钟信号逐个输出，实现数据的并行输入和串行输出。

而在串行输入和并行输出模式下，数据则是逐位输入到移位寄存器的第一个触发器中，然后通过时钟信号同时输出到多个触发器中，实现数据的串行输入和并行输出。

移位寄存器还可以实现数据的循环移位和逻辑移位。

循环移位是指数据在移位后会重新回到原来的位置，比如将数据向左移位一位，最后一位数据会移动到第一位的位置上。

逻辑移位是指数据在移位后不会重新回到原来的位置，比如将数据向左移位一位，最后一位数据会被丢弃。

这两种移位方式在数字系统中有着不同的应用场景，可以根据具体的需求进行选择。

移位寄存器在数字系统中有着广泛的应用。

在通信系统中，移位寄存器可以用于数据的传输和接收，比如在串行通信中将并行数据转换为串行数据进行传输，或者将串行数据转换为并行数据进行接收。

在微处理器中，移位寄存器可以用于数据的存储和处理，比如在算术逻辑单元中进行数据的移位运算。

此外，移位寄存器还可以用于实现各种数字信号处理算法，比如数字滤波和快速傅里叶变换等。

207二、实验原理时序功能组件常用的有计数器和移位寄存器等，借助于器件手册提供的功能表和工作波形图，就能正确地使用这些器件。

对于一个使用者，关键在于合理地选用器件，灵活地使用器件的各控制输入端，运用各种设计技巧，完成任务要求的功能，在使用MSI 器件时，各控制输入端必须按照逻辑要求接入电路，不允许悬空。

1．移位寄存器74LS194是一个4位双向移位寄存器，它的逻辑符号如图3.6.1所示，功能表见表3.6.1，其中D 0D 1D 2D 3和Q 0Q 1Q 2Q 3是并行数据输入端和输出端；CP 是时钟输入端；CR 是直接清零端；D SR 和D SL 分别是右移和左移时的串行数据输入端；S 1和S 0是工作状态控制输入端。

移位寄存器还可用来构成计数器，典型的有环形计数器和扭环形计数器。

三、实验仪器1．数字逻辑实验箱 一台 2．双踪示波器 一台3．数字万用表 一块 图3.6.1 74LS194逻辑符号 4．集成块若干表3.6.1 74LS194功能表四、实验任务及步骤1．双向移位寄存器⑴逻辑功能测试①清除：先将CR端接+5V，检查Q端输出情况，再将CR端接0电平，所有Q 端输出应为0，清零后再将CR端接+5V。

②并行输入：S1S置入11，D端置入一组代码（如1011），给 CP端送单次脉冲，观察 Q端的状态。

此时若将DSL 或DSR置入1或0，Q端的状态是否改变？③右移：令S1S=“01”，CP接1Hz方波脉冲，再令DSL=“0”，观察Q端的变化，待4个LED全灭以后（此时输入的串行码是什么？），再令DSR＝“l”，观察此时Q端LED点亮的次序。

当 4个LED都点亮时，输入的串行码又如何？若要串行输入代码1010（或其它非全0、非全1码），在DSR端置入一位数码（低位先送），给 CP端送单次脉冲，经过4个脉冲之后立即将S置成0以使寄存器工作于保存状态。

④左移：令S1S＝“10”，CP＝1Hz，代码1010由DSL端置入，其它步骤与右移相同。