实验3.6移位寄存器及应用..doc

实验3.6 移位寄存器及应用 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、并行转换和构成环行计数器。 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D0D1D2D3和Q0Q1Q2Q3是并行数据输入端和输出端；CP是时钟输入端；是直接清零端；DSR和DSL分别是右移和左移时的串行数据输入端；S1和S0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。 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 功能 输 入 输 出 S1 S0 CP DSL DSR D0 D1 D2 D3 Q0n+1 Q1n+1 Q2n+1 Q3n+1 清除 0 × × × × × × × × × 0 0 0 0 保持 1 × × × × × × × × × 保 持 1 0 0 ↑ × × × × × × 送数 1 1 1 ↑ × × D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D3 右移 1 0 1 ↑ × 1 × × × × 1 Q0n Q1n Q2n 1 0 1 ↑ × 0 × × × × 0 Q0n Q1n Q2n 左移 1 1 0 ↑ 1 × × × × × Q1n Q2n Q3n 1 1 1 0 ↑ 0 × × × × × Q1n Q2n Q3n 0 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：先将端接+5V，检查Q端输出情况，再将端接0电平，所有Q端输出应为0，清零后再将端接+5V。 并行输入：S1S0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S1S0=“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S0置成0以使寄存器工作于保存状态。 ④ 左移：令S1S0＝“10”，CP＝1Hz，代码1010由DSL端置入，其它步骤与右移相同。 ⑤ 保持：在完成左移并工作于保持状态后，再给CP端送 4个单次脉冲，观察输出端有何变化。 ⑵ 用74LS194芯片组成环形计数器 　 ① 将图3.6.1中 DSR改接至 QO端，DSL改接至Q3；端，其它不变（CP接1Hz方波脉冲）。先并行置入一组代码，如0111或1000（也可置入非全0、非全1的其它代码）。然后再将S1S0置为右移或左移的工作状态，观察输出端的变化情况。 　 ② 实现环形计数器 图3.6.2所示为用74194构成的4位环形计数器电路图，先使得S1S0＝“11”，进入同步置数工作方式，在时钟脉冲 CP上升沿的配合下，将Q0Q1Q2Q3预置成 1000；当 S1变回 0后，进入右移工作方式，开始在CP上升沿作用下正常计数，记下循环状态。并用双踪示波器观察CP、Q0～Q3波形图（CP接10KHz方波脉冲）。 ③实现扭环形计数器 用74LS194芯片构成扭环型计数器，将图3.6.2所示环形计数器稍加改动：将反相得，再送至DSR，就构成了4位扭环形计数器。如图3.6.3所示，试用双踪示波器观察CP、Q0～Q3波形图（CP=10KHz）。 图3.6.2 环型计数器