计数器和移位寄存器设计仿真实验报告.
移位寄存器实验报告
移位寄存器实验报告实验题目：移位寄存器一、实验目的了解移位寄存器的原理，掌握移位寄存器的应用。
二、实验原理移位寄存器是一种存储器件，用于将二进制数据以位为单位进行移位操作。
移位寄存器由若干个D触发器组成，每个D触发器的输出接入下一个D触发器的输入，以此类推，形成了一个环形移位结构。
移位寄存器有三种基本工作模式：串行输入并行输出（SIPO），并行输入串行输出（PISO）和并行输入并行输出（PIPO）。
在SIPO模式下，输入数据串行输入到移位寄存器的最高位，然后逐个向低位移位，最终输出到最低位。
在PISO模式下，输入数据并行输入到移位寄存器的每个位，然后逐个向高位移位，最终输出到最高位。
在PIPO模式下，输入数据并行输入到移位寄存器的每个位，然后逐个向低位移位，最终输出到每个输出端口。
移位寄存器的应用很广泛，其中最常见的是时序信号的处理。
移位寄存器可以用于数字频率合成、序列生成、编码器和解码器等方面。
三、实验设备1. 计算机2. Xilinx ISE14.6软件3. BASYS2开发板4. USB下载器四、实验步骤1. 设计移位寄存器的电路原理图并进行仿真。
2. 在Xilinx ISE14.6软件中创建工程并添加源、约束和测试文件。
3. 将电路原理图转换成Verilog HDL代码。
4. 将Verilog HDL代码综合为综合网表，并进行时序分析。
5. 将综合网表映射到BASYS2开发板上并进行状态机调试。
6. 使用USB下载器将设计好的逻辑文件下载到FPGA上。
7. 连接开发板的输入输出端口，验证移位寄存器的正确性，并观察输出端口结果。
五、实验结果与分析通过移位寄存器的实验，我们学会了如何使用Verilog HDL设计并实现移位寄存器，并对移位寄存器进行了详细的仿真、综合、映射和下载调试。
在实验过程中，我们还学会了串行输入并行输出（SIPO），并行输入串行输出（PISO）和并行输入并行输出（PIPO）三种基本工作模式，掌握了移位寄存器在数字频率合成、序列生成、编码器和解码器等领域中的使用方法。
移位寄存器实验报告结果
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。
Multisim数电仿真移位寄存器
4位移位寄存器仿真一、实验目的：1. 熟悉移位寄存器的工作原理及调试方法。
2. 掌握用移位寄存器组成计数器的典型应用。
二、实验准备：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74LS194，其逻辑符号及引其中，3D 、2D 、1D 、0D 为并行输入端；3Q 、2Q 、1Q 、0Q 为并行输出端；R S 为右移串行输入端；L S 为左移串行输入端；1S 、0S 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。
74LS194有5种不同操作模式：并行送数寄存；右移(方向由3Q →0Q )；左移(方向由0Q →3Q )；保持及清零。
1S 、0S 和R C 端的控制作用如表3.10.1所示。
表3.10.1：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，或并行数据转换为串行数据等。
把移位寄存器的输出反馈到它的串行输入端，就可进行循环移位，如图3.10.2所示。
把输出端0Q 和右移串行输入端R S 相连接，设初始状态3Q 2Q 1Q 0Q =1000，则在时钟脉冲作用下，3Q 2Q 1Q 0Q 将依次变为0100→0010→0001→1000→……，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3.10.2电路可以由各个输出端输出在时间上有先三、计算机仿真实验内容：1.逻辑功能验证： (1). 并行输入：1). 从电子仿真软件Multisim7基本界面左侧左列真实元件工具条的“TTL ”元件库中调出74LS194；从“Basic ”元件库中调出单刀双掷开关8只；从“Source ”元件库中调出Vcc 和地线，将它们放置在电子平台上。
数电实验报告 移位寄存器功能测试及设计
实验报告实验六移位寄存器功能测试及设计2.6.1实验目的（1）掌握移位寄存器的工作原理与逻辑功能。
（2）掌握集成移位寄存器74LS74的逻辑功能及应用。
2.6.2实验仪器设备与主要器件实验箱一个；双踪示波器一台；稳压电源一台；函数发生器一台。
74LS74两块；74LS194两块；74LS283两块。
2.6.3实验原理1.双向移位寄存器双向移位寄存器是指在控制信号作用下，既能左移又能右移的多功能移位寄存器。
此外它还有并行输入置数、保持和异步清零等功能。
74LS194是一个典型的4位双向移位寄存器，其中，Rd为异步清零输入端，S1、S0为工作方式选择端。
D0、D1、D2、D3是数据输入端，Q0、Q1、Q2、Q3为并行数据输出端，D1L、D1R分别为左移、右移数据输出端，CP上升沿触发。
2.双向移位寄存器74LS194的应用（1）形成计数器电路，其中D1R=Q3。
0000——1000——1100——1110——1111——0111——0011——0001——0000（2）组成模12计数器电路。
000000——100000——110000——111000——111110——111111——011111——001111——000111——000011——000001——000000。
（3）形成并串转换电路。
2.6.4实验内容(2)如简图2-6-6所示，两个二进制数A(a0a1a2a3)、B（b0b1b2b3）分别存入74LS194（A）、74LS194（B），然后对它们按位相加，其和放入74LS1949（A）的移位输入中。
试才用全加器74LS283和D触发器74LS74组成能实现上述功能的电路，在74LS194（A）输出端Q0、Q1、Q2、Q3用发光二极管指示。
完善图2-6-6并依此图线调试电路，以表格的形式记录四个脉冲后的结果。
cp S0S1 B A Q0 1 0 0010 0011 00111 1 0 1001 1001 10012 1 0 1100 0100 01003 1 0 1110 1010 10104 1 0 1111 0101 0101(3)按单向移位寄存器的电路图2-6-1接线，实现串入-并出，并入-串出两种工作方式的输出序列。
移位寄存器实验报告
移位寄存器实验报告姓名：陈素学号：3120100621 专业：软件工程课程名称：逻辑与计算机设计基础实验同组学生姓名：张闻实验时间：y yyy-mm-dd 实验地点：紫金港东4-509 指导老师：一、实验目的和要求掌握移位寄存器的工作原理及设计方法掌握串、并数据转换的概念与方法了解序列信号在CPU控制器设计中的应用二、实验内容和原理2.1 实验原理带并行置入的移位寄存器移位寄存器：每来一个时钟脉冲，寄存器中的数据按顺序向左或向右移动一位必须采用主从触发器或边沿触发器不能采用电平触发器数据移动方式：左移、右移数据输入输出方式串行输入，串行输出串行输入，并行输出并行输入，串行输出串行输入的移位寄存器使用D触发器，可构成串行输入的移位寄存器2.2 标题<正文>带并行输入的右移移位寄存器数据输入移位寄存器的方式：串行输入、并行输入带并行输入的8位右移移位寄存器module shift_reg(clk, S, s_in, p_in, Q); input wire clk, S, s_in; input wire [7:0] p_in; output wire [7:0] Q; wire [7:0] D; wire nS;FD FDQ0(.C(clk), .D(D[0]), .Q(Q[0])), FDQ1(.C(clk), .D(D[1]), .Q(Q[1])), FDQ2(.C(clk), .D(D[2]), .Q(Q[2])), FDQ3(.C(clk), .D(D[3]), .Q(Q[3])), FDQ4(.C(clk), .D(D[4]), .Q(Q[4])), FDQ5(.C(clk), .D(D[5]), .Q(Q[5])), FDQ6(.C(clk), .D(D[6]), .Q(Q[6])), FDQ7(.C(clk), .D(D[7]), .Q(Q[7]));OR2 D0_L(.I0(L_0), .I1(R_0), .O(D[0])), D1_L(.I0(L_1), .I1(R_1), .O(D[1])), D2_L(.I0(L_2), .I1(R_2), .O(D[2])), D3_L(.I0(L_3), .I1(R_3), .O(D[3])), D4_L(.I0(L_4), .I1(R_4), .O(D[4])),串行输入SD5_L(.I0(L_5), .I1(R_5), .O(D[5])), D6_L(.I0(L_6), .I1(R_6), .O(D[6])), D7_L(.I0(L_7), .I1(R_7), .O(D[7]));并行－串行转换器 没有启动命令时并行－串行转换器ser_out并行输入par_in 移位输入7位并行-串行转换器ser_out并行输入par_in 移位输入7位并行-串行转换器2.1 实验内容用Verilog HDL语言，采用结构化描述方法设计一个8位带并行输入的右移移位寄存器。
寄存器实验实验报告
寄存器实验实验报告一. 引言寄存器是计算机中重要的数据存储器件之一，用于存储和传输数据。
通过对寄存器进行实验，我们可以更好地理解寄存器的工作原理和应用。
本实验旨在通过设计和测试不同类型的寄存器，深入掌握寄存器的各种功能和操作。
二. 实验设计本实验设计了两个寄存器的实验，分别为移位寄存器和计数器寄存器。
1. 移位寄存器实验移位寄存器是一种特殊的串行寄存器，它能够实现对数据位的移位操作。
本实验设计了一个4位的移位寄存器，分别使用D触发器和JK触发器实现。
实验步骤如下：1) 首先，根据设计要求将4个D或JK触发器连接成移位寄存器电路。
2) 确定输入和输出端口，将输入数据连接到移位寄存器的输入端口。
3) 设计测试用例，输入测试数据并观察输出结果。
4) 分析实验结果，比较不同触发器类型的移位寄存器的性能差异。
2. 计数器寄存器实验计数器寄存器是一种能够实现计数功能的寄存器。
本实验设计了一个二进制计数器，使用T触发器实现。
实验步骤如下：1) 根据设计要求将多个T触发器连接成二进制计数器电路。
2) 设计测试用例，输入计数开始值，并观察输出结果。
3) 测试计数的溢出和循环功能，观察计数器的行为。
4) 分析实验结果，比较不同计数器位数的性能差异。
三. 实验结果与分析在实验过程中，我们完成了移位寄存器和计数器寄存器的设计和测试。
通过观察实验结果，可以得出以下结论：1. 移位寄存器实验中，无论是使用D触发器还是JK触发器，移位寄存器都能够正确地实现数据位的移位操作。
而使用JK触发器的移位寄存器在性能上更加优越，能够实现更复杂的数据操作。
2. 计数器寄存器实验中，二进制计数器能够准确地实现计数功能。
通过设计不同位数的计数器，我们发现位数越多，计数范围越大。
综上所述，寄存器是计算机中重要的存储器件，通过实验我们深入了解了寄存器的工作原理和应用。
移位寄存器和计数器寄存器都具有广泛的应用领域，在数字电路设计和计算机系统中起到了重要作用。
移位寄存器实验报告
移位寄存器实验报告移位寄存器实验报告引言移位寄存器是数字电路中常用的模块，它能够将输入的数据按照一定的规则进行移位操作。
本次实验旨在通过实际搭建移位寄存器电路，并通过观察输出结果来验证其功能和性能。
实验目的1. 掌握移位寄存器的工作原理和基本结构；2. 了解不同类型的移位寄存器，并能够根据需求选择合适的类型；3. 熟悉移位寄存器的应用场景和使用方法。
实验器材1. 移位寄存器芯片；2. 电路连接线；3. 示波器；4. 信号发生器。
实验步骤1. 将移位寄存器芯片连接到电路板上，并根据实验要求进行电路连接；2. 使用信号发生器产生输入信号，并将其输入到移位寄存器中；3. 通过示波器观察移位寄存器的输出信号，并记录下观察结果；4. 根据实验要求调整输入信号的频率和幅度，并观察移位寄存器的响应情况；5. 分析实验结果，总结移位寄存器的特性和应用。
实验结果在本次实验中，我们使用了一个4位移位寄存器芯片，并将其连接到电路板上。
通过信号发生器产生的输入信号，我们观察到移位寄存器的输出信号按照一定的规则进行了移位操作。
当输入信号的频率较低时，移位寄存器的输出信号可以清晰地观察到每一位的变化；而当输入信号的频率较高时，移位寄存器的输出信号则呈现出连续的变化。
通过实验结果的观察和分析，我们可以得出以下结论：1. 移位寄存器的工作原理是将输入信号按照一定的规则进行移位操作；2. 移位寄存器的输出信号与输入信号的频率和幅度有关；3. 移位寄存器可以用于数据的平移、扩展、压缩等操作；4. 不同类型的移位寄存器具有不同的特性和应用场景。
讨论与总结移位寄存器作为数字电路中的重要模块，在各种电子设备中都有广泛的应用。
它不仅可以用于数据的移位操作，还可以用于数据的存储、传输和处理。
在计算机系统中，移位寄存器常常用于数据的输入和输出，以及数据的处理和控制。
本次实验通过实际搭建移位寄存器电路，并观察其输出结果，使我们更加深入地了解了移位寄存器的工作原理和应用。
计数器和移位寄存器设计仿真实验报告
实验四典型时序电路的功能测试与综合仿真报告15291204 张智博一．74LS290构成的24位计数器方法：第一片74290的Q3与第二片的INB相连，R01，R02相连，INA，R91,R92悬空构成24位计数器。
50Hz，5v方波电压源提供时钟信号，用白炽灯显示输出信号。
实验电路：输出由000000变为000001，000010，000011，000100，001000，001001，001010，001011，001100，010001，010000，010010，010011，010100，011000，011001，011010，011011，011100，100000，100001，100010，100011，100100，最终又回到000000，实现一次进位。
二．74LS161构成的24位计数器方法：运用多次置零法用两片74LS161构成了24位计数器，两片计数器的时钟信号都由方波电压源提供，第一片芯片的Q3和第二片芯片的Q0通过与非门，构成两个74LS161的LOAD信号，第一片的CO接第二片的ENT，其他ENT和ENP接Vcc（5v）。
输出接白炽灯。
电路图：实验现象：以下为1—24的计数过程三．74LS194构成的8位双向移位寄存器方法：通过两片194级联，控制MA,MB的值，来控制左右移动实验电路由两片74LS194芯片构成。
两个Ma接在一起，两个Mb接在一起，第一片的Dr，第二片的Dl，分别通过开关接到Vcc（5v）上。
第一片的Q3接到第二片的Dr，第二片的Q0接到第一片的Dl。
8个输出端分别接白炽灯。
实验电路：实验现象：右移：接通Ma，Dr后，D0到D7全部为0，白炽灯从00000000变为10000000，11000000，左移：接通Mb，Dl后，D0到D7全为0，白炽灯由00000000变为00000001，00000011，。
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实验四典型时序电路的功能测试与综合仿真报告
15291204张智博一．74LS290构成的24位计数器
方法：第一片74290的Q3与第二片的INB相连，R01，R02相连，INA，R91,R92悬空构成24位计数器。
50Hz，5v方波电压源提供时钟信号，用白炽灯显示输出信号。
实验电路：
实验现象：
输出由000000变为000001，000010，000011，000100，001000，001001，001010，001011，001100，010001，010000，010010，010011，010100，011000，011001，011010，011011，011100，100000，100001，100010，100011，100100，最终又回到000000，实现一次进位。
二．74LS161构成的24位计数器
方法：运用多次置零法
用两片74LS161构成了24位计数器，两片计数器的时钟信号都由方波电压源提供，第一片芯片的Q3和第二片芯片的Q0通过与非门，构成两个74LS161的LOAD信号，第一片的CO接第二片的ENT，其他ENT和ENP接Vcc（5v）。
输出接白炽灯。
电路图：
实验现象：以下为1—24的计数过程
三．74LS194构成的8位双向移位寄存器
方法：通过两片194级联，控制MA,MB的值，来控制左右移动
实验电路由两片74LS194芯片构成。
两个Ma接在一起，两个Mb接在一起，第一片的Dr，第二片的Dl，分别通过开关接到Vcc（5v）上。
第一片的Q3接到第二片的Dr，第二片的Q0接到第一片的Dl。
8个输出端分别接白炽灯。
实验电路：
实验现象：
右移：
接通Ma，Dr后，D0到D7全部为0，白炽灯从00000000变为10000000，11000000，11100000，11110000，11111000，11111100，11111110，11111111，实现右移功能。
左移：
接通Mb，Dl后，D0到D7全为0，白炽灯由00000000变为00000001，00000011，00000111，00001111，00011111，00111111，01111111，11111111。
实现左移功能。