移位寄存器及计数器
实验8移位寄存器逻辑功能测试及应用
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。
时序逻辑电路的分类
时序逻辑电路的分类时序逻辑电路是一种能够在特定的时间序列下执行特定操作的电路。
它通常由组合逻辑电路和存储器组成，可以实现复杂的计算和控制功能。
时序逻辑电路按照其实现功能的不同，可以分为以下几类。
一、触发器触发器是最基本的时序逻辑电路之一，它可以存储一个比特位，并且在时钟信号到来时根据输入信号的状态改变输出状态。
常见的触发器有SR触发器、D触发器、JK触发器和T触发器等。
二、计数器计数器是一种能够在特定条件下对输入信号进行计数并输出结果的电路。
它通常由若干个触发器组成，每个触发器都表示一个二进制位。
常见的计数器有同步计数器和异步计数器等。
三、移位寄存器移位寄存器是一种能够将输入信号从一个位置移动到另一个位置并输出结果的电路。
它通常由若干个触发器组成，每个触发器都表示一个二进制位。
常见的移位寄存器有串行入并行出移位寄存器、并行入串行出移位寄存器和并行入并行出移位寄存器等。
四、状态机状态机是一种能够根据输入信号的状态和时钟信号的变化改变输出状态的电路。
它通常由若干个触发器和组合逻辑电路组成，可以实现复杂的控制功能。
常见的状态机有Moore状态机和Mealy状态机等。
五、定时器定时器是一种能够在特定时间间隔内产生一个脉冲信号或者计数信号的电路。
它通常由若干个触发器和组合逻辑电路组成，可以实现复杂的定时功能。
常见的定时器有单稳态定时器和多稳态定时器等。
六、脉冲生成器脉冲生成器是一种能够在特定条件下产生一个脉冲信号的电路。
它通常由若干个触发器和组合逻辑电路组成，可以实现复杂的脉冲生成功能。
常见的脉冲生成器有单稳态脉冲生成器、多稳态脉冲生成器和斯奈德-哈特脉冲生成器等。
七、序列检测电路序列检测电路是一种能够在输入序列中检测出指定模式并输出相应结果的电路。
它通常由若干个触发器和组合逻辑电路组成，可以实现复杂的序列检测功能。
常见的序列检测电路有Moore序列检测器和Mealy序列检测器等。
八、时钟同步电路时钟同步电路是一种能够将异步输入信号转换为同步输出信号的电路。
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。
移位寄存器实验报告
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。
用移位寄存器LS芯片实现扭环形计数器
实 验 原 理
2）扭环型计数器 将图2所示环形计数器稍加改动：将Q3反相得Q3 ，再送至 DSR，就构成了4位扭环形计数器。
实 验 原 理
3)双向移位寄存器设计 工作原理：
当X=1时，M1=0，M0=1， 执行右移功能；
n=3，其模值M=2×3=6；
当X=1时，M1=1，M0=0， 执行左移功能。
1.总结实现任意进制计数器的构成方法
2.总结移位寄存器的逻辑功能表 3. 叙述双向移位寄存器原理
4.根据测试数据，得出结论。完成思考题。
六、注意事项
注意一定要先查导线，再开始接线。 注意通常电源均按+5V和地接入，每个芯片都需接 入一对电源，为防止遗漏，可把它定为接线的第一 步。注意电源不要接反，否则会烧坏芯片。 不可在接通电源的情况下插入或拔出芯片。 移位寄存器74LS194的清除端（ CR ）除了清零时将 其置 0外，其它工作状态均应置为“l”。 环形计数器在工作之前，应先置入一个初始状态， 即被循环的四位二进制数。
n=3，其模值M=2×3-1=5。
n ：代表环内包围的输出端的个数； 如果是通过二输入与非门取反馈作移入数据，则为奇数模， M=2n-1 如果是通过非门取反馈作移入数据，则为偶数模，M=2n。
步骤:
1、双向移位寄存器74LS194逻辑功能测试。 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？ 右移：令S1S0=01，CP＝1HZ，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。 左移：令S1S0＝10，CP＝1HZ，代码1010由DSL端置入，其它步 骤与右移相同。 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。
流水灯实验原理
流水灯实验原理
流水灯实验是一种常见的电子原型实验，其原理是利用计时器和移位寄存器来控制一组LED灯的亮灭状态，实现灯光顺序
循环变化的效果。
在流水灯实验中，LED灯的亮灭状态是由移位寄存器控制的。
移位寄存器是一个存储二进制数据的器件，它具有将数据从一个位置移动到另一个位置的功能。
通过这种移位操作，可以实现LED灯的顺序变化。
将多个LED灯连接到移位寄存器的输出引脚上，然后将计时
器的时钟信号连接到移位寄存器的时钟输入引脚上。
计时器的时钟信号用于触发移位寄存器的移位操作。
当计时器的时钟信号输入时，移位寄存器会将存储在其中的数据向移位方向移动一位。
移动之后，每个LED灯的状态就发
生了变化，从而实现了灯光顺序的循环变化。
为了控制LED灯的亮灭状态，可以使用二进制计数器作为移
位寄存器的输入。
二进制计数器的输出可以连接到LED灯的
输入引脚上，根据计数器的计数值决定LED灯的亮灭状态。
通过调节计时器的时钟频率和移位寄存器的移位方式，可以实现不同的流水灯效果。
例如，可以设置较快的时钟频率和循环移位的方式，使LED灯的亮灭状态快速顺序变化；或者设置
较慢的时钟频率和单向移位的方式，使LED灯的亮灭状态缓
慢顺序变化。
通过流水灯实验，可以更好地理解计时器、移位寄存器和LED灯的工作原理，同时也能够培养学生的实验操作能力和创新思维。
数电-时序逻辑电路之寄存器
n1 m
n m
不变
Q Q S1S0=10
n1 m
n 左移移位
m1
Q Q S1S0=01
n1 m
n m 1
右移移位
S1S0=11
Qmn1
DI
并行置数
m
DIm
S0 S1
Dm–1
FFm–1
1D C1
0 3210
1 MUX
MUXm
FFm
Dm 1D
C1
Dm+1
FFm+1
1D C1
CP Qm–1
Qm
Qm+1
Q1
Q2
Q3
在 CP脉冲的作用 1 0 0
0
下 ，DSI端 依次
送入数码1101
11 1
0
02 1
1
13 0
1
41
0
0
0
0
0
0
0
1
0
1
1
右移串行输入为1101时的波形图 移位脉冲CP 1 2 3 4 5 6 7 8
输入信号 DSI
11 0 1
Q0 0 1 1 0 1
Q1 0 0 1 1 0 Q2 0 0 0 1 1
0
S0
t
0 t
CLK1
0
CLK2
t
0 t
t1 t2 t3 t4
t4时刻后输出Y与两组并行输入的二进制 数M、N在数值上的关系是什么?
作业6.5.1 画出Q3~Q0的波形
CLK 0 1 1 1
1 ＆
So CP D0 D1 D2 D3 DSL
0
S1
74HC194
CR 1
DSR
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
4
3
2
1
2.5 V 2.5 V
2.5 V 2.5 V
74LS93D
74LS08D
三、实验报告要求
1.画出实验线路图；
2.写出实验要求中真值表。 3.写出电子实验的心得体会，希望同学们提出
宝贵意见。
四.思考题
1. 移位寄存器有哪些移位方式?
2. 由D触发器和JK触发器组成的计数器的
区别? 3. 74LS 93 是同步还是异步.加法还是减法 计数器? 4. 设计十进制计数器时将如何去掉后6个计 数状态的?
逻辑开关置“1”； 3. D1端接逻辑开关，将 “1101”在单次脉冲CP作用下，送 入移位寄存器中。此时，由LED的状态，即可观察其移位 过程； 4. 输入完数据后，将D1置“0”，加单次脉冲CP则数据依次传 送到Q4，即执行了串行输出的操作过程，各输出端依次变 成0状态。 5. 将3，4两项的操作数据记入表中 。
（二）.设计任意进制计数器
用74LS93 (见教材P62内部结构）构成 a. 输出接数码管(共阴极) 74LS93 输出 Q1 Q2 Q3 Q4 接到数码管 A B C D 要求记录 实验结果。 b. 利用74系列逻辑门控制74LS93实现任意进制计 数器（不允许直接反馈控制；外部只有一个脉 冲输入）
74LS93
输入A
14 1
5 10 74LS93
12 9 8
QA
QB QC QD
74LS93为非标准电源
输入B
vcc
GND
R0（1） R0（2）
2 3
11
功能表
复位输入端
R0（1）R0（2）
输 出 端
QD
L
QC QB
L L 计数 计数
QA
L
H L X
H X L
十进制设计电路图
U2 X1 DCD_HEX U1 14 INA 1 INB 2 R01 3 R02 QA QB QC QD 12 9 8 11 U3A X2 X3 X4
实验四:移位寄存器及计数器
•一.实验目的:
1.
2. 3.
用D触发器组成左移、右移移位寄存器，并测试其 工作状态。 学习移位寄存器构成环行寄存器的方法并测试其工 作状态。 熟悉集成计数器的使用，掌握各种计数器的组成方 法。
二.实验内容: （一）、左移移位寄存器
由四个D触发器构成，输出到发光二极管。
1. 用74LS74接成四位左移移位寄存器； 2. 清零：将 RD 端接逻辑开关置“0”即清零，输入数码前将
Q1 Q2 计数器 74LS93 Q3 Q4 A 译码器 C 74LS248 D B
三、实验原理图
Q4
9
Q3
5
Q2
9
Q1
5
RD
13
RD
T 4
4
12
CP
11
1
11 T3
RD
CP
3
13 T 2
RD
CP
11
1
3
T1
2
CP
3
D
D
3
2
D
2
12
D1
3
清零
脉冲
（一）左移移位寄存器 (表21-2 P58）
输入11010000