赛灵思FPGA的SRL16移位寄存器原理与使用
移位寄存器工作原理
移位寄存器工作原理
移位寄存器是一种在数字电路中常用的重要元件，它可以将二进制数据按照一定的规律进行移位操作。
其工作原理如下：
1. 移位寄存器由多个触发器组成，常见的有D触发器、JK触
发器等。
每个触发器都可以存储一个二进制位。
2. 顺序移位寄存器中，触发器按照一定的顺序连接起来，每个触发器的输出接到下一个触发器的输入。
3. 并行移位寄存器中，所有的触发器的时钟信号都是相同的，即它们同时进行状态的更新。
4. 当时钟信号到达时，触发器按照一定的规则将输入数据传递给下一个触发器，并将上一个触发器的输出传递给自己的输出。
5. 移位操作可以是向左移位或向右移位，这取决于触发器的连接方式。
向左移位表示数据向高位移动，而向右移位表示数据向低位移动。
6. 移位寄存器还可以通过加载操作将特定的数据加载到触发器中，实现对寄存器的初始化或重置。
7. 移位寄存器常用于数据传输、数据序列生成、数字信号处理等领域，可以实现数据的移位、平移、循环移位等功能。
总之，移位寄存器的工作原理是利用触发器的连接方式和时钟
信号的控制，实现对二进制数据的移位操作。
它在数字电路中有着广泛的应用，是实现许多逻辑和运算功能的重要组成部分。
移位寄存器及应用
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QQ1Q2Q3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；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。
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207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。
fpga移位寄存器用法
fpga移位寄存器用法FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种可编程的集成电路芯片，可以根据用户的需求进行灵活的数字电路设计和开发。
在FPGA设计中，移位寄存器（Shift Register）是一种常用的数字电路元件，用于将数据从一个位置传送到另一个位置。
移位寄存器的基本原理是通过时钟信号的控制，在一定的时间间隔内，将数据从输入端移动到输出端，并且保持在输出端一段时间。
移位寄存器可以用来实现各种功能，如数据传输、数据移位、数据缓存等。
在FPGA设计中，移位寄存器的使用非常广泛，下面将介绍移位寄存器的用法。
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类型。
串行移位寄存器是最基本的移位寄存器，它将输入数据按位依次移动到输出端。
串行移位寄存器可以采用不同的移位方向，如向左移位（Shift Left）或向右移位（Shift Right）。
串行移位寄存器的数据长度可以根据需要进行扩展，从几位到几十位不等。
并行移位寄存器是将输入数据同时移动到输出端的移位寄存器，也称为平行移位寄存器。
与串行移位寄存器不同的是，输入数据的每一位立即传送到输出端，而不是按位移动。
并行移位寄存器通常用于数据宽度较大的情况，可以大大提高数据传输的速度。
移位寄存器通常有两个主要的应用场景：数据传输和数据移位。
在数据传输方面，移位寄存器可以用来在不同的时钟域之间传输数据。
在设计中，时钟域是指由时钟信号控制的特定区域，在同一时钟域内的电路操作是同步的，而不同的时钟域之间的电路操作是异步的。
移位寄存器可以在不同的时钟域之间传输数据，并实现时钟域之间的数据同步。
在数据移位方面，移位寄存器可以用来对数据进行移位操作，如数据串行化和并行化。
数据串行化是将并行数据按位移动，将其转换为串行数据。
数据并行化是将串行数据按位移动，将其转换为并行数据。
这两种操作通常用于接口电路设计和数据通信系统中。
此外，移位寄存器还可以用于数据缓存和数据处理。
移位寄存器的工作原理 fpga
移位寄存器的工作原理fpga
移位寄存器是一种常见的数字电路元件，用于将输入数据按照一定的规则进行移位操作，并将移位后的数据输出。
在FPGA中，移位寄存器通常是由触发器或LUT（查找表）实现的。
移位寄存器的工作原理可以简单地描述为：输入数据从一个位置（或称为输入端）进入寄存器，然后按照规则进行移位操作，最后从另一个位置（或称为输出端）输出。
移位操作的规则可以根据具体应用场景而定，常见的规则有向左移位、向右移位、循环移位等。
在FPGA中，移位寄存器可以通过触发器实现。
触发器是一种存储器件，可以在时钟信号的作用下切换其输出状态。
在移位寄存器中，每个触发器代表一个移位操作。
当时钟信号到来时，从输入端进入的数据被送入第一个触发器，同时第一个触发器的输出也被送入第二个触发器，以此类推，直到最后一个触发器。
移位操作的规则通过控制时钟信号的时序和触发器间的连接方式来实现。
除了触发器，FPGA中的LUT也可以用于实现移位寄存器。
LUT是一种使用查找表来实现逻辑函数的数字元件，在FPGA中常用于实现较复杂的逻辑功能。
通过编程LUT的查找表内容，可以实现不同的移位规则，从而实现移位寄存器的功能。
总的来说，移位寄存器在FPGA中的工作原理是通过触发器或LUT实现数据的
移位操作，控制时序和连接方式来实现不同的移位规则。
这种寄存器的特点是简单、灵活，并且具有良好的应用性能。
六.移位寄存器课件t
（2)移位寄存器
移位寄存器能使其中所储存的二进制数,在移位脉冲的作用下左右移动。 按功能可分为左、右移移位寄存器双向移位寄存器； 根据移位寄存器存取信息的方式可分为：串入串出、串入并出、并入串出、并入并出四种形式。
并 行 输 出
(3) 移位寄存器型计数器
1. 环行计数器
Q0 FF0 D0 CP 1D C1 Q0 Q0 D1 FF1 1D C1 Q1 Q1 D2 Q1 FF2 1D C1 Q2 Q2 D3 Q2 FF3 1D C1 Q3 Q3 Q3
1110→0111→0011→0001←0010←0101←1011
↑ 1100→0110←1101
能自启动的4位扭环形计数器
& & FF0 D0 CP 1D C1 Q0 Q0 (a) D1 FF1 1D C1 Q1 Q1 逻辑图 D2 FF2 1D C1 Q2 Q2 D3 FF3 1D C1 Q3 Q3
D0 Qnn1
Q1 FF2 1D D2 C1 Q2 Q2 Q2 FF3 1D D3 C1 ： Q0 Q1n Q2 Q3
状 态 图
0000→1000→1100→1110 ↑ 有效循环 ↓
0100→1010→1101→0110 ↑ 无效循环 ↓
0001←0011←0111←1111
Q2 FF3 Q2 Q2 D3 1D C1
Q3
Q3 Q3
& FF0 D0 CP 1D C1 Q0 D1 Q0
Q0 FF 0 D0 CP 1D C1 Q0 Q0
& FF 0 D0 CP 1D C1 Q0 Q0 D1 & FF1 1D C1 Q1 Q1 D2 FF 2 1D C1 Q2 Q2 D3 FF 3 1D C1 Q3 Q3
16位移位寄存器 eda工具实现
EDA工具软件实验报告Modelsim十六位移位寄存器1.实验目的：使用软件Modelsim，通过Verilog语言表达移位寄存器的功能，进一步学习信号赋值与变量赋值、顺序语句与并行语句、进程结构。
2.实验原理:Clk是移位时钟信号，load_in是16位预置数据端口，load_en是数据预置使能信号，dout是移位输出，dir是移位模式控制信号。
此电路工作原理是：当clk上升沿到来时进程启动，若此时预置使能load_en为高电平，则将输入端口的16位二进制数作为移位的初始值；若load为低电平，则执行：当dir为低电平时左移，为高电平时右移.3.实验步骤：1.在E盘新建文件夹命名为“dyj”再文件夹里新建子4个子文件夹分别命名为“modelsim”“synplify”“quartus”“src”。
打开Modelsim软件，新建工程，File—new—project，在Project Name 中写入工程的名字“shift16”，完成后会出现，选择Add Existing Filemodule shift16(clk,dout,left_in,right_in,dir,load_en,load_in);input clk;output [15:0] dout;reg [15:0] dout;input left_in;input right_in;input dir;input load_en;input [15:0] load_in;always @(posedge clk) beginif (load_en == 1)dout <= load_in;else beginif (dir == 1) begindout <= dout >> 1;dout[15] <= left_in;endelse begindout <= dout << 1;dout[0] <= right_in;endendendendmodule添加完成后，接着添加（testbench）程序：timescale 1ns/1nsmodule shift16_tb;reg clk;wire [15:0] dout;reg left_in;reg right_in;reg dir;reg load_en;reg [15:0] load_in;initial beginclk = 0;left_in = 0;right_in = 0;dir = 0;load_en = 0;load_in = 16'h1234;#5 load_en = 1;#5 load_en = 0;#5 left_in = 1;#5 dir = 1;#5 right_in = 1;endalways #1 beginclk = ~clk;endshift16 sh(clk, dout, left_in,right_in,dir,load_en,load_in);endmodule2.编译(Compile)。
电路中的移位寄存器与计数器的原理与应用
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。
移位寄存器工作原理（深度剖析讲解）
移位寄存器工作原理（深度剖析讲解）寄存器这个词，可能对有些朋友来说是比较陌生的，这个词是用来存放二进制数据的电路的，有时候也存放二进制的代码的电路，这种工具主要是出现在数字电路中来起到一个寄存功能的。
而寄存器如果根据作用来进行划分的话，通常可以划分成两种，一种是基本寄存器，另一种叫做移位寄存器，就是我们今天所要介绍的这种寄存器了。
那么移位寄存器的工作原理是什么呢?本文会为您做深度的剖析和讲解。
在数字电路当中，移位寄存器是一种能够在许多不同数量但是在相样的时间之内而且在脉冲之下进行工作的，它主要是以触发器作为最基础的器件工具，并且该寄存器的寄存数据是通过并行和串行的形式来传进器件里面去的，之后在每个时间之内，它的脉冲都会分别向左和向右移动，移动的大小大约在一个比特左右，而且只能在输出端来实行输出工作。
移位寄存器是一维性质的寄存器，但是其实它也有多维的种类，只是种类变多会导致输入和输出的数据都会多一些列位。
并且造成这种多维移位寄存器的办法其实可以使用一些有相同数量的移位寄存器并联在一块儿就可以了。
移位寄存器与基本寄存器的不同之处就在于，它不仅能够存储代码，而且还有移位的功能。
我们所讲的移位功能，其实就是说移动寄存器里面存的那些代码其实是能够通过移位脉冲的冲击而使其左右移动，是一种具有双向串行功能的寄存器。
所以移位寄存器还有寄存器代码的串行输出、串行输入、并行输出、并行输入、数值运算以及数据处理等一些列的功能。
因为这些功能在操作起来十分简单灵活，所以用途也非常得广泛。
现在比较常用的集成移位寄存器种类也有许多种，比如八位数据运行的单向形式的移位寄存器有74164、74165、74166、74595等，四位数据运行的单向寄存器是74195，四位数据运行的双向移存器是74194。
以上就是关于移位寄存器的工作原理的相关内容，本文对其已经做了深度的剖析和讲解。
寄存器是给科学计算器的数字系统中用来存储数字代码和数据的重要部件。
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赛灵思FPGA的SRL16移位寄存器原理与使用
可以定义移位长度的移位寄存器。
就是用一个lut可以实现16位的移位寄存器。
SRL16 的是16bit移位寄存器查找表// 16-Bit Shift Register Look-Up-Table (LUT)
在一个LUT中可以实现16个FF移位的功能！SSRL16 SRL16_inst (.Q(Q), // SRL data output.A0(A0), // Select[0] input.A1(A1), // Select[1] input.A2(A2), // Select[2] input.A3(A3), // Select[3] input.CLK(CLK), // Clock input.D(D) // SRL data input);
Xilinx 官网的说明原理
SRL16 is a shift register look up table (LUT). The inputs A3, A2, A1, and A0 select the output length of the shift register. The shift register may be of a fixed, staTIc length or it may be dynamically adjusted.
The shift register LUT contents are iniTIalized by assigning a four-digit hexadecimal number to an INIT attribute. The first, or the left-most, hexadecimal digit is the most significant bit. If an INIT value is not specified, it defaults to a value of four zeros (0000) so that the shift register LUT is cleared during configuraTIon.The data (D) is loaded into the first bit of the shift register during the Low-to-High clock (CLK) transiTIon. During subsequent Low-to-High clock transitions data is shifted to the next highest bit position as new data is loaded. The data appears on the Q output when the shift register length determined by the address inputs is reached.
这里说了几点，- 移位寄存器的初始值可以用INIT属性初始化；- 移位寄存器的长度由地址线的取值决定；- 移位数据从D端输入，Q端输出
- 先移入的数据是MSB
Xilinx 官网的说明Static Length ModeTo get a fixed length shift register, drive the A3 through A0 inputs with static values. The length of the shift register can vary from 1 bit to 16 bits as determined from the following formula:
Length = (8*A3) +(4*A2) + (2*A1) + A0 +1
If A3, A2, A1, and A0 are all zeros (0000), the shift register is one bit long. If they are all ones (1111), it is 16 bits long.
Xilinx 官网的说明Dynamic Length ModeThe length of the shift register can be changed。