移位寄存器及其应用
74ls164
74LS164简介74LS164是一种8位串行输入/并行输出移位寄存器，广泛应用于数字电子领域。
它由TI（Texas Instruments）公司制造，是74系列（TTL）的一员。
功能74LS164具有以下主要功能：•8位位移寄存器：可以将8位数据进行位移操作，并将结果存储在内部存储器中。
•串行输入：通过一个输入引脚，可以逐位地输入8位数据。
•并行输出：通过8个输出引脚，可以同时输出寄存器中存储的8位数据。
引脚描述74LS164具有如下引脚：1.DS（Data Serial Input）：串行数据输入引脚，用于输入通过位移操作需要存储的8位数据。
2.SHCP（Shift Clock Input）：移位时钟输入引脚，用于控制位移操作的时钟信号。
3.STCP（Storage Clock Input）：存储时钟输入引脚，用于控制存储数据的时钟信号。
4.GND（Ground）：接地引脚。
5.Q7’（Serial Output）：串行输出引脚，用于输出移位操作的结果。
6.Q0-Q6（Parallel Outputs）：并行输出引脚，用于输出存储的8位数据。
7.VCC（Positive Supply）：正电源引脚。
工作原理74LS164工作时，可以通过两个时钟信号控制其行为。
下面是其工作原理的描述：•存储器清零：在存储器清零时，将SHCP和STCP引脚设置为高电平，并将DS引脚设置为低电平。
此时，存储器中所有的输出引脚将保持低电平状态。
•位移操作：在进行位移操作时，将SHCP引脚设置为低电平，然后将输入引脚DS设置为要输入的数据位状态（0或1）。
接下来，通过将SHCP 引脚设置为高电平，使得数据在寄存器内进行位移，具体移位方向取决于输入引脚DS的状态。
重复进行8次位移操作，即可完成8位数据的输入。
•存储数据：要将位移操作的结果存储在内部存储器中，需要控制STCP引脚的信号。
当所有位移操作完成后，将STCP引脚设置为高电平，将移位结果存储在寄存器中。
北京科技大学数电实验四 Quartus II集成计数器及移位寄存器应用
北京科技大学实验报告学院：高等工程师学院专业：自动化（卓越计划）班级：自E181姓名：杨威学号：41818074 实验日期：2020 年5月26日一、实验名称：集成计数器及其应用1、实验内容与要求（1）用74161和必要逻辑门设计一个带进位输出的10进制计数器，采用同步置数方法设计；（2）用两个74161和必要的逻辑门设计一个带进位输出的60进制秒计数器；2、实验相关知识与原理（1）74161是常用的同步集成计数器，4位2进制，同步预置，异步清零。
引脚图功能表其中X。
3、10进制计数器（1）实验设计1）确定输入/输出变量输入变量：时钟信号CLK、复位信号CLRN；输出变量：计数输出QD、QC、QB、QA，进位输出RCO，显示译码输出OA、OB、OC、OD、OE、OF、OG2）计数范围：0000-10013）预置数值：00004）置数控制端LDN：计数到1001时输出低电平5）进位输出RCO：计数到1001时输出高电平画出如下状态转换表：CP QDQCQBQA0 00001 00012 00103 00114 01005 01016 01107 01117 10009 100110 0000（2）原理图截图仿真波形如下功能验证表格CLRN QD QC QB QA RCO0 0 0 0 0 01 0 0 0 1 01 0 0 1 0 01 0 0 1 1 01 0 1 0 0 01 0 1 0 1 01 0 1 1 0 01 0 1 1 1 01 1 0 0 0 01 1 0 0 1 11 0 0 0 0 04、60进制秒计数器（1）实验设计1）确定输入/输出变量输入变量：时钟信号CLK、复位信号CLRN；输出变量：计数十位输出QD2、QC2、QB2、QA2和计数个位输出QD1、QC1、QB1、QA1，进位输出RCO2）计数范围：0000 0000-0101 10013）预置数值：0000 00004）置数控制端LDN1（个位）：计数到0101 1001时输出低电平5）清零端CLRN2（十位）：计数到0110时输出低电平6）ENT：个位计数到1001时输出高电平7）进位输出RCO：计数到1001时输出高电平画出如下状态转换表CP QD2QC2QB2QA2QD1QC1QB1QA1CPQD2QC2QB2QA2QD1QC1QB1QA1CPQD2QC2QB2QA2QD1QC1QB1QA10 0000 0000 20 0010 0000 40 0100 00001 0000 0001 21 0010 0001 41 0100 00012 0000 0010 22 0010 0010 42 0100 00103 0000 0011 23 0010 0011 43 0100 00114 0000 0100 24 0010 0100 44 0100 01005 0000 0101 25 0010 0101 45 0100 01016 0000 0110 26 0010 0110 46 0100 01107 0000 0111 27 0010 0111 47 0100 01118 0000 1000 28 0010 1000 48 0100 10009 0000 1001 29 0010 1001 49 0100 100110 0001 0000 30 0011 0000 50 0101 000011 0001 0001 31 0011 0001 51 0101 000112 0001 0010 32 0011 0010 52 0101 001013 0001 0011 33 0011 0011 53 0101 001114 0001 0100 34 0011 0100 54 0101 010015 0001 0101 35 0011 0101 55 0101 010116 0001 0110 36 0011 0110 56 0101 011017 0001 0111 37 0011 0111 57 0101 011118 0001 1000 38 0011 1000 58 0101 100019 0001 1001 39 0011 1001 59 0101 100160 0000 0000 （2）设计原理图截图（3）实验仿真仿真波形：仿真结果表：5、实验思考题：（1）总结任意模计数器的设计方法。
移位寄存器工作原理
移位寄存器工作原理移位寄存器是数字电路中常见的一种逻辑电路，它在数字信号处理、数据存储等领域有着广泛的应用。
在实际的电子设备中，移位寄存器能够实现数据的移位、存储和转换，其工作原理十分重要。
本文将从移位寄存器的定义、分类、工作原理以及应用等方面进行详细介绍。
首先，移位寄存器是一种能够将数据进行移位操作的寄存器，它由多个触发器组成，能够实现数据的平行移位。
根据移位方向的不同，移位寄存器可以分为左移寄存器和右移寄存器两种类型。
左移寄存器是将数据向左移位，右移寄存器则是将数据向右移位。
移位寄存器的工作原理主要依赖于触发器的状态变化和时钟信号的控制，通过时钟信号的触发，数据可以按照设定的规则进行移位操作。
其次，移位寄存器的工作原理可以通过时钟信号和触发器的状态变化来解释。
在移位寄存器中，每个触发器都有两个稳定的状态，分别是置位和复位状态。
当时钟信号触发时，触发器的状态会发生变化，数据就会按照设定的方向进行移位。
对于左移寄存器来说，数据会从右向左移动，而右移寄存器则是从左向右移动。
通过时钟信号的不断触发，数据可以连续进行移位操作，实现数据的平行移位。
此外，移位寄存器在数字信号处理和数据存储中有着广泛的应用。
在数字信号处理中，移位寄存器可以用来实现数字信号的滤波、延时等功能。
在数据存储中，移位寄存器可以用来进行数据的缓存和转换，提高数据的处理效率。
此外，移位寄存器还可以用来实现逻辑运算、乘法和除法等操作，具有很高的灵活性和可编程性。
总的来说，移位寄存器是一种十分重要的数字电路，它能够实现数据的移位、存储和转换，具有广泛的应用前景。
通过对移位寄存器的工作原理进行深入理解，我们可以更好地应用它来解决实际的工程问题，提高数字电路的设计和应用水平。
希望本文能够对读者有所帮助，谢谢阅读！。
移位寄存器的工作原理
移位寄存器的工作原理
移位寄存器是一种常用的数字逻辑电路，用于将输入数据在寄存器内部进行移动。
其工作原理如下：
1. 轮流传递数据：移位寄存器由一系列锁存器组成，每个锁存器都可以存储一个位（二进制数的一位）。
在工作时，输入数据按照一定的顺序被输入到第一个锁存器中，然后通过时钟信号的触发，每个锁存器上的数据都会向下一个锁存器传递。
这样，数据就会像一个“串”一样在寄存器内部传递下去。
2. 移动方向：移位寄存器有两种不同的移动方向：左移和右移。
在左移操作中，输入数据从右边的锁存器向左边的锁存器移动；而在右移操作中，输入数据从左边的锁存器向右边的锁存器移动。
3. 清除和装载：移位寄存器还可以通过清除或装载操作来改变寄存器的内容。
清除操作会将所有锁存器中的数据清零，而装载操作则会将输入的数据重新加载到寄存器中。
4. 并行输入/输出：移位寄存器通常还具有并行输入和并行输
出功能。
这意味着可以同时输入一组数据到寄存器中，或者同时输出一组数据从寄存器中读取。
通过合理地控制时钟信号和输入控制信号，移位寄存器可以实现数据的移位、清除和装载等功能。
在数字电路和计算机体系结构中，移位寄存器被广泛应用于数据处理、通信和控制等领域。
序列密码非线性反馈移位寄存器
PART.6
总结
总结
序列密码-非线性反馈移位 寄存器是一种高效、安全、 易于实现的密码学模块，广 泛应用于各种安全应用场景
在未来，随着对安全性和性 能需求的不断提高，非线性 反馈移位寄存器的研究和应 用将进一步深化和拓展
PART.4
非线性反馈移位寄存器的优 点
非线性反馈移位寄存器的优点
非线性反馈移位寄存器的优点包括
非线性反馈移位寄存器的优点
01
产生的密钥序列 具有较高的复杂 性和不可预测性： 因此具有较强的 安全性
02
非线性反馈移位 寄存器的设计可 以灵活地适应不 同的安全需求和 性能要求
03
非线性反馈移位 寄存器的实现简 单：易于大规模 生产
非线性反馈移位寄存器的未来研究方向
形式化验证和测试
形式化验证和测试是确保密码学模块安全性和正确性的重要手段。需要进一步研究和开发 更为高效、准确的形式化验证和测试方法，对非线性反馈移位寄存器进行更为严格的验证 和测试，以确保其安全性和正确性
PART.8
总结
总结
序列密码-非线性反 馈移位寄存器是一种 重要的密码学模块， 具有广泛的反馈移位寄存器的未来研究方向
随着互联网和物联网 技术的不断发展，需 要适应新的应用场景 ，研究和开发更为高 效、安全、灵活的非 线性反馈移位寄存器 ，以满足各种新的安 全需求
非线性反馈移位寄存器的未来研究方向
轻量级设计
随着移动设备和物联网设备的普及，需要研 究和设计更为轻量级的非线性反馈移位寄存 器，以降低功耗和成本，适应各种资源受限 的设备和应用场景
2
非线性反馈移位寄存器 (Nonlinear Feedback Shift Register，NFSR)是 用于生成序列密码的常见模
集成双向移位寄存器
未来研究将更加注重功耗优化、可靠性提高 和低成本制造等方面，以满足不断增长的应 用需求。
未来集成双向移位寄存器的研究将更加注重 与其他数字电路的协同设计和优化，以提高 整个系统的性能和能效。
感谢您的观看
THANKS
02
03
集成双向移位寄存器在数据传输 、存储、处理等领域具有广泛的 应用，如串行通信、数据转换、 图像处理等。
04
未来展望
随着集成电路技术的发展，集成双向移位寄 存器的性能和功能将得到进一步提升。
随着5G通信、物联网、人工智能等技术的快 速发展，集成双向移位寄存器在数据传输和
处理方面的应用将更加广泛。
VS
详细描述
随着便携式电子设备的普及，减小体积和 重量成为必要。集成双向移位寄存器的集 成化发展趋势符合这一需求。通过将多个 移位寄存器集成在同一芯片上，实现了小 型化和轻量化，同时提高了集成度和可靠 性。这种集成化的设计方式在便携式电子 设备中具有广泛的应用前景。
05
集成双向移位寄存器的挑战与解决 方案
直接硬件实现
根据设计要求，使用数字电路的基本元件（如逻辑门、触发器等）直接搭建双向移位寄存器的电路。这种实现方 式通常用于教学或简单的实验环境。
Байду номын сангаас
基于软件的实现
高级编程语言实现
使用C、C、Python等高级编程语言编写双向移位寄存器的程序，通过编译器 将源代码转换成机器码在计算机上运行。
模拟软件实现
挑战
功耗问题
随着集成度的提高，功耗问题逐 渐凸显，如何在保证性能的同时 降低功耗成为一大挑战。
可靠性问题
在恶劣环境下，如何保证数据的 可靠传输是另一个需要解决的问 题。
01
电路中的移位寄存器设计与移位寄存器技术
电路中的移位寄存器设计与移位寄存器技术移位寄存器是数电中非常重要的一种电路元件，常用于数据存储、时钟信号同步等应用中。
移位寄存器可以在电路中实现数据的移位和存储功能，具有广泛的应用领域。
本文将介绍移位寄存器的设计原理和一些常见的移位寄存器技术。
一、移位寄存器的设计原理移位寄存器是由多个触发器组成的序列逻辑电路，其中最简单的移位寄存器是由两个触发器构成的。
这两个触发器通过时钟信号同步，在每个时钟周期内，将上一个时钟周期的输出数据传递给下一个触发器。
移位寄存器有几种常见的操作模式，包括并行加载、串行输入、串行输出和并行输出。
在并行加载模式中，移位寄存器可以同时从多个输入端口接收数据；在串行输入模式中，移位寄存器可以按位接收数据，并按照顺序存储；在串行输出模式中，移位寄存器可以按位输出数据；在并行输出模式中，移位寄存器可以同时输出多个位的数据。
由于移位寄存器的触发器在时钟信号的驱动下工作，因此可以实现数据的存储、移位和延迟等功能。
在移位寄存器中，触发器的状态表示了存储的数据。
二、移位寄存器的技术应用1. 移位寄存器在串行通信中的应用在串行通信中，移位寄存器通常用于将并行数据转换为串行数据，或者将串行数据转换为并行数据。
例如，在串行通信中，发送方将并行数据按照顺序输入到移位寄存器中，然后按照位序输出，形成串行数据。
接收方则将串行数据输入移位寄存器，然后按照位序输出，得到并行数据。
2. 移位寄存器在计数器中的应用移位寄存器还可以用于设计计数器电路。
例如，4位移位寄存器可以用来实现二进制计数器，通过移位寄存器中的数据进行加法运算，实现数字的递增。
在计数器电路中，遇到溢出时，可以通过逻辑门电路实现循环计数。
3. 移位寄存器在状态机中的应用状态机是一种用于表示系统状态和状态转移的电路。
移位寄存器可以用来设计状态机中的状态寄存器，用于存储系统的状态。
在状态机中，根据输入信号和当前状态，移位寄存器可以将系统状态切换到下一个状态，并输出相应的控制信号。
移位寄存器实验心得
移位寄存器实验心得在数字电路实验中，移位寄存器是一个非常重要的组件，它在数字信号处理和数据存储中起着至关重要的作用。
通过对移位寄存器的实验，我对其工作原理和应用有了更深入的了解，并且积累了一些宝贵的实验心得。
首先，移位寄存器是一种能够将数据按位进行移动的寄存器，它可以实现数据的左移和右移操作。
在实验中，我使用了几种不同类型的移位寄存器，包括串行移位寄存器和并行移位寄存器。
通过对这些寄存器的实验，我发现它们在数据处理中具有非常灵活的应用方式，能够满足不同的需求。
其次，通过实验我了解到移位寄存器在数字信号处理中的重要性。
在实际应用中，移位寄存器可以用来实现数字信号的平移、延迟和时序控制等功能。
在数字滤波、数字调制解调、数字信号处理等领域，移位寄存器都扮演着不可或缺的角色。
另外，通过实验我还学会了如何使用移位寄存器来实现数据存储和传输。
在实验中，我将移位寄存器和其他逻辑门电路结合起来，实现了数据的存储和传输功能。
这种方法可以在数字系统设计中发挥重要作用，提高数据处理的效率和可靠性。
在实验中，我还发现了一些需要注意的问题。
首先是移位寄存器的时钟信号。
在实际应用中，时钟信号的频率和相位对移位寄存器的工作有着重要影响，需要合理设计和控制。
其次是移位寄存器的级联和级联。
在实验中，我发现级联多个移位寄存器可以实现更复杂的数据处理功能，但是需要注意级联的时序和逻辑关系，以避免出现故障。
总的来说，通过对移位寄存器的实验，我对其工作原理和应用有了更深入的了解，并且积累了一些宝贵的实验心得。
移位寄存器在数字信号处理和数据存储中具有非常重要的作用，它可以实现数据的移动、存储和传输等功能，对于数字系统设计和数字信号处理具有重要意义。
希望通过不断的实验和学习，我能够更深入地理解移位寄存器的工作原理和应用，为将来的工程实践打下坚实的基础。
4094芯片
4094芯片4094芯片是一种串行输入并行输出的8位移位寄存器。
它具有广泛的应用，可以用于扩展I/O端口，存储数据等。
4094芯片拥有14个引脚，其中包括8个并行输出引脚（Q0-Q7），一个串行数据输入引脚（DS）、一个数据存储引脚（ST_CP）、一个移位时钟输入引脚（SH_CP）、一个输出使能引脚（OE）和两个电源引脚（VCC和GND）。
其工作原理如下：1. 当移位时钟输入引脚（SH_CP）从低电平变为高电平时，串行数据输入引脚（DS）上的数据被“移位”到内部的8位移位寄存器中。
2. 当数据存储引脚（ST_CP）从低电平变为高电平时，移位寄存器中的数据被“存储”到并行输出引脚（Q0-Q7）中，这些引脚可以连接到其他电路或器件上。
3. 输出使能引脚（OE）可用于控制输出引脚的使能或禁用状态。
当OE引脚为低电平时，输出引脚处于使能状态，可以输出数据。
当OE引脚为高电平时，输出引脚处于禁用状态，不输出数据。
4094芯片的应用如下：1. 扩展I/O端口：通过连接多个4094芯片，可以实现对更多外部设备的控制和通信。
通过使用串行输入与并行输出，可以使用较少的引脚来控制更多的外设。
2. 存储数据：4094芯片的移位寄存器可以用于存储数据。
在需要长期存储数据或需要保存断电状态下的数据时，可以使用4094芯片来实现。
3. 数码管驱动：4094芯片可以用于驱动七段数码管。
通过将七段数码管的段选引脚连接到4094芯片的并行输出引脚上，可以实现对数码管的控制。
总结：4094芯片是一种串行输入并行输出的移位寄存器，具有广泛的应用。
它可以扩展I/O端口，存储数据以及驱动数码管等。
通过了解和掌握4094芯片的工作原理和具体的引脚功能，可以更好地应用于实际的电子设计和开发中。
寄存器和移位寄存器(共15张PPT)
第2页，共15页。
寄存器的结构特点
Q0 Q0
FF0 1D C1 R
Q1 Q1
FF1 1D C1 R
Q2 Q2
FF2 1D C1 R
Q3 Q3
FF3 1D C1 R
D0 CP CR D1
D2
D3
各触发器均为 D 功能且并行使用。
1 个触发器能存放 1 位二进制数码，因此 N 个触 发器可构成 N 位寄存器。
(1) 用同步置零端或置数端获得 N 进制计数器 。这时应根据 SN-1 对应的二进制代码写反馈函数。
4 位寄存器 理解寄存器和移位寄存器的作用和工作原理。
翻转是否同步分有：同步计数器和异步计数器 理解寄存器和移位寄存器的作用和工作原理。
M1 M0 = 01 时，右移功能。 和状态转换真值表，然后由此分析时序逻 按计数进制分有：二进制计数器、十进制计数器和任意进制计数器；
。计数器除了用于计数外，还常用于分频、定 每输入一个移位脉冲，移位寄存器中的数码依次向左移动 1 位。
6.4 寄存器和移位寄存器
主要要求：
理解寄存器和移位寄存器的作用和工作原理。 了解集成移位寄存器的应用。
第1页，共15页。
一、寄存器
RQe0g~isQte3r，是同用时于输存出放的二，进这制种数输码出。方式称
并行输出。
DQ00 Q0 QD11 Q1 QD22 Q2 QD33 Q3
4 位 寄
FF0 1D C1 R
有关。时序逻辑电路的工作状态由触发器存
储和表示。
第9页，共15页。
时序逻辑电路按时钟控制方式不同分为同步时序逻 辑电路和异步时序逻辑电路。前者所有触发器的时 钟输入端 CP 连在一起，在同一个时钟脉冲 CP 作用
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实验七 移位寄存器及其应用 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 和构成环形计数器。 二、实验原理
1、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。按代码的移位方向可分为左移、右移和可逆移位寄存器，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又可为：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CC40194或74LS194，两者功能相同，可互换使用，其逻辑符号及引脚排列如图10—1所示。
其中 D0、D1 、D2 、D3为并行输入端；Q0、Q1、Q2、Q3为 并行输出端；SR为右移串行输入端，SL 为左移串行输入端 ；S1、S0 为操作模式控制端；为 直接无条件清零端； CP为时钟脉冲输入端。 CC40194有5种不同操作模式：即并行送数寄存，右移(方 向由Q0→Q3)，左移（方向由Q3→Q0），保持及清零。 S1、S0和端的控制作用如表10-1。
图10-1 CC40194的逻辑符号及引脚功能 表10－1
功能 输 入 输 出 CP S1 S0 SR SL DO D1 D2 D3 Q0 Q1 Q2 Q3 清除 × 0 × × × × × × × × 0 0 0 0 送数 ↑ 1 1 1 × × a b c d a b c d 右移 ↑ 1 0 1 DSR × × × × × DSR Q0 Q1 Q2 左移 ↑ 1 1 0 × DSL × × × × Q1 Q2 Q3 DSL
保持 ↑ 1 0 0 × × × × × ×
保持 ↓ 1 × × × × × × × ×
2、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，或把并行数据转换为串行数据等。 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。 （1）环形计数器 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 Q3 和右移串行输 入端SR 相连接，设初始状态Q0Q1Q2Q3＝1000，则在时钟脉 冲作用下Q0Q1Q2Q3将依0100→0010→0001→1000→„„， 如表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电路可以由各个输出端输出在时间上有先后顺序的脉冲，因此也可作为顺序脉冲发生器。
表10－2 CP Q0 Q1 Q2 Q3 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 2 0 0 1 0 3 0 0 0 1 如果将输出QO与左移串行输入端SL相连接，即可达左移循 环移位。 (2)实现数据串、并行转换 ① 串行/并行转换器 串行/并行转换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CC40194（74LS194）四位双向移位寄存器组成的七位串/并行数据转换电路。
图10-3 七位串行 / 并行转换器
电路中S0端接高电平1，S1受Q7控制，二片寄存器连接成串行输入右移工作模式。Q7是转换结束标志。当Q7＝1时，S1为0，使之成为S1S0＝01的串入右移工作方式，当Q7＝0时，S1＝1，有S1S0＝10，则串行送数结束，标志着串行输入的数据已转换成并行输出了。串行/并行转换的具体过程如下：
转换前，端加低电平，使1、2两片寄存器的内容清0，此时S1S0＝11，寄存器执行并行输入工作方式。当第一个CP脉冲到来后，寄存器的输出状态Q0～Q7为01111111，与此同时S1S0变为01，转换电路变为执行串入右移工作方式，串行输入数据由1片的SR端加入。随着CP脉冲的依次加入，输出状态的变化可列成表10-3所示。
由表10-3可见，右移操作七次之后，Q7变为0，S1S0又变为11，说明串行输入结束。这时，串行输入的数码已经转换成了并行输出了。
当再来一个CP脉冲时，电路又重新执行一次并行输入，为第二组串行数码转换作好了准备。 表10-3
CP Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 说明 0 0 0 0 0 0 0 0 0 清零 1 0 1 1 1 1 1 1 1 送数 2 dO 0 1 1 1 1 1 1 右
移 操 作 七 次
3 d1 d0 0 1 1 1 1 1 4 d2 d1 d0 0 1 1 1 1 5 d3 d2 d1 d0 0 1 1 1 6 d4 d3 d2 d1 d0 0 1 1 7 d5 d4 d3 d2 d1 d0 0 1 8 d6 d5 d4 d3 d2 d1 d0 0 9 0 1 1 1 1 1 1 1 送数
② 并行/串行转换器 并行/串行转换器是指并行输入的数码经转换电路之后，换 成串行输出。 图10-4是用两片CC40194（74LS194）组成的七位并行 /串行转换电路，它比图10-3多了两只与非门G1和G2， 电路工作方式同样为右移。
图10－4 七位并行 / 串行转换器 寄存器清“0”后，加一个转换起动信号（负脉冲或低 电平）。此时，由于方式控制S1S0为11，转换电路执行并 行输入操作。当第一个CP脉冲到来后Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7的 状态为0D1D2D3D4D5D6D7，并行输入数码存入寄存器。从而 使得G1输出为1，G2输出为0，结果，S1S2变为01，转换电 路随着CP脉冲的加入，开始执行右移串行输出，随着CP脉 冲的依次加入，输出状态依次右移，待右移操作七次后， Q0～Q6的状态都为高电平1,与非门G1输出为低电平，G2门 输出为高电平,S1S2又变为11，表示并/串行转换结束，且 为第二次并行输入创造了条件。转换过程如表10-4所 示。 中规模集成移位寄存器，其位数往往以4位居多，当需要的 位数多于4位时，可把几片移位寄存器用级连的方法来扩展 位数。 表10-4
CP Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 串 行 输 出 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 2 1 0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 3 1 1 0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 4 1 1 1 0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 5 1 1 1 1 0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 6 1 1 1 1 1 0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 7 1 1 1 1 1 1 0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 8 1 1 1 1 1 1 1 0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 9 0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
图10－5 CC40194逻辑功能测试 三、实验设备及器 1、 ＋5V直流电源 2、 单次脉冲源 3、 逻辑电平开关 4、 逻辑电平显示器 5、 CC40194×2（74LS194） CC4011(74LS00) CC4068(74LS30) 四、实验内容 1.测试CC40194(或74LS194)。 按图10-5接线，、S1、S0、SL、SR、D0、D1、D2、D3分别 接至逻辑开关的输出插口；Q0、Q1、Q2、Q3接至逻辑电平显示 输入插口。CP端接单次脉冲源。按表8-3-3-5所规定的输入状 态，逐项进行测试。 表10-5
清除 模 式 时钟 串 行 输 入 输 出 功能总结 S1 S0 CP SL SR D0 D1? D2? D3 Q0 Q1 Q2?
Q3 0 × × × × × ×××× 1 1 1 ↑ × × a b c d 1 0 1 ↑ × 0 ×××× 1 0 1 ↑ × 1 ×××× 1 0 1 ↑ × 0 ×××× 1 0 1 ↑ × 0 ×××× 1 1 0 ↑ 1 × ×××× 1 1 0 ↑ 1 × ×××× 1 1 0 ↑ 1 × ×××× 1 1 0 ↑ 1 × ×××× 1 0 0 ↑ × × ××××
（1）清除：令＝0，其它输入均为任意态，这时寄存器输出 Q0、 Q1、Q2、 Q3应均为0。清除后，置＝1 。 （2）送数：令＝S1＝S0＝1 ，送入任意4位二进制数，如 D0D1D2D3＝abcd，加CP脉冲，观察CP＝0 、CP由0→1、CP 由1→0三种情况下寄存器输出状态的变化，观察寄存器输 出状态变化是否发生在CP脉冲的上升沿。 （3）右移：清零后，令＝1，S1＝0，S0＝1，由右 移输入端SR 送入二进 制数码如0100，由CP端连续加4个脉 冲，观察输出情况，记录之。 (4) 左移：先清零或予置，再令＝1，S1＝1，S0＝0， 由左移输入端SL 送入二进制数码如1111，连续加四个CP脉 冲，观察输出端情况，记录之。 (5) 保持：寄存器予置任意4位二进制数码abcd，令＝1， S1＝S0＝0，加CP脉冲，观察寄存器输出状态，记录之。 2、环形计数器 自拟实验线路用并行送数法予置寄存器为某二进制数码 （如0100），然后进行右移循环，观察寄存器输出端状态 的变化，记入表10-6中。 3.实现数据的串、并行转换 (1)串行输入、并行输出 按图8-3-3-3接线，进行右移串入、并出实验，串入数码自