提高篇2 移位寄存器指令的应用
移位寄存器的应用(应用)
提高： 利用移位寄存器和计数器实现一 个彩灯控 制电路。要求能够两灯循环和三灯 循环。观察显示结果，记录数据。
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2011-7-14
实验原理
移位寄存器的应用十分广泛，除了作数码寄存器外，还可以作移 存型计数器、随机码发生器、延时电路以及串/并行代码变换器等。 1）移存型计数器 （1）环形计数器 将移位寄存器的最后一级输出回送到第一级的输入，便可构成环 形计数器（Ring counter）。环形计数器的特点是计数器的模数与 移位寄存器位数相等，且工作状态是依次循环出1（或0），如四 位环形计数器的状态为0001－0010－0100－1000或1110－1101－ 1011－0111。 （2）扭环形计数器 扭环形计数器又叫约翰逊计数器，它是将移位寄存器中最后一级 的反变量输出与第一级输入端相连而构成的。扭环形计数器的特 点是M=2N，工作状态转换时相邻状态之间只有一位发生变化， 避免了功能冒险。
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输入端
输出端
方式 清除 AB 时 钟
QA QB QC QD QE QF QG QH
L H H H H
×× ×× H H L H H L
× L ↑ ↑ ↑
L L L L L 保持 1 Qan Qbn Qcn Qdn Qen Qfn Qgn 0 Qan Qbn Qcn Qdn Qen Qfn Qgn 0 Qan Qbn Qcn Qdn Qen Qfn Qgn 返回目录
L
L
L
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常见问题
1、74LS164移位寄存器的管脚是怎样排列的？ 答：如图所示
Vcc QH QG QF QE CLR CK
14 13 12 11 10 1 2 3 4 5
实验八 移位寄存器及其应用
实验八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、寄存器使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一次左移或右移。
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：串如串出、串如并出、并入串出、并入并出四种形式。
２、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8-1所示。
其中D0、D1、D2、D3为并行输入端；Q0、Q1、Q2、Q3为并行输出端；S R为右移串行输入端，S L为左移串行输入端；S1、S0为操作模式控制端；C R为直接无条件清零端；CP为时钟脉冲输入端。
功能见表8-1。
３、移位寄存器的应用可构成移位寄存器形计数器；：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。
⑴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8—2所示，把输入端和右移串行输入端相连接，设初始状态Q0Q1Q2Q3=1000，则在时钟脉冲作用下Q0Q1Q2Q3将依次变为0100 → 0010 → 0001 → 1000→……，如表8—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8—2电路可以由各个输出端输出在实践上有先后顺序的脉冲，因此也可作为顺序脉冲发生器。
如果将输出与左移串行输入端相连接，即可达到左移循环移位。
⑵串行/并行转换器串行/并行转换是指串行输入的数码，经转换电路之后变成并行输出。
图8—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。
移位寄存器指令
（2）I/O分配 输入 （常开）起动按钮：I0.0 （常闭）停止按钮：I0.1
输出 L1：Q0.0 L5、L9： Q0.4 L2：Q0.1 L6、L10：Q0.5 L3：Q0.2 L7、L11：Q0.6 L4：Q0.3 L8、L12：Q0.7
M10.0
Q0.7
Q0.6
Q0.5
Q0.4
Q0.3
Q0.2
Q0.1
Q0.0
DATA
I0.0 M1.0 M1.T37（M10.0）延时0.5s导通一个扫描周期
T37 IN +5 PT TON
数据输入端 M10.0
第八个脉冲到来时M11.0置位为1，同时通过与 T37并联的M11.0常开触点使M10.0置位为1
3. 移位寄存器指令
• （2）DATA和S-BIT的操作数为I, Q, M, SM, T, C, V, S, L 。 • 数据类型为：BOOL变量。 • N的操作数为VB, IB, QB, MB, SB, SMB, LB, AC, 常量。 • 数据类型为：字节。
【例5-6】移位寄存器应用举例。
时序图
M0.0 EN M10.0 M10.1 +8 M10.1 M10.2 M10.3 M10.4 M10.5 M10.6 M10.7 M11.0 I0.1
SHRB
ENO
DATA S_BIT N
Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 M10.1 R 8
3. 移位寄存器指令（SHRB）
SHRB DATA，S-BIT，N
3. 移位寄存器指令（SHRB）
（1）移位寄存器指令SHRB将DATA数值移入移位 寄存器。 EN为使能输入端，连接移位脉冲信号，每次使 能有效时，整个移位寄存器移动1位。DATA为数据 输入端，连接移入移位寄存器的二进制数值。 S_BIT指定移位寄存器的最低位。 N：移位寄存器的长度和移位方向，移位寄存 器的最大长度为64位，N为正值表示左移位，输入 数据（DATA）移入移位寄存器的最低位 （S_BIT），并移出移位寄存器的最高位。
移位寄存器及算术运算应用
移位寄存器及算术运算应用作者：梁伟来源：《电子技术与软件工程》2018年第01期寄存器被广泛应用于数字电路和计算机中，是由具有存储功能的触发器构成的，移位寄存器在移位脉冲作用下依次逐位右移或左移，通过proteus模拟软件进行直观分析移位寄存器移位功能，移位功能可应用于CPU内部寄存器进行算术运算。
【关键词】移位寄存器 CPU算术运算1 移位寄存器寄存器被广泛应用于数字电路和计算机中，是由具有存储功能的触发器构成的。
移位寄存器具有代码寄存和移位两个功能，在移位脉冲的作用下，数码如向左移一位，则称为左移，反之称为右移。
移位寄存器具有单向移位功能的称为单向移位寄存器，即可向左移也可向右移的称为双向移位寄存器。
2 移位寄存器的算术运算如图1所示为由D触发器组成的4位串行输入-并行输出左移位寄存器，图中各触发器的CP接在一起作为移位脉冲控制端（CP脉冲同步控制），数据从最低位触发器D输入，前一触发器输出端和后一触发器D端连接。
由于CP接在一起作为脉冲控制端，当第1个CP脉冲上升沿到来时，D1触发器输出Q1是根据输入数据D改变，D2触发器Q2输出是根据Q1数据改变，D3触发器Q3输出是根据Q2数据改变，D4触发器Q4输出是根据Q3的数据改变。
单向右移寄存器移位过程如下：（1）清零，只要=0，触发器直接置0。
（2）接收数据，当=1时，第1个CP脉冲后，输入信号d4d3d2d1=1101左移1位，寄存器状态从高位到低位为Q4Q3Q2Q1=0001。
（3）第2个CP脉冲后，输入信号d4d3d2d1=1101在移2位，寄存器状态为Q4Q3Q2Q1=0011。
（4）第3个CP脉冲后，输入信号d4d3d2d1=1101在移3位，寄存器状态为Q4Q3Q2Q1=0110。
（5）第4个CP脉冲后，输入信号d4d3d2d1=1101在移4位，寄存器状态为Q4Q3Q2Q1=1101。
即在四个CP脉冲作用后，数码d4d3d2d1=1101恰好全部左移位串行输入寄存器，寄存器输出状态从高位到低位为Q4Q3Q2Q1=1101从四个触发器的输出端并行输出，完成串行输入--并行输出。
通信电子中的移位寄存器方法
通信电子中的移位寄存器方法移位寄存器是一种在通信电子中广泛应用的数字电路，它能够将数据按照一定的规则进行移位、转换和存储。
移位寄存器广泛应用于数字信号处理、通信传输、控制电路等领域，具有占用空间少、成本低、速度快等优势。
本文将针对移位寄存器在通信电子中的具体应用方法进行重点阐述。
一、移位寄存器的基本原理移位寄存器可以将二进制数据串按照指定的逻辑规则进行移位操作，从而实现数据的转换和存储。
在移位寄存器中，数据输入端和数据输出端都是串行信号，同时还具有一个时钟输入端，用于控制移位操作的时序。
移位寄存器的基本原理就是在每个时钟周期内，将输入的数据按照指定的位移规则向左或向右移动一位，并在移位后将上一次的输出作为本次的输入。
移位寄存器的位数有很多种，最常见的有4位、8位、16位和32位等。
在移位寄存器中，位数越多，能够存储的数据就越多，但是位数也越多，占用的空间也就越大，成本也就越高。
二、移位寄存器的应用方法1、移位寄存器在通信传输中的应用在通信传输中，移位寄存器常常用于实现数据的差错编码和解码。
例如，CRC校验就是一种常用的差错检测技术，它通过在数据中添加冗余的校验位来检测数据传输过程中可能导致的误码和漏码。
在CRC校验中，移位寄存器的作用就是按照指定的移位规则对数据进行处理，然后将校验结果与接收到的数据进行比较，从而判断数据是否正确。
2、移位寄存器在数字信号处理中的应用在数字信号处理中，移位寄存器具有非常广泛的应用。
例如，在噪声抑制和滤波处理中，移位寄存器可以用于实现数字滤波器，通过不断地移位、存储和转换数据来滤除信号中的噪声和杂波。
此外，移位寄存器还可以用于实现数字时钟等功能，其中最常用的是移位寄存器和反相器组成的倒置器，可以实现二进制计数和定时等功能。
3、移位寄存器在控制电路中的应用在控制电路中，移位寄存器可以用于实现状态机和定时器等功能。
例如，在调制解调器中，移位寄存器被广泛应用于实现状态机，通过不断地移位和变换状态来控制模拟信号和数字信号之间的转换。
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。
移位寄存器的应用说课教案
移位寄存器的应用---流水灯的设计(课题C 序号4)教学实践74194的12—15脚分别接AX26模块任意4个输入脚。
学生工作页移位寄存器的应用班级：姓名：【任务目标】1、掌握移位寄存器的原理及应用并且能用移位寄存器设计简单电路并画处设计电路图并通过实验验证,并能够利用各种资源学习。
2、学会使用万用表、示波器等测试工具。
在作中学，在学中做。
3、培养实事求是，团队合作，团队协作的素质【任务准备】1、知识准备：比较典型的移位寄存器芯片有74ls194。
在时钟脉冲的作用下，低位寄存器的数码送给高位寄存器，作为高位寄存器的次态输出.在时钟脉冲的作用下，高位寄存器的数码送给低位寄存器，作为低位寄存器的次态输出；移位寄存器：除具寄存器的功能外，所存储的数码在时钟脉冲的作用下还可以移位。
根据移位方向分：可分为左移寄存器和右移寄存器。
左移寄存器：在时钟脉冲的作用下，低位寄存器的数码送给高位寄存器，作为高位寄存器的次态输出。
右移寄存器：在时钟脉冲的作用下，高位寄存器的数码送给低位寄存器，作为低位寄存器的次态输出。
2、材料设备准备：电工电子综合实验台，数字万用表，示波器等74LS194芯片，74LS00芯片。
【实施过程】接线要求：74LS00,14脚74LS194的16脚接实验台直流+5V，74LS00,7脚74LS194的8脚接地。
74LS001A脚接1KHz方波信号，1B接+5V，1Y输出的信号送给74LS194的11脚（1CP）。
注意事项：实验台原始方波信号作为74LS194的CP脉冲是不能工作的，要先送入与非门，经过变换后再作为74LS194的时钟信号。
任务二：四分频电路设计（必做）学生评价表移位寄存器的应用完成人姓名：说明：得分M=M1×0.3＋M2×0.3＋M3×0.4。
移位寄存器及其应用
移位寄存器及其应用H i n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。
环行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Q 和右移串行输入端S 相连接，设初始状态QoQxQ^lOOO,则在 时钟脉冲作用下QoQQQs 将依次边为0100f0010f0001f 1000~ ,如图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电路可以由各个输入端输出在时间上有先后顺序的脉 冲，因此也可以作为顺序脉冲发生器。
co c 〔 co 03、UU401 94SR/ 、CP表10-2环形计数器10-2CP Qo Qi Q 2 Qs 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 2 0 0 1 0 30 0 1如果将输出Q 。
与左移串行输出端5相连接，既可达左移循环移位。
实现数据.并行转换器串行/并行转换器串行/并行转换器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CC401949 (74LS194)四位双向移位句寄存器组成的七位 串 行 / 并 行 数 据 转 换 电 路。
999999、•…二CP999? • • •d6... 000102 0§ SR CC40194< 1 )S 11 do 勺叩平］門-B 04 05 06 07/ SR CC40194S1 CIC图10-3 七位串行/并行数据转器电路中S。
端接高电平1, 5受Q控制，二片寄存器连接成串行输入右移工作模式。
Q?是转换结束标志。
当21时，&为0,使之成为S x So=Ol的串入右移工作方式，当Q=0时，Sx=l,有SxS0=10,则串行送数结束，标志着串行输入的数据已经换成并行输出了。
串行/并行转换的具体过程如下：转换前，G端加低电平，使h 2两片寄存器的内容清0,此时SxSo=lb寄存器执行并入工作方式。
移位寄存器及其应用
实验八移位寄存器及其应用一、实验目的1．掌握4位双向移位寄存器74LS194的逻辑功能及使用方法。
2．熟悉移位寄存器的应用——构成环形计数器和串行累加器。
二、预习要求1．复习寄存器及累加运算的有关内容。
2．了解74LS194的逻辑功能、移位寄存器构成环形计数器和串行累加器的方法。
三、实验原理1．移位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。
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。
本实验选用的是4位双向移位寄存器,型号为74LS194（TTL器件）或CC40194 （CMOS器件），两者功能完全相同，可以互换使用。
74LS194的最高时钟脉冲为36MHZ，其逻辑符号及引脚排列如图8-1 所示：图8-1 74LS194的逻辑符号及引脚排列其中：D0～D1为并行输入端；Q0～Q3为并行输出端；S R――右移串行输入端；S L－－左移串行输入端；S1、S0――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。
74LS194模式控制及状态输出如表8.1所示：表8.1 LS194模式控制及状态输出表2、移位寄存器的应用移位寄存器的应用范围很广，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串行累加器的线路及其原理。
（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8-2所示。
把输出端Q0和右移串行输入端S R相连，设初态为Q3Q2Q1Q0=1000，则在CP作用下，模式设为右移，输出状态依次为：1000 →0100 →0010 →0001图8-2所示电路是一个有四个有效状态的计数器，这种类型计数器通常称为环形计数器。
同时输出端输出脉冲在时间上有先后顺序，因此也可以作为顺序脉冲发生器。
移位寄存器指令的工作原理
移位寄存器指令的工作原理移位寄存器是一种数字电路，用于按位对二进制数进行移位操作。
它主要由触发器和选择线组成，常见的移位寄存器有移位左移寄存器和移位右移寄存器。
移位寄存器的工作原理如下：1. 移位寄存器的输入端接收要移位的数据，输出端则输出移位后的数据。
它的触发器通常为D触发器或JK触发器。
2. 移位寄存器有一个时钟输入端，读写操作一般在时钟的上升沿或下降沿触发。
当时钟触发时，移位寄存器开始工作。
3. 在移位寄存器中，一个数据位能够移入或移出寄存器。
当发生左移时，最左边的位（也就是最高位）移出寄存器，而右边的位则将向左移动一个位置，最右边的位则填充0或暂存。
当发生右移时，最右边的位移出寄存器，而左边的位向右移动一个位置，最左边的位则填充0或暂存。
4. 移位寄存器通过选择线对触发器进行控制，实现移位操作。
根据选择线的不同激活方式，移位寄存器可以实现向左移位、向右移位、循环移位、串行输入输出和并行输入输出等功能。
选择线的激活方式是通过对其输入线的电平控制来实现的。
5. 移位寄存器还可以与其他逻辑门、触发器和计数器等电路组合使用，形成更复杂的数字电路，如移位寄存器与加法器结合可以实现移位加法器。
移位寄存器的应用非常广泛，主要包括以下几个方面：1. 数据传输：移位寄存器可用于串行输入和输出，将并行数据转换为串行数据或将串行数据转换为并行数据。
这在通信系统和计算机中都有应用。
2. 数据存储：移位寄存器可以用来存储数据，并按照指令进行位移操作或者填充和清空操作。
如在计算机内存中，可以使用移位寄存器进行数据存储和读取。
3. 数据处理：移位寄存器可以用于逻辑运算、算术运算、码位转换等数据处理操作，比如在位运算和数值处理中，可以利用移位寄存器进行数据的移位、补码转换等。
4. 时钟同步：移位寄存器和时钟信号结合使用，可以实现时序的控制和同步功能。
比如在数字锁中，可以用移位寄存器实现密码序列和输入密码的同步。
总结来说，移位寄存器是一种能够对二进制数进行移位操作的数字电路。
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课程指导方案
（首页）
学年 学期
课次 8 课 时 4 班级
周次 日期
上课 地点 PLC实训室（Ⅱ） 教学
实施
资讯 示范 小组 讨论 计划或
项目实施
实验 实习 实训
√ √ √ √
学习情境名称 提高篇
任务二 移位寄存器指令的应用
能力
目标
掌握移位寄存器指令的编程技巧。
知识
目标
理解移位寄存器指令的工作原理。
教学
资源
多媒体课件，THSMS-B型可编程实训装置
教学
方法
讲授、演示
考核
与
评价
根据学生参与情况以及实训报告的质量进行考核与评价
作 业 （1）用M作为移位寄存器，编写液体混合装置PLC程序。 （2）用移位寄存器指令编写滑块直线运动PLC程序。 教研室主任意见：
签字：
日期：
提高篇
任务二 移位寄存器指令的应用
一、训练地点：
PLC实训室二
二、训练目标
1、理解移位寄存器指令的工作原理。
2、掌握移位寄存器指令的编程技巧。
三、要点讲解
在顺序控制或步进控制过程中，应用该指令编程很方便。当使能位（EN）为1时，将
DATA数值移入移位寄存器。S_BIT指定移位寄存器的最低位。N指定移位寄存器的长度和移
位方向（移位加 = N，移位减 = -N），N≤64（无论正负）。
注意：EN端要用EU或ED控制，以精确控制数据的传输。此外，还可以用计数器实现步
进控制。
例子：
讲解：用Q作为移位寄存器，编写液体混合装置PLC程序，让学生输入监控看现象、分析。
四、上机练习
1、用M作为移位寄存器，编写液体混合装置PLC程序。
2、用移位寄存器指令编写滑块直线运动PLC程序。
编程要求：滑块最初停止在S1处，点动SB1滑块按下图路径运行为一个周期，点动SB2，
滑块在完成本周期后停止在S1处。滑块除在S1处不停留外，在S3停2秒，在S5停1秒，
在S7停5秒。每个箭头代表一步。
S1 S3 S5 S7