实验实验十八十八 移位寄存器及其应用移位寄存器及其应用1 1、、实验目的实验目的1、掌握移位寄存器的结构及工作原理；2、掌握移位寄存器的应用2 2、、实验原理实验原理1.移位寄存器原理：移位寄存器是由多级无空翻触发器组成，其在统一的时钟脉冲控制下，每来一个时钟脉冲，原存于寄存器的信息就按照规定的方向（左或右）同步移动一位74194除了双向移位（左移、右移）功能外，还具有异步复位、同步保持和并行输入功能；其功能转换由工作方式控制S1、S0控制74194惯用符号及管脚图如下：表1为其功能表图1 74194惯用符号及管脚图 表1 74194功能表S S1 1S S0 0C Cp pD DIRIRD DILILD D0 0D D1 1D D2 2D D3 3Q Q0 0n+1n+1Q Q1 1n+n+1 1Q Q2 2n+n+1 1Q Q3 3n+n+1 10 0××××××××××××××××××0 00 00 00 0 1 1××××0 0××××××××××××Q Q0 0n nQ Q1 1n nQ Q2 2n nQ Q3 3n n1 10 00 0××××××××××××Q Q0 0n nQ Q1 1n nQ Q2 2n nQ Q3 3n n1 10 01 1D DIRIR××××××××××D DIRIRQ Q0 0n nQ Q1 1n nQ Q2 2n n1 11 10 0××D DILIL××××××××Q Q1 1n nQ Q2 2n nQ Q3 3n nD DILIL1 11 11 1××××D D0 0D D1 1D D2 2D D3 3D D0 0D D1 1D D2 2D D3 32.移位寄存器的应用：1、环形计数器：有74194构成的右移环形计数器电路如图4所示。
该电路可实现循环一个1或循环一个0两种技术方式，而当电路进入其他状态时，电路状态为无效状态；显然，该计数器不能自启动，为了实现自启动，可通过修改反馈逻辑达到2、扭环形计数器：扭环形计数器也称约翰逊计数器，其特点是计数有效状态N=2n，且相邻状态之间只有一位代码不同，因此扭环形计数器的输出所驱动的组合电路不会产生竞争—冒险显然该计数器不能自启动，为了实现自启动，可以通过修改反馈逻辑达到3 3、、实验仪器实验仪器1.示波器1台2.多功能电路实验箱1台四、实验内容、实验内容1.集成电路功能检验：根据功能表及集成电路管脚图，利用实验箱的逻辑电平输入Ki及逻辑电平显示Li，自拟实验步骤进行检验将74LS194各输入、输出端分别与开关、指示灯相连（1）置数功能①将清零端接一高电平，S1S0 接 11，并输入 1111，给一触发脉冲，观Rd察输出状态②同上输入另一数 1010，观察输出状态③改变输入的数值，重复以上实验实验结果：输出状态与置入的状态一致2）复位功能①将清零端接一高电平， S1S0 接 1 1，并置数 1111 Rd②将清零端接一低电平，看输出是否全零Rd③再置另一非零数，看是否输出仍为 0000实验结果：输出状态与置入的状态无关，都为 0000。
3）保持功能①先将输出端置任意非零状态②将异步清零端接一高电平，S1S0 接 00，输入任意四位二进制数RdD3D2D0D1,给一触发脉冲，看输出结果③同上输入另一四位二进制数如 D3D2D1D0 , 观察输出状态实验结果：输出状态与置入的状态一致4）右移功能①将异步清零端接一高电平，S1S0 接 0 1，DIR接 1，DIL接任意电平，Rd输入任意四位二进制数 D3D2D1D0 ，Q3Q2Q1Q0 前一状态为 0000，观察此时输出状态实验结果：输出状态为 0000 1000 1100 1110 1111 1111 ···满足右移功能⑸左移功能①将异步清零端接一高电平，S1S0 接 1 0，DIL接 1，DIR接任意电平，CR输入任意四位二进制数 D3D2D1D0，Q3Q2Q1Q00 前一状态为 0000，观察输出状态实验结果：输出状态为 0000 0001 0011 0111 1111 1111 ···满足左移功能2.右环移计数器：（1）按图4搭接电路，Cp由单脉冲输入，通过S1S0选择，先同步置入S1S0=11、Q3Q2Q1Q0=1000，后改为右移（S1S0=01）工作模式，观察右移循环一个“1”的环形计数器的工作情况，画出该有效循环的状态装换图。
1000 0001 0010 0100（2）在图4基础上，同步置入：Q3Q2Q1Q0=0111，在右移工作模式下，观察右移循环一个“0”环形计数器的工作情况，画出该有效循环的状态装换图0111 1110 1101 10113.右移扭环形计数器：（1）按图5搭接电路，Cp由单脉冲输入，通过S1S0选择，先同步置入S1S0=11、Q3Q2Q1Q0=0000，后改为右移（S1S0=01）工作模式，观察右移扭环形计数器的工作情况，画出该有效循环的状态装换图2）在图5的基础上，同步置入其他无效状态，求出各无效状态的循环状态转换图以下分别是0010、0100、0101、0110、1001、1010、1011、1101八个无效状态的循环状态转换图：（3）令反馈逻辑DIR=，求出自启动右移扭循环计数器的完整状321Q态转换图完整状态转换图如下所示：1011 0101 0010 1001 01001010 1101 0110（4）将Cp改为10kHz的TTL信号，用示波器观察Cp、Q0、Q1、Q2、Q3波形，从工作波形说明扭循环计数器相邻之间只有一个位发生变化的特点。