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1、 .wd.实验四移位控制实验一、 实验目的（1） 了解移位存放器芯片(74LS299)的逻辑功能。（2） 掌握移位存放器数据的载入、左移、右移的方法。（3） 掌握移位存放器工作模式的设置，观察在不同工作模式下移位存放器的逻辑功能。二、 实验原理移位操作时算术逻辑运算部件ALU众多操作中的一种，74LS181算数逻辑运算芯片不带位移功能，需要在其他芯片的配合下才能实现移位操作。实验台选用74LS299作为移位部件，与74LS181组成具有移位功能的算术逻辑运算部件(ALU UNIT)。移位操作有很重要的逻辑意义，对一个数据左移一个二进制位就相当于进展了一次乘2操作(Si+1=Si2)，左移和算数
2、加结合可实现算数乘操作；右移一个二进制位就相当于进展了一次除2操作(Si+1=Si2)，右移和算数减的结合可实现算数除操作。1. 芯片74LS299的逻辑功能4LS299是一种数据宽度为8为的多功能移位存放器芯片，片内含有8为存放器D7D0，与普通存放器芯片不同之处是D7D0与I/O6I/O0除了一一对应输出外还可有左右移位输出。左移时D0对应I/O1、D1对应I/O2以此类推；右移时D7对应I/O6、D6对应I/O5也以此类推。对于输出、左右移位输出功能的选择，由S1、S0的功能控制端决定。芯片封装在具有20引脚的封装壳中，封装型式见图2-5。图 2-574LS29974LS299芯片的主要
3、引脚有：1IO7IO0：数据输入/输出端，芯片的输入/输出共用一个引脚，不同于74LS181输入、输出端引脚是分开的。2S0、S1：功能控制端，控制左移、右移等逻辑功能。3OE1、OE2：输出使能端，低电平时，IO7-IO0处于输入状态，高电平时，IO7-IO0处于输入状态。4CP：时钟输入端，数据的输入、位移需要在时钟脉冲的同步控制下动作。5M:清零端，低电平有效，清零位移存放器。6Q7：高位左移输出，左移时承受D7的信号。7Q0：低位右移输出，右移时承受D0的信号。8SL：高位左移输入端，左移时向D0送入信号。9SR：低位右移输入端，右移时向D7送入信号。74LS299芯片的逻辑功能见表2
4、-5，如表中所示，当S1 S0=01，M=1、CP信号上升沿时，实现左移输出。表2-5 74LS299芯片逻辑功能表2. 位移实验逻辑电路位移实验逻辑电路由一片74LS299芯片、CY标志触发器和逻辑门构成，具有不带CY的循环右移、带CY的循环右移、具有不带CY的循环左移、带CY的循环左移4条循环位移环路，电路逻辑如图2-6所示。电路中CY标志存放器的功能不再是实验二、实验三中74LS 181算术逻辑运算的进位/借位标志，而是循环移位电路的一局部。带CY的循环移位是8个数据位和1个CY位构成的循环移位；不带CY的循环移位仅仅是8个数据位构成的循环移位。不同循环移位形式的图示说明表见表2-6。移
5、位实验电路用M、S1、S0、T4脉冲共5个控制信号实现直接数据输出、不带CY的循环右移输出、带CY的循环右移输出、不带CY的循环左移输出、带CY的循环左移输出、从总线BUS)装入数据等逻辑操作。每次操作完成上述6种功能的1种，不同操作的组合可实现不同的移位结果，电路的逻辑控制状态见表2-7。三、 实验过程1. 连线1连接实验一输入、输出实验的全部连线。2按实验逻辑原理图连接、S1、S0、M4根电平控制信号线。3连接时钟单元CLOCK UNIT)与微程序控制单元MAIN CONTROL UNIT)的T4。2. 数据载入操作过程1把有关手动控制开关全部拨到高电位，即处于无效状态，把时钟单元的时钟信
6、号方式开关设在“STEP状态。2拨动一下C()L()R()开关，既实现“1-0-1，产生一个去除脉冲，去除可能存在的CY标志显示。3把输入数据开关上拨一个实验数据，如“00000001，即16进制的01H。4把I()O()-()R()控制开关拨下，实验数据送到总线。5查表2-5，载入M、S1、S0为111，按一下时钟单元的“START按钮，发一个T4信号，把实验数据送入299芯片。6把输入数据开关上的实验数据拨乱，I()O()-()R()控制开关拨上，断开总线与输入数据开关的联系，这时总线上的数据应为“11111111。7查表2-5，直接输出数据M、S1、S0为100，把 信号拨成0,229内
7、部数据送总线，这时总线上的数据应为初始实验数据“00000001。3. 数据左移操作过程1按表2-5把S1、S0拨成0、1，其他不动，按一下时钟单元的“START按钮，发一个T4信号，数据左移一位输出到总线，显示为“00000010。2第2次按“START按钮显示为“00000100。3按第8次“START按钮时，总线上的数据显示为“00000000，CY标志位显示“1。4按第9次“START按钮时，总线上的数据回到初始状态“00000001，CY标志位显示“0，完成了所谓的带进位循环左移一周的操作。4. 其他移位操作1在上面的 根基上把M拨成0，其他不动，按“START按钮，发T4信号，这是
8、CY操作位不参加移位，实现所谓的不带“CY标志循左移。2按表2-5把M、S1、S0拨成1、1、0，可完成带“CY标志循环右移的操作。3按表2-5把M、S1、S0拨成0、1、0，可完成不带“CY标志循环右移的操作。4把 控制开关拨动一下，实现“1-0-1，产生一个脉冲，移位后的数据将送到数据输出部件L7-L0显示。四、 结果与总结1变换不同的数据反复进展带CY标志的循环右移、无CY标志的循环右移、带CY标志的循环左移、无CY标志的循环左移操作，观察实验数据变化，将实验结果记录在表2-8中。2实验台的移位逻辑电路只有循环移位通道没有不循环移位通道，思考怎么样在现有的设备上进展不循环左、右移位操作提
9、示：用清零CY标志的方法断开循环通道。3不循环的左移和算数加操作的结合是实现算数乘操作的根基，思考将一个变量乘以常数5或常数6既计算A5或A6的操作步骤.4结合上面的问题，总结解决问题的方法和过程，把观察到的现象和对课本上的原理的理解写入实验报告。表2-8 实验四结果记录按“START键发T4脉冲次数4种位移方式的位移结果带CY标志循环左移不带CY标志循环左移带CY标志循环右移不带CY标志循环右移初始值00110011111001110001100011110000101100110110011110000110001111000211001100100111110000011000111100310011000001111110000001100011110400110001011111100000000100001111501100011111111001000000010000111611000110111110011100000011000011710001100111100110110000011100001800011001111001110011000011110000900110011110011110001100001111000
