徐海四移位寄存器应用课件

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1、实验四实验四 移位寄存器及应用移位寄存器及应用(1)一、实验目的一、实验目的 了解移位寄存器的电路结构和工作原理；掌握中规模了解移位寄存器的电路结构和工作原理；掌握中规模集成电路双向移位寄存器集成电路双向移位寄存器74LS194的逻辑功能和使用方法。的逻辑功能和使用方法。二、实验内容二、实验内容 用用74LS194移位寄存器设计：八位彩灯双向移动控制电路移位寄存器设计：八位彩灯双向移动控制电路要求：（要求：（1）多位彩灯能从左）多位彩灯能从左右及从右右及从右左依次燃亮；左依次燃亮； （2）多位彩灯燃亮后能自动熄灭；）多位彩灯燃亮后能自动熄灭； （3）能自动转换移动方向。）能自动转换移动方向。

2、徐海四移位寄存器应用课件输入输入输出输出1 12 23 34 45 56 67 78 80 01 11 11 11 11 11 11 11 1 1 11 11 01 01 01 00 10 10 10 10 00 0 1 1 0 0 1 1 0 0 D0D0 D1D1 D2D2 D3D30 0 0 00 0 0 0Q Q0 00 0 Q Q1 10 0 Q Q2 20 0 Q Q3 30 0D0D0 D1D1 D2D2 D3D3Q Q1 1n n Q Q2 2n n Q Q3 3n n 1 1Q Q1 1n n Q Q2 2n n Q Q3 3n n 0 01 1 Q Q0 0n n Q Q1

3、 1n n Q Q2 2n n0 0 Q Q0 0n n Q Q1 1n n Q Q2 2n nQ Q0 00 0 Q Q1 10 0 Q Q2 20 0 Q Q3 30 0左移左移, ,右移右移, ,并入并入, ,保持保持44种功能，种功能，工作方式控制工作方式控制S S1 1、S S0 0。( (功能表功能表P146)P146)（1）74LS194功能功能徐海四移位寄存器应用课件（2）74LS194功能功能徐海四移位寄存器应用课件174LS194D DLD DRS1 S0S1 S074LS194D DLD DRS1 S0S1 S01D DD D& &CPCP001FF2FF11 00 1Q

4、0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3Q0 Q1 Q2 Q3（2）彩灯控制电路设计图）彩灯控制电路设计图 设计提示：将两片设计提示：将两片74LS194级联成八位输出；用级联成八位输出；用FF1触发器作清触发器作清0控控制，制，FF2触发器接成触发器接成T触发器触发器, 控制控制S1.S0工作方式的转换。工作方式的转换。S1/S0 = 01 右移右移S1/S0 = 10 左移左移徐海四移位寄存器应用课件(1)(1)(2)(2)FF1FF1FF2FF2CP1CP1CPCPD2D21.1.为使灯点亮：为使灯点亮：右移右移/左移输入左移输入数据端数据端 SR1=SL2=1

5、, SR2=QD1 , SL1=QA22.2.2 2. .逻辑分析仪内部：采样时钟逻辑分析仪内部：采样时钟=10Hz,=10Hz,3.3. 时间间隔时间间隔=4=4倍数倍数3. 3. 双向八位彩灯控制电路仿真双向八位彩灯控制电路仿真1.1.为使灯点亮：为使灯点亮：右移右移/左移输入左移输入数据端数据端 SR1=SL2=1 , SR2=QD1 , SL1=QA22.2.2 2. .逻辑分析仪内部：采样时钟逻辑分析仪内部：采样时钟=10Hz,=10Hz,3.3. 时间间隔时间间隔=4=4倍数倍数徐海四移位寄存器应用课件波形波形(1)(1)118 9 101918徐海四移位寄存器应用课件波形波形(2

6、)报告要求：报告要求：1.目的、设计要求目的、设计要求2.功能表、设计电路功能表、设计电路3.简述工作原理简述工作原理4.记录波形记录波形4. 回答问题：回答问题：输出波形（需包含输出波形（需包含19个个CP）。）。如如cp1到来使第一个灯亮，并说明到来使第一个灯亮，并说明CP8、CP9、CP10、CP11 时电路的工作状态。时电路的工作状态。徐海四移位寄存器应用课件移位寄存器及应用移位寄存器及应用(2) 4 4位串行加法电路位串行加法电路徐海四移位寄存器应用课件4 4位串行加法电路设计位串行加法电路设计194(1):194(1):被加数，低位串出。被加数，低位串出。194(2):194(2)

7、:加数，低位串出。加数，低位串出。194(3):194(3):最终和，高位串入。最终和，高位串入。:1:1位全加器，进行位全加器，进行1 1位加法。位加法。D:D:寄存本位进位，使之参与高寄存本位进位，使之参与高 位相加。位相加。徐海四移位寄存器应用课件被加数和被加数和加数设置加数设置如执行：如执行：67徐海四移位寄存器应用课件第第1 1拍拍: :置数置数置数置数=011 =011 0 0=011 =011 1 1 + + 0 0 0101=0000=0000徐海四移位寄存器应用课件=001 =001 1 1=001 =001 1 1 + + 0 0 1010=1 1000000第第2 2拍拍

8、: :右移右移右移右移=011 =011 0 0=011 =011 1 1 + + 0 0 0101=0000=0000第第1 1拍拍: :置数置数徐海四移位寄存器应用课件=001 =001 1 1=001 =001 1 1 + + 0 0 1010=1 1000000第第3 3拍拍: :右移右移右移右移=011 =011 0 0=011 =011 1 1 + + 0 0 0101=0000=0000第第1 1拍拍: :置数置数第第2 2拍拍: :右移右移=000 =000 1 1=000 =000 1 1 + + 1 1 1111=01010000低位进位经低位进位经D D锁锁存参与相加。存

9、参与相加。徐海四移位寄存器应用课件低位进位经低位进位经D D锁锁存参与相加。存参与相加。=001 =001 1 1=001 =001 1 1 + + 0 0 1010=1 1000000第第4 4拍拍: :右移右移右移右移=011 =011 0 0=011 =011 1 1 + + 0 0 0101=0000=0000第第1 1拍拍: :置数置数第第2 2拍拍: :右移右移=000 =000 1 1=000 =000 1 1 + + 1 1 1111=01010000第第3 3拍拍: :右移右移=000 =000 0 0=000 =000 0 0 + + 1 1 0101=1011010 0徐

10、海四移位寄存器应用课件=001 =001 1 1=001 =001 1 1 + + 0 0 1010=1 1000000第第5 5拍拍: :右移右移右移右移=011 =011 0 0=011 =011 1 1 + + 0 0 0101=0000=0000第第1 1拍拍: :置数置数第第2 2拍拍: :右移右移=000 =000 1 1=000 =000 1 1 + + 1 1 1111=01010000第第3 3拍拍: :右移右移=000 =000 0 0=000 =000 0 0 + + 1 1 0101=1011010 0第第4 4拍拍: :右移右移=000 =000 0 0=000 =0

11、00 0 0 + + 0 0 0000=110111015 5拍后完成运算拍后完成运算徐海四移位寄存器应用课件有关向高位的进位有关向高位的进位：如进行如进行13136 6运算：运算：11011101011001101 00111 0011第第5 5拍之后：最终和：拍之后：最终和：0011 0011 在在194(3)194(3)中；中； 向高位的进位可从向高位的进位可从D的的Q端（或端（或194(3)194(3) 的的SR端）取得。端）取得。向高位的进位向高位的进位徐海四移位寄存器应用课件可以用开关进行被加数和加数的设置。可以用开关进行被加数和加数的设置。徐海四移位寄存器应用课件第五次实验预习要

12、求第五次实验预习要求任务：集成计数器及其应用任务：集成计数器及其应用 设计设计2424进制、进制、6060进制计数电路进制计数电路 设计设计1212归归1 1计数设计计数设计选用器件选用器件:74LS290:74LS290（2-5-102-5-10计数器）计数器） 74LS161 74LS161（1616进制计数器）进制计数器） 门电路门电路徐海四移位寄存器应用课件2424进制参考电路进制参考电路 Q QD2D2Q QC2C2Q QB2B2Q QA2 A2 Q QD1D1Q QC1C1Q QB1B1Q QA1 A1 =0 0 1 0 0 1 0 0 =0 0 1 0 0 1 0 0徐海四移位寄

13、存器应用课件6060进制参考电路进制参考电路 Q QD2D2Q QC2C2Q QB2B2Q QA2 A2 Q QD1D1Q QC1C1Q QB1B1Q QA1 A1 =0 1 0 1 1 0 0 1 =0 1 0 1 1 0 0 11001100101010101徐海四移位寄存器应用课件讨论讨论60进制进制1001100101010101徐海四移位寄存器应用课件12归归1计数器设计计数器设计 要求：用要求：用2位十进制数位十进制数BCD码表示计数状态。码表示计数状态。 计数状态：计数状态：十位十位 个位个位0000 00010000 00100000 00110000 01000000 010

14、10000 01100000 01110000 10000000 10010001 00000001 00010001 0010十位十位 个位个位 0 0001 0 0010 0 0011 0 0100 0 0101 0 0110 0 0111 0 1000 0 1001 1 0000 1 0001 1 0010或者或者译码电路译码电路74LS48212归归1计数器计数器十进制十进制计数便计数便于译码于译码显示输显示输出。出。徐海四移位寄存器应用课件290：2510异步计数器异步计数器 异步清异步清0，异步置数。，异步置数。1、用、用74LS290实现实现12归归1 Q3 Q2 Q1 Q0CP

15、2 CP1 RO1RO2 SO1SO2二进制二进制五进制五进制组成十组成十进制进制也可组成十也可组成十进制进制 Q3 Q2 Q1 Q0CP2 CP1 RO1RO2 SO1SO2二进制二进制五进制五进制290290（1 1）290290（2 2）10CP入入CP1Q0二进制二进制CP2Q3 Q2 Q1五进制五进制CP1Q0二进制二进制当当Q Q2121Q Q1818Q Q1414Q Q1212Q Q11 11 =1 0011时时, (2)片清片清0 、(1)片保持不变，仍为片保持不变，仍为1, 结果使结果使 Q Q2121Q Q1818Q Q1414Q Q1212Q Q11 11 =0 0001

16、，实现，实现12归归1的计数。的计数。当当Q Q1818Q Q1414Q Q1212Q Q11 11 组由组由1001 0000时时,产生十位的计数脉冲产生十位的计数脉冲,Q Q2121由由0 01 1。由由Q Q2121和和Q Q1818Q Q1414Q Q1212Q Q11 11 组成十位和个位。上电后全为组成十位和个位。上电后全为0。1212归归1 1电路电路分析分析: :Q18 Q14 Q12 Q11个位个位组成个位组成个位组成十位组成十位&Q21十位十位徐海四移位寄存器应用课件74LS29074LS290实现实现1212归归1 1电路电路徐海四移位寄存器应用课件2、用、用74LS16

17、3实现实现12归归174LS163: 16进制计数器，同步清零，同步置数；进制计数器，同步清零，同步置数； ETEP1时计数。时计数。74LS161功能表功能表CP Cr LD ET EP Q3Q2Q1Q0 0 1 0 1 0 置数置数 1 1 1 1 计数计数 0 保持保持 QC=ET Q3 Q2 Q1 Q0徐海四移位寄存器应用课件2、用、用74LS163实现实现12归归1原理：原理： 由两片由两片74LS163分别组成个位和十位的同步计数电路。分别组成个位和十位的同步计数电路。Q Q1313Q Q1212Q Q1111Q Q1010Q Q2323Q Q2222Q Q2121Q Q2020个

18、个位位十位十位cp徐海四移位寄存器应用课件2、用、用74LS163实现实现12归归1原理：原理：11 0 0 1 个位个位ET1 1EP1 11进行十进制计数进行十进制计数(09)， 当计数到当计数到1001时时CRCR1 1=0， 同时使同时使ET2 2EP2 21 ，允许十位开始计数。，允许十位开始计数。&Q Q1313Q Q1212Q Q1111Q Q1010Q Q2323Q Q2222Q Q2121Q Q2020个个位位十十位位cp徐海四移位寄存器应用课件2、用、用74LS163实现实现12归归1原理：原理： 当第当第10个个CP到来后，个位清到来后，个位清0，十位计，十位计1。0 0

19、 0 00 0 0 11&Q Q1313Q Q1212Q Q1111Q Q1010Q Q2323Q Q2222Q Q2121Q Q2020个个位位十十位位cp徐海四移位寄存器应用课件2、用、用74LS163实现实现12归归1原理：原理：0 0 1 00 0 0 1 当第当第12个个CP到来后，即计数到到来后，即计数到1 0010时，使时，使 LD LD1 1LDLD2 20，准，准备置数。备置数。 十位置十位置0000，个位置，个位置0001。&0011&Q Q1313Q Q1212Q Q1111Q Q1010Q Q2323Q Q2222Q Q2121Q Q2020个位个位十位十位cp徐海四移

20、位寄存器应用课件2、用、用74LS163实现实现12归归1原理：原理： 当第当第13个个CP到来后完成置数，计数器归到来后完成置数，计数器归1 ，完成，完成12归归1计数。计数。0 0 0 10 0 0 0&0011&Q Q1313Q Q1212Q Q1111Q Q1010Q Q2323Q Q2222Q Q2121Q Q2020个个位位十位十位cp徐海四移位寄存器应用课件2、用、用74LS163实现实现12归归1原理：原理： 不用的输入端子不用的输入端子CRCR2 2接接1。10 0 0 10 0 0 0&0011&Q Q1313Q Q1212Q Q1111Q Q1010Q Q2323Q Q2

21、222Q Q2121Q Q2020个位个位十位十位cp徐海四移位寄存器应用课件2、用、用74LS163实现实现12归归1归纳归纳：个位个位74LS163有计数、清有计数、清0和置数三种工作方式；和置数三种工作方式； 十位十位74LS163有可控计数、置数两种工作方式。有可控计数、置数两种工作方式。十位十位74LS163的归的归0也可用清也可用清0实现。实现。1&0011&Q Q1313Q Q1212Q Q1111Q Q1010Q Q2323Q Q2222Q Q2121Q Q2020个位个位十位十位cp徐海四移位寄存器应用课件徐海四移位寄存器应用课件3、用、用74LS161实现实现12归归1选自

22、电子线路设计选自电子线路设计实验实验测试（谢自美）测试（谢自美）分析：分析：两片两片161161构成同步计数电路（构成同步计数电路（片高位、片高位、片低位），片低位）， 由使能端控制级联计数。由使能端控制级联计数。161161异步清零（异步清零（片有清零，片有清零，片无清零），片无清零）， 同步置数（同步置数（片置片置1 1，片置片置0 0） 。计数到计数到0 10010 1001后，后，片可以计数，再来片可以计数，再来CPCP，十位加，十位加1 1， 个位变为个位变为10101010后立即清后立即清0 0。总计数值为。总计数值为1 00001 0000。计数到计数到1 00101 0010(12(12个脉冲个脉冲) )后，后，LD1LD1LD2LD20 0，第，第1313个脉冲来后，个脉冲来后， 片置片置0 0，片置片置1 1。总计数值为。总计数值为0 00010 0001。Q Q2020Q Q1313Q Q1212Q Q1111Q Q1010徐海四移位寄存器应用课件预习要求：预习要求：1 1、设计电路，叙述工作原理。、设计电路，叙述工作原理。2 2、根据发放的计数集成芯片，、根据发放的计数集成芯片， 课下进行电路插接和调试。课下进行电路插接和调试。徐海四移位寄存器应用课件