实验六寄存器功能测试及应用

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1、数字电子技术实验报告实验名称：寄存器功能测试及应用一、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、实验设备及器件：1、SAC-DM32数字电路实验箱1个2、74LS74双D触发器2片3、74LS04六方向器1片4、74LS194四位双向通用移位寄存器1片三、实验原理：(选取部分)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

2、变左、右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，可相互使用，其引脚排列及功能表如图6-1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；CR为直接无条件清零端；CP为时钟脉冲输入端。74LS194有5种不同操作模式：即并行送数寄存，右移（方向Q0→

3、Q3，左移（方向由Q3→Q0），保持及清零。S1、S0和CR端的控制作用如表6-1.表6-1功能输入输出CPCR’S1S0SRSLD0、D1D2D3Q0Q1Q2Q3清除×0××××××××0000送数↑111××abcdabcd右移↑101DSR×××××DSRQ0Q1Q2左移↑110×DSL××××Q1Q2Q3DSL保持↑100××××××Q0nQ1nQ2nQ3n保持↓1××××××××Q0nQ1nQ2nQ3n一、实验内容与步骤1、利用两块74LS74（两个D触发器）构成一个单向俺的移位寄存器。图6-5（1）参照

4、图6-5搭接电路，观察并记录结果于表6-5。表6-5CP↑RD’SD’D1Q1Q2Q3Q4001×00001111100021111100311111104111111151100000611000007110000081100000（2）在D1端串行输入二进制数0001后，将D1和D4相连，构成右移循环计数器，在CP脉冲作用下，观察右移循环功能，将实验结果记录表6-6中。表6-6CP↑D1RD’SD’Q1Q2Q3Q40×010000111110002011010030110010401100015D1连D4111

5、0006110100711001081100011、测试四位双向移位寄存器的逻辑功能按图6-6连线，CR’、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出插口。CP端接单次脉冲源。按表6-7所规定的输入状态，逐项进行测试。图6-6四位双向移位寄存器的逻辑功能测试电路在本实验中利用函数发生器来取代脉冲，利用探针是否亮来观察脉冲。另外，还需要示波器。示波器使用虚拟示波器。最终结果与实践操作有明显的不同。主要原因是因为脉冲的时间不易获得，并且不规范的操

6、作导致了本实验未进行规范仿真。（1）清除：令CR'=0，其它输入均为任意态，这时寄存器输出应均为0.清除后，置CR'=1.（2）送数：令，送入任意4位二进制，如D0D1D2D3=0011，加CP脉冲，观察CP=0、CP=由01、CP由10三种情况下寄存器输出状态的变化，观察寄存器输出状态是否发生在CP脉冲的上升沿。（3）右移：清零后，令CR'=1,S1=0,S0=1,由右移输入端SR送入二进制码如0100，由CP端连续加4个脉冲，观察输出情况，记录之。（4）左移：先清零或预置，再令CR'=1,S1=1,S0=0，由

7、左移输入端SL送入二进制码如1111，连续加四个CP脉冲，观察输出端情况，记录之。（5）保持：寄存器预置任意4位二进制如D0D1D2D3=0011，令CR'=1,S1=S0=0，加CP脉冲，观察寄存器输出状态，记录之。表6-7环形计数器的应用清除模式时钟串行输入输出功能总结CR'S1S0CPSLSRD0D1D2D3Q0Q1Q2Q30×××××××××0000清零111↑××00110011保持101↑×0××××0000右移101↑×1××××1000右移101↑×0××××0100右移101↑×0××××0010

8、右移110↑1×××××0001左移110↑1×××××0011左移110↑1×××××0111左移110↑1×××××1111左移100↑××××××0000保持1、环形计数器自拟实验电路用并行送数法预置寄存器为某二进制码（如0100，然后进行右移循环，观察寄存器输出端状态的变化，记录表6-8中。表6-8CPQ0Q1Q2Q30010010010200013