集成移位寄存器应NNLM.ppt

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1、实验七集成移位寄存器应用集成移位寄存器应用实验实验目的实验原理实验参考电路实验预习要求实验内容及步骤实验设备与器材实验思考题实验报告要求实验要求和目的(1)了解集成移位寄存器的控制功能。(2)掌握集成移位寄存器的应用。实验原理移位寄存器的功能是：当时钟控制脉冲有效时，寄存器中存储的数码同时顺序向高位（左移）或向低位（右移）移动一位。所以，移位寄存器的各触发器状态必须同时变化，为同步时序电路。移位寄存器数据可以按序逐位从最低位或最高位串行输入寄存器，也可以通过置数端并行输入寄存器。所以移位寄存器的数据输入、输出方式有：并行输入/并行输出、并行输入/串行输

2、出、串行输入/并行输出、串行输入/串行输出。移位寄存器主要应用于实现数据传输方式的转换（串行到并行或并行到串行）、脉冲分配、序列信号产生以及时序电路的周期性循环控制（计数器）。四位移位寄存器74LS194的逻辑功能如表4-5-1所示。在方式信号S1，S0控制下，74LS194可以实现左移（串行数据从DSL输入）、右移（串行数据从DSH输入）、置数（并行数据从D3～D0输入）及保持（输出不变）功能。表4-5-1四位移位寄存器74194功能表输入输出功能CRS1S0SLSRCPABCDQAQBQCQD0φφφφφφ0000异步复位111φφ↑ABCDABC

3、D同步置数101φDi↑φDiQAQBQC右移110Diφ↑φQBQCQDDi左移100φφ↑φQAQBQCQD保持图4-5-1为简易乒乓球游戏机电路。输入R，L为球拍击球信号，高电平有效，输出Q3－Q0接四个发光二极管指示乒乓球的运动轨迹。游戏规则：R或L输入一个正脉冲发球，发光二极管指示球向对方移动，到达对方顶端位置时，对方必须及时接球，使球返回，否则就会失球。输入的移位脉冲频率越高，球的移动轨迹越快，接球难度越大。实验参考电路乒乓球游戏机电路原理如图4-5-1所示。移存型计数器如图4-5-2所示。实验预习要求（1）分析图4-5-1中两个或非门组成

4、什么功能的逻辑电路？说明整个电路的工作原理。（2）如果希望球的运动轨迹用八个发光二极管指示，怎样改进电路？（3）分析图4-5-2电路的状态转换关系、任一输出信号的序列和自启动能力。（4）用两片74LS194设计一个串行数据传输电路，发送方将并行输入的四位二进制数据转换成串行数据输出，接收方将串行输入的数据转换成并行数据输出，信号传输位序任意选择。画出电原理图。（5）用741LS94设计一个四位环形计数器，移位方向任意，可预置初值“0001”，画出电原理图。（6）用74LS194设计一个四位扭环形计数器，移位方向任意，具有复位控制功能，画出电原理图。.实

5、验内容与步骤（1）乒乓球游戏电路实验①连接图4-5-1电路或非门部分，R，L端接逻辑开关，Q，Q()端接发光二极管。测试并记录电路的逻辑功能。②连接4-5-1电路移位寄存器部分，观察游戏效果。注意：发球或接球动作是给予R或L一个正脉冲，即逻辑开关置“1”后必须复“0”，动作必须准确，置“1”的时间过短发不出球或接不住球；置“1”的时间过长，指示球轨迹的发光二极管可能不是一个而是多个，影响游戏效果。（2）移存型计数器连接4-5-2电路。电路复位后输入1Hz时钟，观察电路输出状态是否与理论分析相同。时钟脉冲改为10kHz，用示波器记录Q3和Q2的输出信号波

6、形。（3）串行信号传输连接串行信号传输电路。发送方和移位接收方的寄存器分放在两组实验装置上。发送方的四位并行数据输入由逻辑开关控制，设置值任意。接收方的四位并行输出接发光二极管。移位脉冲CP由发送方装置的逻辑脉冲按钮提供，观察数据的串行传输过程。（4）74LS194构成的四位环形计数器①连接电路，输出接发光二极管，时钟接1Hz脉冲，预置控制端接逻辑开关。②先预置初值“0001”，然后设置移位工作方式，观察实验效果，记录状态转换图。③时钟脉冲频率改为1kHz，用示波器分别观察四个输出信号的周期及相位关系，画出波形图。（5）四位扭环形计数器连接电路，输出接

7、发光二极管，时钟接1Hz脉冲，观察实验效果，记录状态转换图。实验设备与器材（1）数字逻辑实验箱1台（2）集成四-2输入或非门74LS021片（3）集成四异或门74LS861片（4）集成四位移位寄存器74LS1942片实验思考题（1）图4-5-1电路的缺陷是：如果球未到达对方顶端位置，对方击球，球也会返回。思考能否增加一个发球输入信号改进电路，弥补此缺陷。（2）如何修改图4-5-2电路使之具有自启动能力？实验报告要求（1）完成预习内容要求设计的电原理图。（2）实验结果处理。（3）写出图4-5-2电路的输出序列？（4）回答思考题。