集成寄存器及其应用

实验9集成寄存器及其应用一.实验目的1.加深理解基本数码寄存器和移位寄存器的功能和特点。2．掌握常用集成寄存器的应用及组成其它时序电路的设计方法。3.进一步熟悉常用电子仪器的使用方法。实验仪器：双踪示波器，交流毫伏表，函数发生器，直流稳压电源，万用表，数字电子电路实验平台。实验元器件：74LS175、74LS194、74LS47、74LS00、发光二极管若干、拨动开关、限流电阻200Ω等

。二.实验仪器及器材三.预习要求1.复习有关数码寄存器、移位寄存器的内容。2.完成本实验的设计任务，并画出实验电路图，列好测试功能表格。3.查阅出本实验所用集成器件的资料。1.4位集成数码寄存器74LS175功能测试

74LS175集成电路管脚如图1所示，给该芯片施加正确的电源后，进行下列测试。（1）清零功能测试。令RD端子接地，任意改变输入D3~D0的数据值，时钟CP施加一任意脉冲信号，测试寄存器输出Q3~Q0的状态，并记录。四.基本实验图141235671516CPD0D1D2GNDQ3Q2Q1Vcc74LS175891011121413RD3DQ0Q0Q1Q2Q3（2）置数功能测试。令RD端子接高电平（+5V），D3~D0接入数据“1111”，CP时钟接入一单脉冲或频率非常低的TTL信号（0.1~0.5Hz），观察CP脉冲上升沿到来后，寄存器输出Q3~Q0的状态变化，并记录；若将D3~D0改接为“1010”，再次观察CP脉冲上升沿来到后，寄存器输出Q3~Q0的状态变化。（3）数码寄存功能测试。令RD端子接高电平(+5V），D3~D0接入数据“0101”，CP端输入一时钟信号将输入数据“0101”置入到寄存器的输出端Q3~Q0上，此时将CP端的时钟信号撤掉，即令CP接低电平或高电平，此时任意改变输入数据的值，观察寄存器输出Q3~Q0状态的变化，并记录。2．4位集成双向移位寄存器74LS194功能测试根据图2所示连接电路，进行以下各功能测试。图2（1）清零功能。令RD=0，任意改变CP信号、S1和S0信号、DSL和DSR及D3~D0数据，测量寄存器输出Q3~Q0的状态，记录结果。（2）数据的并行输入/并行输出。首先将寄存器清零，然后令RD、S1、S0均接“1”，输入数据D3~D0输入任意一个四位二进制数，例如0101，CP输入一个单脉冲或频率很低的TTL信号(0.1~0.5Hz），观察寄存器输出Q3~Q0的状态（该状态可以通过发光二极管指示），并记录结果。（3）数据的串行输入/串行输出。首先将寄存器清零，然后令RD=1，S1S0=01，使DSR=1，连续发4个时钟脉冲，观察寄存器输出Q0、Q1、Q2、Q3的变化，并记录；再将寄存器清零，然后令RD=1，S1S0=10，使DSL=1，再连续发4个时钟脉冲，再次观察寄存器输出Q0、Q1、Q2、Q3的变化，并记录。（4）数据的保持。先给寄存器置入一个四位二进制数，例如1100，令RD=1，S1S0=00，然后连续发CP时钟脉冲，观察寄存器输出状态变化情况，并记录。3.移位寄存器74LS194构成环形计数器利用74LS194构成的环形计数器电路如图3所示。首先令，S1S0=11，CP输入单脉冲信号，使移位寄存器置数；然后使S1S0=01，CP依次输入单次脉冲或频率较低的TTL方波脉冲（0.1~0.5Hz），观察寄存器输出状态的循环过程，并记录。将CP脉冲改成10kHz的TTL方波信号，用示波器观察并记录CP、Q0~Q3的波形。图34.移位寄存器74LS194构成的扭环形计数器

74LS194构成的扭环形计数器电路如图4所示。首先令RD=0，使寄存器清零；然后使RD=1，CP依次输入单次脉冲或频率较低的TTL方波脉冲（0.1~0.5Hz），观察寄存器输出状态的循环过程，并记录。将CP脉冲改成10kHz的TTL方波信号，用示波器观察并记录CP、Q0~Q3的波形。图4

设计一彩灯控制器，要求8只彩灯（可以使用LED代替）7暗1亮，且这盏亮的灯按一定节拍循环移动（假设节拍时间为1s），另外要求这盏亮的灯右向循环移动10s后，然后左向循环移动10s。试用74LS194、集成计数器、集成门电路设计实现上述功能的电路，要求写出设计过程，画出电路图，并进行实验验证。五.提高实验内容六.创新实验内容

现代生活中需要变化更复杂、图案更多彩的彩灯控制方案，请你根据实际情况，设计一款控制8盏灯的控制器，要求有更多种的控制花样。请自拟设计方案，并画出设计电路，自拟实验方案。七.实验报告要求（1）整理实验数据，总结各集成寄存器逻辑功能。（2）画出74LS194构成的环形计数器和扭环形计数器的状态转换图。（3）记录环形计数器和扭环形计数器的输出波形。（4）简述实验过程中出现的问题及解决方法。

八.思考题试用D触发器和门电路设计一个可以实现串/并行寄存数码的4位右移寄存器，画出设计电路图。2.图5是74LS194构成的具有自启动功能的环形计数器，画出该计数器的有效状态，并检查该计数器的自启动功能。图53．画出图6所示计数器的状态转换图，设计数器的初始状态为零，分析与非门在计数器中的作用。图64.由移位寄存器、全加器及D触发器构成加法运算电路如图