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  • 目录摘要 .................................................................................................................................... 11 多功能双向移位寄存器 .....................................

    目录

    摘要 .................................................................................................................................................. 1

    1 多功能双向移位寄存器 ............................................................................................................... 2

    1.1 基本工作原理 .................................................................................................................... 2

    1.2 基本实现方案 .................................................................................................................... 2

    2 电路图设计................................................................................................................................... 4

    2.1 电路结构............................................................................................................................ 4

    2.2 真值表................................................................................................................................ 4

    3 Verilog描述8位双向移位寄存器 ............................................................................................... 6

    4 程序仿真....................................................................................................................................... 8

    5 总结 ............................................................................................................................................ 10

    参考文献......................................................................................................................................... 11

    双向移位寄存器 8位双向移位寄存器电路设计

    武汉理工大学《能力拓展训练》说明书

    摘要

    移位寄存器是基本的同步时序电路,基本的移位寄存器可以实现数据的串行/并行或并行/串行的转换、数值运算以及其他数据处理功能。[wwW.nIUBB.NET)在本设计中,使用硬件描述语言Verilog,在EDA工具QuartussII中,设计8位双向移位寄存器硬件电路,根据设计语言进行功能时序仿真,验证设计的正确性与可行性。

    关键字:Verilog QuartusII

    移位寄存器 1

    双向移位寄存器 8位双向移位寄存器电路设计

    武汉理工大学《能力拓展训练》说明书

    8位双向移位寄存器电路设计

    1 多功能双向移位寄存器

    1.1 基本工作原理

    移位寄存器是基本的同步时序电路,基本的移位寄存器可以实现数据的串行/并行或并行/串行的转换、数值运算以及其他数据处理功能。[wWw.niUbb.nEt)在本设计中定义移位寄存器中的数据从低位触发器移向高位为右移,移向低位为左移。

    为了扩展逻辑功能和增加使用的灵活性,某些双向移位寄存器集成电路产品又附加了并行输入、并行输出等功能。如图1所示是上述几种工作模式的简化示意图。

    双向移位寄存器 8位双向移位寄存器电路设计

    右移串行输入(DIR左移串行输出(DOL并行输入 03右移串行输出(DOR) DIL) 12并行输出

    图1 多功能移位寄存器工作模式简图

    1.2 基本实现方案

    图2所示是实现数据保持、右移、左移、并行置入和并行输出的一种电路方案。图中的D触发器FFm是N为移位寄存器中的第m位触发器,在其数据输入端插入了一个4选1数据选择器MUXm,用2位编码输入S1、S0控制MUXm,来选择触发器输入信号Dm的来源。当S1?S0?0时,选择该触发器本身输出的Qm,

    n?1n次态为Qm,使触发器保持状态不变;当S1?0,S0?1时,触发器FFm?1?Dm?Qm

    的输出Qm?1被选中,故CP脉冲上升沿到来时,FFm存入FFm?1此前的逻辑值,即n?1nn?1n而Qm从而实现右移功能;类似地,当S1?1,S0?0时,MUXmQm?Qm?1,+1?Qm,

    选择Qm?1,实现左移功能;而当S1?S0?1时,则选中并行输入数据DIm,其次

    n?1态Qm?DIm,从而完成并行数据的置入功能。上述四种操作概述于表1,此外,

    2

    双向移位寄存器 8位双向移位寄存器电路设计

    武汉理工大学《能力拓展训练》说明书

    在各触发器的输入端QN?1~Q0,可以得到N位并行数据的输出。(wwW.NiUBB.nEt)

    双向移位寄存器 8位双向移位寄存器电路设计

    图2 实现多功能双向移位寄存器的一种方案

    如表1所示,为图2多功能双向移位寄存器的功能表:

    表1 图2的功能表

    双向移位寄存器 8位双向移位寄存器电路设计

    3

    双向移位寄存器 8位双向移位寄存器电路设计

    2.2 真值表

    2.1 电路结构

    2 电路图设计

    存器,完整电路图如图3所示。[Www.nIubB.nET]

    武汉理工大学《能力拓展训练》说明书

    有效位对应的数据选择器和最高有效位对应的数据选择器。

    双向移位寄存器 8位双向移位寄存器电路设计

    图3 8位双向移位寄存器

    数据选择器编码端S1S0分别对应地接在一起,同时选择D触发器的信号数据来

    行输入。Dsr是右移串行数据输入端,Dsl是左移串行数据输入端,分别接最低

    此电路由8个4选1数据选择器、8个带异步清零的D触发器组成。所有的

    D触发器的同步,和并行输出数据的清零。另,每个D触发器的输出对应一位并

    源。D触发器时钟端CP接一起,清零端CR也同样接在一起,这样可以保证级联

    根据上一节的移位寄存器的一种基本实现方案,可以设计出8位双向移位寄

    分析电路图,可得此8位双向移位寄存器的真值表,如表2所示:

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    摘要

    ..................................................................................................................................................

    1

    1

    多功能双向移位寄存器

    .

    ..............................................................................................................

    2

    1.1

    基本工作原理

    .

    ...................................................................................................................

    2

    1.2

    基本实现方案

    .

    ...................................................................................................................

    2

    2

    电路图设计

    ...................................................................................................................................

    4

    2.1

    电路结构

    ............................................................................................................................

    4

    2.2

    真值表

    ................................................................................................................................

    4

    3 Verilog

    描述

    8

    位双向移位寄存器

    ...............................................................................................

    6

    4

    程序仿真

    .......................................................................................................................................

    8

    5

    总结

    ............................................................................................................................................

    1

    0

    参考文献

    .........................................................................................................................................

    1

    1

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  • 目录1多功能双向移位寄存器......................................................11.1基本工作原理.........................................................11.2基本实现方案...................................

    目录

    1

    多功能双向移位寄存器

    ......................................................

    1

    1.1

    基本工作原理

    .

    ........................................................

    1

    1.2

    基本实现方案

    ........................................................

    1

    2

    电路图设计

    ................................................................

    2

    2.1

    电路结构

    ............................................................

    2

    2.2

    真值表

    .

    ..............................................................

    3

    3

    移位寄存器的

    Verilog

    建模

    ..................................................

    3

    3.1Verilog

    建模基础

    .

    .....................................................

    3

    3.2 8

    位双向移位寄存器

    Verilog

    描述

    .

    ......................................

    5

    4

    程序仿真

    ..................................................................

    6

    5

    心得体会

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    8

    参考文献

    .

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    附录

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  • (5) 保持:寄存器予置任意4位二进制数码abcd,令=1,S1=S0=0,加CP脉冲,...1.实现数据的串、并行转换(1)串行输入、并行输出按图8-3-3-3接线,进行右移串入、并出实验,串入数码自定;改接线路用左移方式实现并...

    (5) 保持:寄存器予置任意4位二进制数码abcd,令=1,

    S1=S0=0,加CP脉冲,观察寄存器输出状态,记录之。

    2、环形计数器

    自拟实验线路用并行送数法予置寄存器为某二进制数码(如0100),然后进行右移循环,观察寄存器输出端状态的变化,记入表8-3-3-6中。

    1.实现数据的串、并行转换

    (1)串行输入、并行输出按图8-3-3-3接线,进行右移串入、并出实验,串入数码自定;改接线路用左移方式实现并行输出。自拟表格,记录之。

    (2)并行输入、串行输出

    按图8-3-3-4接线,进行右移并入、串出实验,并入数码自定。再改接线路用左移方式实现串行输出。自拟表格,记录之。

    表8-3-3-6 环形计数器功能测试表

    五、实验报告

    1、在对CC40194进行送数后,若要使输出端改成另外的数码,是否一定要使寄存器清零?

    2、使寄存器清零,除采用输入低电平外,可否采用右或左移的方法?可否使用并行送数法?若可行,如何进行操作?

    3、若进行循环左移,图8-3-3-4接线应如何改接?

    4、分析表8-3-3-4的实验结果,总结移位寄存器CC40194的逻辑功能并写入表格功能总结一栏中。

    5、分析串/ 并、并/ 串转换器所得结果的正确性。

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空空如也

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串行移位电路