实验原理：双向通用移位寄存器的环形计数器应用

1）移位寄存器

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依次左移或右移。既能左移又能右移的称为双向移位寄存器，只需要改变左、右移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4 种形式。

本实验选用的四位双向通用移位寄存器，型号为74LS194，其逻辑符号及引脚排列如图5.5.1所示。

图5.5.1　74LS194 的引脚功能及逻辑符号

其中，D0～D3为并行输入端；Q0～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；R′D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（方向由Q0→Q3）、左移（方向由Q3→Q0）、保持及清零。S1，S0和R′D端的控制作用见表5.5.1。

表5.5.1　74LS194 功能表(www.xing528.com)

2）环形计数器

如图5.5.2 所示，把移位寄存器的输出反馈到它的串行输入端，把输出端Q3和右移串行输入端SR相连接，设初始状态Q0Q1Q2Q3＝1 000，则在时钟脉冲作用下Q0Q1Q2Q3将依次变为0100→0010→0001→1000…，见表5.5.2，可见它是一个具有4 个有效状态的计数器，这种类型的计数器通常称为环行计数器。如图5.5.2 所示电路可以由各个输出端输出在时间上有先后顺序的脉冲，因此也可作为顺序脉冲发生器。

图5.5.2　环形计数器

表5.5.2　环形计数器状态表