数字电路_实验6:时序逻辑实验--移位寄存器功能测试及应用

曾巧文 发布于:2012-5-11 0:14 分类:数字电路 标签: 实验 数字电路

1.实验目的与要求

通过实验,掌握移位寄存器74198的功能和其应用。

2.实验设备

l  硬件:PC                           一台

         数字电路实验教学平台             一台

l  软件:Quartus II 6.0集成开发环境

3.实验内容

    (1) 利用74198实现串/并和并/串数据并通过LED灯显示结果;

(2) 利用74198实现序列检测器;

(3) 利用74198实现移位计数器;

4.实验预习要求

仔细阅读课本第三章第四节的移位寄存器,了解移位寄存器的一般结构,看懂74198的真表,弄懂74198的使用方法。

5.实验原理

    (1) 输入数据为串行而输出数据为并行,称为串/并转换,反之则称为并/串转换。实现串/并、并/串转换的参考逻辑图如图1所示。在第一个CLK脉冲到来时将01111111置入QA~QG中,同时将串行输入数据data的最低位移入到D触发器。并行置数后,QH=1S1S0=01,使74198改为右移方式,在接下来的第2~8CLK脉冲到来时处于移位状态。在第8CLK脉冲作用后,data的前面7位已经移入74198QA~QG中,data的第8位移入到D触发器中,原来置入74198 QA中的0移到QH8位串行数据已经变换为并行数据,此时,S1S0=1174198又回到置数方式,在下一个CLK脉冲以来时再一次置数,开始新一轮串/并变换。参考逻辑图中并行输出信号QA~QG接到LED灯观察结果,data为串行输入数据。为了便于观察结果,74198CLK脉冲信号建议接1s以上(利用74161或者8count将系统时钟24.576MHz分频)的时间信号,串行输入数据data建议采用其中一路拨码开关。

1

(2) 序列检测器是一种能够从输入信号中检测特定输入序列的逻辑电路。下图是74198构成的“ 011序列检测器。当SLSI依次输入011时,ledout7输入1,否则ledout70,因此当ledout7为了是表示电路检测到“011序列。参考逻辑图如图2所示。参考图274198CLK脉冲信号建议接1s以上(利用74161或者8count将系统时钟24.576MHz分频)的时间信号,或者直接采用按键信号,串行输入数据data建议采用其中一路拨码开关。

2

(3) 74198可以构成计数器称为移位型计数器,下图3是八进制扭环形计数器的参考逻辑图。S1S0=01,当QD输出取反后反馈到首级数据输入端SRSI,就构成了8进制计数器。QA~QD接到LED灯上,观察结果。为便于观察,CLK脉冲输入端建议接到1s以上的时间信号上。

3

在数字电路实验教学平台各个LED管对应的FPGA控制管脚表1所示:

LED0

LED1

LED2

LED3

LED4

LED5

LED6

LED7

234

233

1

2

222

221

180

179

1

   拨码开关对应的FPGA控制管脚表2所示:

SW1

SW2

SW3

SW4

SW5

SW6

SW7

SW8

77

75

73

67

65

63

61

58

2

按键、蜂鸣器和时钟引脚对应的FPGA控制管脚表3所示:

KEY1

KEY2

KEY3

KEY4

KEY5

KEY6

BUZZ

CLK

49

53

55

57

59

60

214

153

3

 

 

6.实验步骤

(1) 启动Quartus II 6.0,利用建立工程向导建立一个工程文件。

    (2) 选择File->New->Block Diagram/Schematic,建立一个原理图输入文件。

    (3) 双击原理图空白处,输入所要添加的器件(74198dffnot),然后设置引脚的输入、输出值,编译通过后对引脚进行IO分配,并把没用到的引脚设置为三态输入(Assignments->Device->Device&Pin Options->Unused Pins->As input tri-stated)

     (4) 把编译成功的文件下载到核心板上,观察结果。

     (5) 填写实验报告(可以在背面填写或者另添纸填写)。

基础实验

1.      给出74198实现串/并和并/串数据并通过LED灯显示结果的逻辑图并分析其原理。

原理:

 

 

2.      给出74198实现序列检测器的逻辑图并分析其原理。

 

 原理:

 

3.      给出74198实现移位计数器的逻辑图并分析其原理。

 

原理:

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