移位寄存器逻辑功能的研究

研究移位寄存器的逻辑功能。

实验仿真元件及其对应名称见表4-5-1。

表4-5-1　实验仿真元件及其对应名称

触发器具有时序逻辑的特征，可以组成各种时序逻辑电路。寄存器用来暂时存放参与运算的数据和运算的结果，一个触发器只能寄存一位二进制数。要存储多位数据时，就要用多个触发器。寄存器常分为数码寄存器和移位寄存器，其区别在于有无移位功能。移位寄存器不仅有存放数码的功能，而且有移位的功能。所谓移位，就是指寄存器的数码可以在移位脉冲的控制下，依次进行移位。

双击快捷键“ISIS 7 Professional”，打开Proteus仿真应用程序，编辑界面如图4-5-1所示。

图4-5-1　编辑界面

（1）元件拾取。单击“Component Mode”（拾取元器件），再单击“Pick from Libraries”（从元件库中拾取）。进入元件选择窗口“Pick Devices”（元件拾取）对话框，如图4-5-2所示。

图4-5-2　元件拾取对话框

在对话框“Keywords”栏中输入74LS74（D触发器），在“Results”（查找结果）中选出需要的元件，双击该元件，便可把该元件添加到编辑界面的对象选择器中。

用上述方法，依次把元件清单中的元件添加到编辑界面的对象选择器中。图形编辑窗口如图4-5-3所示。

图4-5-3　图形编辑窗口

（2）放置元件。鼠标左键单击对象选择窗口中的74LS74元件，将鼠标移动到图形编辑窗口，再次单击鼠标左键，此时鼠标左键会变成所选元件形状，选择元件放置的位置，再次点击鼠标左键，放置元件。

（3）移动元件。在编辑区的元件上单击鼠标左键选中元件（为红色），鼠标放到该元件上按住鼠标左键不放，拖动鼠标到合适位置松开鼠标左键即可改变元件位置。

（4）删除元件。在编辑区的元件上单击鼠标左键选中元件（为红色），鼠标放到该元件上继续单击鼠标右键，即可弹出快捷操作键，单击删除元件。

图4-5-4　添加脉冲信号

（5）添加脉冲信号。如图4-5-4所示，单击工具箱中的“Generator Mode”（激励源），从对象选择器中选择“DCLOCK”（数字脉冲）并单击。如图4-5-5所示，在编辑窗口选择合适位置再次单击，即放置好了数字脉冲。

图4-5-5　时钟信号放置到编辑界面上

（6）配置数字脉冲的参数。在编辑窗口中双击数字脉冲，打开数字脉冲的属性界面，如图4-5-6所示。

图4-5-6　配置数字脉冲的参数

在“Generator Name”（激励源名称）中可改变数字脉冲的称号。在“Frequency”（频率）中可改变数字脉冲的频率，单位为Hz。这里频率选为1Hz，可以观察到移位寄存器是如何移位的。如果频率值选得太大，就看不到移位寄存器的移位效果。

（7）连线。将鼠标移动到元件接线端，鼠标会变成绿色的小笔。用鼠标左键单击编辑区元件（该元件不能在选中的状态下，即不为红色）的一个端点，移动鼠标，此时在笔端和接线端会有一条线相连，拖动到要连接的另一个元件的端点，再次单击即完成一根连线。要删除一根连线，右键双击连线即可。完成的仿真电路如图4-5-7所示。

图4-5-7　完成的仿真电路

单击编辑界面左下角的仿真运行按钮开始仿真，仿真运行结果如图4-5-8所示。单击“LOGICPROBE”（逻辑探针），观察“LOGICSTATE”（逻辑状态显示器）的逻辑电平。单击停止按钮停止仿真。

图4-5-8　仿真结果