1、實驗四 移位控制實驗一、 實驗目的（1） 了解移位寄存器芯片(74LS299)的邏輯功能。（2） 掌握移位寄存器數據的載入、左移、右移的方法。（3） 掌握移位寄存器工作模式的設置，觀察在不同工作模式下移位寄存器的邏輯功能。二、 實驗原理移位操作時算術邏輯運算部件ALU眾多操作中的一種，74LS181算數邏輯運算芯片不帶位移功能，需要在其他芯片的配合下才能實現移位操作。實驗臺選用74LS299作為移位部件，與74LS181組成具有移位功能的算術邏輯運算部件(ALU UNIT)。移位操作有很重要的邏輯意義，對一個數據左移一個二進制位就相當于進行了一次乘2操作(Si+1=Si2)，左移和算數加結合可

2、實現算數乘操作；右移一個二進制位就相當于進行了一次除2操作(Si+1=Si2)，右移和算數減的結合可實現算數除操作。1. 芯片74LS299的邏輯功能4LS299是一種數據寬度為8為的多功能移位寄存器芯片，片內含有8為寄存器D7D0，與普通寄存器芯片不同之處是D7D0與I/O6I/O0除了一一對應輸出外還可有左右移位輸出。左移時D0對應I/O1、D1對應I/O2以此類推；右移時D7對應I/O6、D6對應I/O5也以此類推。對于輸出、左右移位輸出功能的選擇，由S1、S0的功能控制端決定。芯片封裝在具有20引腳的封裝殼中，封裝型式見圖2-5。圖 2-574LS29974LS299芯片的主要引腳有：

3、（1）IO7IO0：數據輸入/輸出端，芯片的輸入/輸出共用一個引腳，不同于74LS181輸入、輸出端引腳是分開的。（2）S0、S1：功能控制端，控制左移、右移等邏輯功能。（3）OE1、OE2：輸出使能端，低電平時，IO7-IO0處于輸入狀態，高電平時，IO7-IO0處于輸入狀態。（4）CP：時鐘輸入端，數據的輸入、位移需要在時鐘脈沖的同步控制下動作。（5）M:清零端，低電平有效，清零位移寄存器。（6）Q7：高位左移輸出，左移時接受D7的信號。（7）Q0：低位右移輸出，右移時接受D0的信號。（8）SL：高位左移輸入端，左移時向D0送入信號。（9）SR：低位右移輸入端，右移時向D7送入信號。74L

4、S299芯片的邏輯功能見表2-5，如表中所示，當S1 S0=01，M=1、CP信號上升沿時，實現左移輸出。表2-5 74LS299芯片邏輯功能表2. 位移實驗邏輯電路位移實驗邏輯電路由一片74LS299芯片、CY標志觸發器和邏輯門構成，具有不帶CY的循環右移、帶CY的循環右移、具有不帶CY的循環左移、帶CY的循環左移4條循環位移環路，電路邏輯如圖2-6所示。電路中CY標志寄存器的功能不再是實驗二、實驗三中74LS 181算術邏輯運算的進位/借位標志，而是循環移位電路的一部分。帶CY的循環移位是8個數據位和1個CY位構成的循環移位；不帶CY的循環移位僅僅是8個數據位構成的循環移位。不同循環移位形

5、式的圖示說明表見表2-6。移位實驗電路用M、S1、S0、T4脈沖共5個控制信號實現直接數據輸出、不帶CY的循環右移輸出、帶CY的循環右移輸出、不帶CY的循環左移輸出、帶CY的循環左移輸出、從總線（BUS)裝入數據等邏輯操作。每次操作完成上述6種功能的1種，不同操作的組合可實現不同的移位結果，電路的邏輯控制狀態見表2-7。三、 實驗過程1. 連線（1）連接實驗一（輸入、輸出實驗）的全部連線。（2）按實驗邏輯原理圖連接、S1、S0、M4根電平控制信號線。（3）連接時鐘單元（CLOCK UNIT)與微程序控制單元（MAIN CONTROL UNIT)的T4。2. 數據載入操作過程（1）把有關手動控制

6、開關全部撥到高電位，即處于無效狀態，把時鐘單元的時鐘信號方式開關設在“STEP”狀態。（2）撥動一下C()L()R()開關，既實現“1-0-1”，產生一個清除脈沖，清除可能存在的CY標志顯示。（3）把輸入數據開關上撥一個實驗數據，如“00000001”，即16進制的01H。（4）把I()O()-()R()控制開關撥下，實驗數據送到總線。（5）查表2-5，載入M、S1、S0為111，按一下時鐘單元的“START”按鈕，發一個T4信號，把實驗數據送入299芯片。（6）把輸入數據開關上的實驗數據撥亂，I()O()-()R()控制開關撥上，斷開總線與輸入數據開關的聯系，這時總線上的數據應為“11111

7、111”。（7）查表2-5，直接輸出數據M、S1、S0為100，把 信號撥成0,229內部數據送總線，這時總線上的數據應為初始實驗數據“00000001”。3. 數據左移操作過程（1）按表2-5把S1、S0撥成0、1，其他不動，按一下時鐘單元的“START”按鈕，發一個T4信號，數據左移一位輸出到總線，顯示為“00000010”。（2）第2次按“START”按鈕顯示為“00000100”。（3）按第8次“START”按鈕時，總線上的數據顯示為“00000000”，CY標志位顯示“1”。（4）按第9次“START”按鈕時，總線上的數據回到初始狀態“00000001”，CY標志位顯示“0”，完成了

8、所謂的帶進位循環左移一周的操作。4. 其他移位操作（1）在上面的 基礎上把M撥成0，其他不動，按“START”按鈕，發T4信號，這是CY操作位不參加移位，實現所謂的不帶“CY”標志循左移。（2）按表2-5把M、S1、S0撥成1、1、0，可完成帶“CY”標志循環右移的操作。（3）按表2-5把M、S1、S0撥成0、1、0，可完成不帶“CY”標志循環右移的操作。（4）把 控制開關撥動一下，實現“1-0-1”，產生一個脈沖，移位后的數據將送到數據輸出部件L7-L0顯示。四、 結果與總結（1）變換不同的數據反復進行帶CY標志的循環右移、無CY標志的循環右移、帶CY標志的循環左移、無CY標志的循環左移操作

9、，觀察實驗數據變化，將實驗結果記錄在表2-8中。（2）實驗臺的移位邏輯電路只有循環移位通道沒有不循環移位通道，思考怎么樣在現有的設備上進行不循環左、右移位操作（提示：用清零CY標志的方法斷開循環通道）。（3）不循環的左移和算數加操作的結合是實現算數乘操作的基礎，思考將一個變量乘以常數5或常數6（既計算A5或A6）的操作步驟.（4）結合上面的問題，總結解決問題的方法和過程，把觀察到的現象和對課本上的原理的理解寫入實驗報告。表2-8 實驗四結果記錄按“START”鍵發T4脈沖次數4種位移方式的位移結果帶CY標志循環左移不帶CY標志循環左移帶CY標志循環右移不帶CY標志循環右移初始值0011001111100111000110001111000010110011011001111000011000111100021100110010011111000001100011110031001100000111111000000110001111040011000101111110000000010000111150110001111111