邏輯設計實習報告

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　指導老師：顏嘉宏

　　　　　　目錄 成員介紹 關於四位元位移器原理 四位元位移器的訊號輸入／輸出 四位元位移器的應用 結論 參考資料來源

　　　　　成員介紹　　　　　　　 4992c103　 林信甫　　　　　　　 4992c050　　　 蔡佳宏　　　　　　　 4992c052　　　　　 謝易晉　　　　　　　 4992c081　 　　　林朝元　　　　　　　 4992c061　　　 　蔡瑋駿　　　　　　　 4992c106　　　 　　王富生　　　　　　　 4992c067　　　　　 廖偉閔　　　　　　　　　　

　　　位移器的原理介紹　　暫存器是用來暫時儲存資料以備用或移位。做資料移位時，就是移位暫存器。　　移位暫存器是由一群正反器串接而成，且時脈是同步控制的。如圖１是由D型正反器組成基本的四位元移位暫存器。      　　　　　圖 １： 基本四位元串入串出移位暫存器 

 　　

四位元位移器的訊號輸入／輸出　　　　一個 m 位元的暫存器可由 m 個 D 型正反器連接而成，用來儲存 m 個位元的資料 。移位暫存器是一種廣泛應用於數位電路設計中的特殊暫存器，本章將詳細介紹其中最常用的四種，分別是：1. 串入串出移位暫存器2. 串入並出移位暫存器3. 並入串出移位暫存器4. 並入並出移位暫存器

　　　　　　　　　　　　串入串出移位暫存器　　最基本的暫存器是串入 /串出，即是 SISO暫存器。它的每一級都能接收一個位元的資料。由於每一個位元的輸入輸出都有一定的秩序，因此最先輸入的位元，也必然最先輸出。　　利用D型正反器組成一個四位元的串列串出暫存器，電路如圖１所示。

圖１：

如圖１所示，此電路是由左到右的移位暫存器，而且是一次輸入一個Din，同時一次輸出一個Dout，是一個 SISO的系統。

圖２為四位元串入 / 串出 (SI/SO) 暫存器的波形圖：

圖２：

SISO 暫存器另一個用法是提供延遲作用用在暫存器的時鐘脈波都利用其正緣變化或高電壓的時候。

　　 74LS96 是一個常用的 SISO 暫存器。圖３是 7496 的內部結構、真值表及時序圖，其移位情形可從時序圖中看出。圖４為真值表。圖３　　　　　　　　　　　　　　圖４

　　　　　　　　　　　　　　串入並出移位暫存器　　串入並出 (SIPO)：如圖５所示為串列輸入並列輸出移位暫存器：每次只輸入一位元資料，但可由各正反器之輸出端，同時取得輸入的資料。　　　　圖５：

　　圖６為四位元串入 /並出 (SI/PO)暫存器的波形圖。　　　圖６：

　　 74LS164若用來做串入－並出，其內部結構、真值表請參照圖 ７。

圖７：

　　　　　　　　　　　　並入串出移位暫存器　　並入 /串出移位暫存器或PISO，在輸入端利用二對一多工器，來選擇輸入訊號的來源，輸入訊號可以同時輸入到各級正反器中，當下一個 clk訊號進入到系統時，輸出訊號就為前一個 clk訊號時所定義的並列輸入。　　圖 ８是用D型正反器組成的四位元串入 /並出暫存器。　　　　圖８：

　　如圖 ８所示，此並入 /串出移位暫存器是由四個D型正反器構成，每一個輸入端皆有一個二對一多工器，多工器的功能是選擇並列輸入的訊號，當S=1時，輸入訊號為A，也就是將並列輸入訊號定義為外部輸入訊號，當S=0時，輸入訊號為B，此時若 clk進入系統時，串列輸出訊號會在每個 clk進入系統時右移一個位元。

　　 74165常用來做並入 /串出的工作，其動作原理請參照圖９之內部結構、真值表。

圖９：

　　　　　　　　　　　　並入並出移位暫存器　　　　PIPO暫存器的用法是將連續式的資料轉換成平行式的資料。例如，一個 8位元資料可以輸入一個 8位元暫存器，且我們在同時間加以抽樣，即能得到一個 8位元的輸出。　　並入 /並出移位暫存器或 SIPO，其功能與動作原理皆與並入 /串出暫存器相同，只需要在每個正反器的輸出端拉出一支接腳即可做並列資料的取用，圖 １０是用D型正反器組成的四位元並入 /並出暫存器。　　

　圖１０：

　　圖 １１為四位元並入 /並出 (PI/PO)暫存器的波形分析圖。

圖１１：

　　 SN7495， 74195， 74295， 74395都是並入 /並出暫存器。如圖１２

圖１２：

四位元位移器的應用

移位暫存器計數器

The shift register as a time-delay device( 時間延遲 )

A shift register connected as a ring counter

結論•這次討論讓我們對於四位元位移器有更佳的了解，對於每個位元的輸入輸出還有暫存器的功能應用有不同的吸收。

參考來源 https://www.google.com.tw/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=4&ved=0CEIQFjAD&url=http%3A%2F%2Fmoodle.ncnu.edu.tw%2Fmod%2Fresource%2Fview.php%3Fid%3D199953&ei=JmfNUOzSMo_JmQXOnIHgCQ&usg=AFQjCNFLeZyU7izM1Jgn7qMHhmioETPZnA&sig2=XSClEjDJYXLLHfYXWzjA0Q&bvm=bv.1355325884,d.dGY&cad=rja

http://content.saihs.edu.tw/chapter_htm/chapter7/7c/c_03.htm#002

web.nuu.edu.tw/~stgue/CA/Ch10.ppt