目錄

摘要 .................................................................................................................................................. 1

1 多功能雙向移位寄存器 ............................................................................................................... 2

1.1 基本工作原理 .................................................................................................................... 2

1.2 基本實現(xiàn)方案 .................................................................................................................... 2

2 電路圖設(shè)計................................................................................................................................... 4

2.1 電路結(jié)構(gòu)............................................................................................................................ 4

2.2 真值表................................................................................................................................ 4

3 Verilog描述8位雙向移位寄存器 ............................................................................................... 6

4 程序仿真....................................................................................................................................... 8

5 總結(jié) ............................................................................................................................................ 10

參考文獻(xiàn)......................................................................................................................................... 11

雙向移位寄存器 8位雙向移位寄存器電路設(shè)計

武漢理工大學(xué)《能力拓展訓(xùn)練》說明書

摘要

移位寄存器是基本的同步時序電路，基本的移位寄存器可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的串行/并行或并行/串行的轉(zhuǎn)換、數(shù)值運(yùn)算以及其他數(shù)據(jù)處理功能。[wwW.nIUBB.NET)在本設(shè)計中，使用硬件描述語言Verilog，在EDA工具QuartussII中，設(shè)計8位雙向移位寄存器硬件電路，根據(jù)設(shè)計語言進(jìn)行功能時序仿真，驗證設(shè)計的正確性與可行性。

關(guān)鍵字：Verilog QuartusII

移位寄存器 1

雙向移位寄存器 8位雙向移位寄存器電路設(shè)計

武漢理工大學(xué)《能力拓展訓(xùn)練》說明書

8位雙向移位寄存器電路設(shè)計

1 多功能雙向移位寄存器

1.1 基本工作原理

移位寄存器是基本的同步時序電路，基本的移位寄存器可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的串行/并行或并行/串行的轉(zhuǎn)換、數(shù)值運(yùn)算以及其他數(shù)據(jù)處理功能。[wWw.niUbb.nEt)在本設(shè)計中定義移位寄存器中的數(shù)據(jù)從低位觸發(fā)器移向高位為右移，移向低位為左移。

為了擴(kuò)展邏輯功能和增加使用的靈活性，某些雙向移位寄存器集成電路產(chǎn)品又附加了并行輸入、并行輸出等功能。如圖1所示是上述幾種工作模式的簡化示意圖。

雙向移位寄存器 8位雙向移位寄存器電路設(shè)計

右移串行輸入(DIR左移串行輸出(DOL并行輸入 03右移串行輸出(DOR) DIL) 12并行輸出

圖1 多功能移位寄存器工作模式簡圖

1.2 基本實現(xiàn)方案

圖2所示是實現(xiàn)數(shù)據(jù)保持、右移、左移、并行置入和并行輸出的一種電路方案。圖中的D觸發(fā)器FFm是N為移位寄存器中的第m位觸發(fā)器，在其數(shù)據(jù)輸入端插入了一個4選1數(shù)據(jù)選擇器MUXm，用2位編碼輸入S1、S0控制MUXm，來選擇觸發(fā)器輸入信號Dm的來源。當(dāng)S1?S0?0時，選擇該觸發(fā)器本身輸出的Qm，

n?1n次態(tài)為Qm，使觸發(fā)器保持狀態(tài)不變；當(dāng)S1?0,S0?1時，觸發(fā)器FFm?1?Dm?Qm

的輸出Qm?1被選中，故CP脈沖上升沿到來時，FFm存入FFm?1此前的邏輯值，即n?1nn?1n而Qm從而實現(xiàn)右移功能；類似地，當(dāng)S1?1,S0?0時，MUXmQm?Qm?1，+1?Qm，

選擇Qm?1，實現(xiàn)左移功能；而當(dāng)S1?S0?1時，則選中并行輸入數(shù)據(jù)DIm，其次

n?1態(tài)Qm?DIm，從而完成并行數(shù)據(jù)的置入功能。上述四種操作概述于表1，此外，

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雙向移位寄存器 8位雙向移位寄存器電路設(shè)計

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在各觸發(fā)器的輸入端QN?1~Q0，可以得到N位并行數(shù)據(jù)的輸出。(wwW.NiUBB.nEt)

雙向移位寄存器 8位雙向移位寄存器電路設(shè)計

圖2 實現(xiàn)多功能雙向移位寄存器的一種方案

如表1所示，為圖2多功能雙向移位寄存器的功能表：

表1 圖2的功能表

雙向移位寄存器 8位雙向移位寄存器電路設(shè)計

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雙向移位寄存器 8位雙向移位寄存器電路設(shè)計

2.2 真值表

2.1 電路結(jié)構(gòu)

2 電路圖設(shè)計

存器，完整電路圖如圖3所示。[Www.nIubB.nET］

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有效位對應(yīng)的數(shù)據(jù)選擇器和最高有效位對應(yīng)的數(shù)據(jù)選擇器。

雙向移位寄存器 8位雙向移位寄存器電路設(shè)計

圖3 8位雙向移位寄存器

數(shù)據(jù)選擇器編碼端S1S0分別對應(yīng)地接在一起，同時選擇D觸發(fā)器的信號數(shù)據(jù)來

行輸入。Dsr是右移串行數(shù)據(jù)輸入端，Dsl是左移串行數(shù)據(jù)輸入端，分別接最低

此電路由8個4選1數(shù)據(jù)選擇器、8個帶異步清零的D觸發(fā)器組成。所有的

D觸發(fā)器的同步，和并行輸出數(shù)據(jù)的清零。另，每個D觸發(fā)器的輸出對應(yīng)一位并

源。D觸發(fā)器時鐘端CP接一起，清零端CR也同樣接在一起，這樣可以保證級聯(lián)

根據(jù)上一節(jié)的移位寄存器的一種基本實現(xiàn)方案，可以設(shè)計出8位雙向移位寄

分析電路圖，可得此8位雙向移位寄存器的真值表，如表2所示：

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總結(jié)

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