雙向移位寄存器

1、、課程設(shè)計(jì)的目的與要求1設(shè)計(jì)目的熟悉 MAXPLUS2/Quartus II 軟件，掌握軟件的 VHDL 程序輸入、程序編譯和程序 仿真操作；學(xué)習(xí)利用 VHDL 語言設(shè)計(jì)雙向移位寄存器電路程序。2設(shè)計(jì)要求 根據(jù)設(shè)計(jì)正文提出的雙向移位寄存器功能設(shè)置，實(shí)現(xiàn)電路設(shè)計(jì)。、設(shè)計(jì)正文雙向移位寄存器有三種輸入方式： 4 位并行輸入、 1 位左移串行輸入、 1 位右移串 行輸入；雙向移位寄存器有一種輸出方式： 4 位并行輸出。雙向移位寄存器工作過程如下：當(dāng) 1 位數(shù)據(jù)從左移串行輸入端輸入時(shí)，首先進(jìn)入內(nèi)部寄存器最高位，并在并行輸 出口最高位輸出，后由同步時(shí)鐘的上跳沿觸發(fā)向左移位。當(dāng) 1 位數(shù)據(jù)從右移串行輸入端輸

2、入時(shí)，首先進(jìn)入內(nèi)部寄存器最低位，并在并行輸 出口的最低位輸出，后由同步時(shí)鐘的上跳沿觸發(fā)向右移位。雙向移位寄存器的輸入、輸出端口如下：CLR ：異步清零輸入端；SRSI :串行右移輸入端；SLS I ：串行左移輸入端；A 、 B、C、D: 4 位并行輸入端；QA、QB、QC、QD: 4 位并行輸出端；SO, S1:兩位控制碼輸入端。雙向移位寄存器的端口功能如下:當(dāng)CLR = 0時(shí)，4位輸出端清0;當(dāng)CLK = 0時(shí)，4位輸出端保持原來狀態(tài)不變；當(dāng)S= 00時(shí)，4位輸出端保持原來的狀態(tài)不變；當(dāng)S= 01時(shí)，允許串行右移輸入 1位數(shù)據(jù)；當(dāng)S= 10時(shí)，允許串行左移輸入 1位數(shù)據(jù)；當(dāng)S= 11時(shí)，允許

3、4位數(shù)據(jù)從并行端口輸入。VHDL源程序：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;包含庫和程序包entity double_dir_regt is定義實(shí)體為 double_dir_regtport ( s: in std_logic_vector(1 downto 0);clr,clk,srsi,slsi,a,b,c,d:in std_logic;result: out std_logic_vector(3 downto 0); 設(shè)置端口參數(shù)輸入控制信號(hào) s, 時(shí)鐘 clk, 并行輸入 ab

4、cd, end double_dir_regt; 輸出 result ARCHITECTURE rtl of double_dir_regt issignal result1: std_logic_vector(3 downto 0); 設(shè)置信號(hào) result1 使 result 能作 為 輸入使用 beginresult<=result1;process (clk,clr) 敏感信號(hào)為時(shí)鐘和清零信號(hào) beginif (clr='0')then result1<="0000"elsif (clk'event and clk='1&

5、#39;)thencase s iswhen "00"=> 控制信號(hào)為 00 時(shí)實(shí)現(xiàn)保持功能 result1(0)<=result1(0);result1(1)<=result1(1); result1(2)<=result1(2);result1(3)<=result1(3);when"01"=> 控制信號(hào)為 01 時(shí)實(shí)現(xiàn)右移功能 result1(3)<=srsi;result1(2)<=result1(3); result1(1)<=result1(2); result1(0)<=resul

6、t1(1);whe n"10"=>控制信號(hào)為10時(shí)實(shí)現(xiàn)左移功能whe n"11"=>result1(0)<=slsi;result1(1)<=result1(0);result1(2)<=result1(1);result1(3)<=result1(2);控制信號(hào)為11時(shí)實(shí)現(xiàn)并行輸入功能result1(0)<=a;result1(1)<=b;result1(2)<=c;result1(3)<=d;end case;程序結(jié)束end if;end process;end rtl;三、課程設(shè)計(jì)總結(jié)Ma

7、stei lire BarPornler:232n$Intend:jK28n$SlaitEnd”LQ機(jī)叫i 血30血4D. 0 m50.0 m60.0 as10.0 ks80 0 r.s1II1111lO.i1 nsdk dr dsi srsia bc A田 rssultR RnRLTLTLn10 010 0-1 111 10 0 110 0I;0111oooo fDOO JllOOpllO 畑 1 ；：J0l t HOC X oiiol 0011 i 1001 i 110D J： Olio J OOll 1001 J1100 J 0110圖表1雙向移位寄存器右移仿真波形圖由上圖1看出當(dāng)sOs

8、仁01時(shí)，寄存器執(zhí)行右移功能，并可看出srsi=1100110011001100.輸出結(jié)果result依次由初始狀態(tài) 0000，逐漸右移左端輸入端口輸入 srsi=1100110011001100, 此時(shí)result依次會(huì)出現(xiàn)1000:移入1; 1100:移入兩個(gè)1; 0110:移入兩個(gè)1 一個(gè)0;再有以后出現(xiàn)的結(jié)果 能。0011,1001,1100,0110,0011,1001,1100此結(jié)果符合真值表要求的右移功M已成訓(xùn)Time10.6 n?*¥ PoHer：45.53 rteIriteivat |37.83 ns5臥：EMJ ps10 0 bsEQ.g ns30. he40.0

9、 ns：50 0 de60 0 de10. Q nsTill畑豈.0.6 cisnrdkn r"L r L r L TT r L nHr1 10 01 10 0 1 1 0 0 1 1slsi1 1 1ETsilr1 1國MIDa!>beLZiH result:oooo Xioorx ooii xonTHioTl iwnrooTTTTnniM- Ciooi 3510711000；圖表2雙向移位寄存器左移仿真波形圖由上圖2看出當(dāng)s0s1=10時(shí)，寄存器執(zhí)行左移功能，并可看出slsi=1100110011001100，輸出結(jié)果result依次由初始狀態(tài) 0000，逐漸右移左端輸入端

10、口輸入slsi=1100110011001100，此時(shí)result依次會(huì)出現(xiàn)0001 :移入1； 0011 :移入兩個(gè)1 ； 0110：移入兩個(gè)1 一個(gè)0;再有 以后出現(xiàn)的結(jié)果 1100,1001, 0011,0110, 1100,1001, 0011.此結(jié)果符合真值表要求的左移 功能。M aster Tim占 Bar:0 p$< 卜Pointis匚0Interval:0 ps圖表3雙向移位寄存器并行輸入仿真波形圖如圖3中控制信號(hào)s0s1=11,寄存器執(zhí)行四位并行輸入功能，輸入端為圖中a,b,c,d=0110,當(dāng)時(shí)鐘脈沖到來后，寄存器輸出端result輸出結(jié)果應(yīng)為并行輸入數(shù)據(jù)abcd=0110，根據(jù)仿真波形圖可知，輸出結(jié)果result先出現(xiàn)0000的初始結(jié)果，經(jīng)過一段時(shí)間的延遲，輸出result=0110，為并行輸入數(shù)據(jù)，