桶形移位器66501

1、桶式移位器桶式移位器是一種組合邏輯電路，通常作為微處理器CPU的一部分。它具有n個(gè)數(shù)據(jù)輸入和n個(gè)數(shù)據(jù)輸出，以及指定如何移動(dòng)數(shù)據(jù)的控制輸入，指定移位方向、移位類(lèi)型（循環(huán)、算術(shù)還是邏輯移位）及移動(dòng)的位數(shù)等等。設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單16位桶式移位器，只能向左循環(huán)移位，所以控制輸入僅需指明移動(dòng)的位數(shù)。系統(tǒng)框圖為例如，已知16個(gè)數(shù)據(jù)輸入及左移位數(shù)S=0101（5位）則16個(gè)數(shù)據(jù)輸出分別為設(shè)計(jì)思路：從上面的例子可以看出，對(duì)單個(gè)輸出DOUT[15]來(lái)

2、說(shuō)，當(dāng)輸入S=0000（左移0位）時(shí)，DOUT[15]=DIN[15]；若S=0001（左移1位），則DOUT[15]=DIN[14]；以此類(lèi)推?？梢钥闯觯敵鯠OUT[15]的值在16個(gè)輸入中選擇一個(gè)，具體選哪一個(gè)由輸入S決定?？梢允褂靡粋€(gè)十六選一的多路復(fù)用器，以完成該功能。有下面的電路框圖：同樣，對(duì)輸出DOUT[14]，也可以使用一個(gè)十六選一的多路復(fù)用器實(shí)現(xiàn)。只是當(dāng)輸入S=0000（左移0位）時(shí)，DOUT[14]=DIN[14]；若

3、S=0001，則DOUT[14]=DIN[13]；以此類(lèi)推，而S=1111，則DOUT[14]=DIN[15]。所以在輸入的具體連接時(shí)，要保證上述功能實(shí)現(xiàn)，DIN的連接順序略有變化。同理可知，每一位輸出要使用一個(gè)十六選一的多路復(fù)用器，整個(gè)電路需要16個(gè)。整個(gè)電路框圖位：由上圖也可以看出，循環(huán)左移位是通過(guò)不同多路復(fù)用器的輸入端的連接實(shí)現(xiàn)，每個(gè)十六選一的多路復(fù)用器，其十六個(gè)輸入根據(jù)移位的方向設(shè)置。問(wèn)題：1、假設(shè)要實(shí)現(xiàn)的功能變?yōu)檠h(huán)右移位，電

4、路應(yīng)如何變化？2、若將循環(huán)左移位變?yōu)檫壿嬜笠莆唬衷撊绾巫兓?、如果有一個(gè)控制端M，控制是循環(huán)左移還是右移，電路中又該增加什么？具體電路設(shè)計(jì)：利用MSI器件實(shí)現(xiàn)電路。對(duì)每個(gè)十六選一的多路復(fù)用器，可以用2片74X151實(shí)現(xiàn)。擴(kuò)展方法類(lèi)似圖566。四位選擇端中的低三位S[2..0]連至C、B、A，最高位S[3]作為片選，為0時(shí)選上面的芯片，為1時(shí)選下面的。因?yàn)?4X151的使能端EN低電平有效，所以連接時(shí)S[3]直接接上面芯片的EN端，取

5、非后接下面芯片。對(duì)一位輸出，具體電路圖為：可簡(jiǎn)化畫(huà)為：總的實(shí)現(xiàn)電路圖為討論1）所需芯片：74X15116′2=32片；74X00（與非門(mén)）164=4片；74X04（非門(mén)）16片；（每片上有6個(gè)門(mén)）前面的設(shè)計(jì)方案，每一位輸出可以根據(jù)輸入S，選擇一次移位0～15位。其實(shí)，移位可以分幾步移，比如S=0101，則可以先移1位，再移4位，表示在電路上，就是串聯(lián)結(jié)構(gòu)。移位位數(shù)：S=(S3S2S1S0)2=(8′S34′S22′S11′S0)10，其

6、中SI有0和1兩種取值，若SI=0，不移位，SI=1，移位124或8，具體數(shù)由I的值決定?？梢赃x擇74X157實(shí)現(xiàn)，兩輸入多路復(fù)用器。具體電路如下：其中，中間信號(hào)X、Y、Z為由S0、S1、S2決定的移位結(jié)果。比如S=1101，則輸入DIN左移位1位送入X，X左移位0位送入Y，Y左移位4位送入Z，Z左移位8位送入DOUT從輸入到輸出一共移位148=13位。同樣地，如果將移位位數(shù)S表示為：S=(S3S2S1S0)2=(8′S34′S22′S