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個數(shù)據(jù)輸入和n個數(shù)據(jù)輸出，以及指定如何移動數(shù)據(jù)的控制輸入，指定移位方向、移位類型（循環(huán)、算術(shù)還是邏輯移位）及移動的位數(shù)等等。設(shè)計任務(wù)：設(shè)計一個簡單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的位數(shù)。系統(tǒng)框圖為例如，已知16個數(shù)據(jù)輸入及左移位數(shù)S=0101（5位）則16個數(shù)據(jù)輸出分別為設(shè)計思路：從上面的例子可以看出，對單個輸出DOUT[15]來

2、說，當輸入S=0000（左移0位）時，DOUT[15]=DIN[15]；若S=0001（左移1位），則DOUT[15]=DIN[14]；以此類推?？梢钥闯觯敵鯠OUT[15]的值在16個輸入中選擇一個，具體選哪一個由輸入S決定。可以使用一個十六選一的多路復用器，以完成該功能。有下面的電路框圖：同樣，對輸出DOUT[14]，也可以使用一個十六選一的多路復用器實現(xiàn)。只是當輸入S=0000（左移0位）時，DOUT[14]=DIN[14]；若

3、S=0001，則DOUT[14]=DIN[13]；以此類推，而S=1111，則DOUT[14]=DIN[15]。所以在輸入的具體連接時，要保證上述功能實現(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十六選一的多路復用器，整個電路需要16個。整個電路框圖位：由上圖也可以看出，循環(huán)左移位是通過不同多路復用器的輸入端的連接實現(xiàn)，每個十六選一的多路復用器，其十六個輸入根據(jù)移位的方向設(shè)置。問題：1、假設(shè)要實現(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?，又該如何變化?、如果有一個控制端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：利用MSI器件實現(xiàn)電路。對每個十六選一的多路復用器，可以用2片74X151實現(xiàn)。擴展方法類似圖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時選上面的芯片，為1時選下面的。因為74X151的使能端EN低電平有效，所以連接時S[3]直接接上面芯片的EN端，取

5、非后接下面芯片。對一位輸出，具體電路圖為：可簡化畫為：總的實現(xiàn)電路圖為討論1）所需芯片：74X15116′2=32片；74X00（與非門）164=4片；74X04（非門）16片；（每片上有6個門）前面的設(shè)計方案，每一位輸出可以根據(jù)輸入S，選擇一次移位0～15位。其實，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實現(xiàn)，兩輸入多路復用器。具體電路如下：其中，中間信號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