5.4.3移位寄存器及其应用
移位寄存器可以用来实现数据的串/并转换，也可以构成移位型计数器进行计数、分频，还可以构成序列信号发生器、序列信号检测器等。现在以74LS194为例来说明移位寄存器的功能及应用。
例如：用74LS194构成反馈移位型序列信号发生器。 1．原理
74LS194是4位通用移位寄存器，具有左移、右移、并行指数、保持、清除等多种功能。图5-33中的器件U1所示。CLR为一部清零端，低电平有效，SR为右移串行数据输入端，SL为左移串行数据输入端，D，C，B，A为预置数据输入端，QA，QB，QC，QD为输出端。工作方式由SISO控制；异步清零输入端CLR=1，当SISO=10时，在时钟CLK上升沿的作用下，实现左移操作；当SISO=01时，在时钟CLK上升沿的作用下，实现右移操作；当SISO=00时，不实现移位操作，处于保持状态；当SISO=11时，在时钟CLK上升沿的作用下，实现送数操作。
74LS153是双4选1数据选择器，如图5-33中的U2。芯片内部有两个4选1数据选择器，C0~C3为数据输入端，Y为输出端，A、B为选择信号，也可以称为地址信号。G为使能端，低电平有效，G=0时，数据选择器工作；G =1时，停止选择功能，输出全“0”，输出状态与输入数据无关。表5—6是选择器的真值表。
表5—6 4选1数据选择器真值表
选 通 G 1 0 0 0 0 0 0 0 0
选择信号 B A Χ Χ 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 数 据 输 入 C0 C1 C2 C3 Χ Χ Χ Χ 0 Χ Χ Χ 1 Χ Χ Χ Χ 0 Χ Χ Χ 1 Χ Χ Χ Χ 0 Χ Χ Χ 1 Χ Χ Χ Χ 0 Χ Χ Χ 1 输 出 Y 0 0 1 0 1 0 1 0 1 输入与输出无关 选 择 C0 说 明 选 择 C1 选 择 C2 选 择 C3 2．创建电路
（1）在元器件库中选择74LS194、频率为1KHz的方波信号、选择+5V电源和地。
（2）在元器件库中选择74LS153，用它实现反馈函数。对74LS153进行如下设置：使能端1G接地；数据输入1C0端接1；数据输入1C1接QD；数据输入1C2端接0；地址A端接QC；地址B端接QA；输出1Y作为反馈函数送到
左移串行输入端SL。
（3）74LS194输出QAQBQCQD从上到下依次接逻辑分析仪。电路如图5-35所示。
图5-35 反馈移位型序列信号发生器
2．观测输出
启动仿真开关，双击逻辑分析仪，观察输出波形，如图5-36所示。由电路的输出波形可知：QA、QB、QC、QD输出的序列全按100111循环，只是初始相位不同，且QAQBQCQD依次实现左移位操作。
图5-36 输出波形
5.4.4 555定时器及其应用
555定时器是一种应用极为广泛的中规模集成电路。该电路使用灵活、方便，只需要接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器。因此被广泛的用于信号的产生、变换、控制与检测。
LM555CM定时器的逻辑图如图5-37的U1所示。管脚1为接地端GND；管脚2为低电平触发输入端TRI；管脚3为输出端OUT；管脚4为复位端RST；RST=0时，Q=0。管脚5为控制电压输出端CON；管脚6为高电平触发端THR；管脚7为放电端DIS；管脚8为电源VCC。
应用举例：利用LM555CM定时器设计多谐振荡器。 1．原理
当LM555CM定时器安图5-37所示连接时，就构成了自激振荡器，其中R1和R2是外接电阻；C2是外接电容。图中电阻R1、R2及电容C2构成放电回路。当VC2≥2VCC/3时，555内部三极管道通，电容C2开始充电。负脉冲宽度TWL=0.7R2C2，正脉冲宽度TWH=0.7(R1+R2)C2，振荡频率f=1/[0.7(R1+R2)C2]。
2．创建电路
（1）在元器件库中单击MIXED，再选择LM555CM芯片。
（2）在元器件库中单击Basic，选取R1、R2及C1、C2。C1、C2选择婿你元件，并设定值。
（3）管教5端CON通过C1=0.01uF接地，输出端OUT接示波器。由
LM555CM构成的多谐振荡器如图5-37所示。
图5-37 用555定时器构成的多谐振荡器
3．观测输出
启动仿真开关，双击示波器图标，得到输出波形如图5-38所示。锯齿波为电容C2上的电位信号，矩形波为输出的信号，显示电路不需要激励，自动产生脉冲信号。
移动示波器的指针1和指针2，可测量负脉冲和正脉冲的宽度，并计算出振荡频率f。
图5-38 C2和输出端的波形
5.4.5 A/D转换电路的仿真
能够完成数字/模拟与模拟/数字电路之间的转换的器件为A/D或D/A转换器。下面以Multisim9仿真软件中的一种A/D转换电路ADC为例来构建模数转换电路。
ADC是将输入的模拟信号转换成8位的数字信号输出，如图5-39中A1所示。各管脚说明如下：
VIN：模拟电压输入端 VREF+：参考电压“+”，接直流参考源的正端，其大小根据用户对量化精度的要求而定。
VREF-：参考电压“-”，一般与地连接。
SOC：启动转换信号的端子，当电平从低向高变化时，转换开始，转换期间EOC为低电平。
OE：输出允许端子，可与EOC接在一起。
在图5-39中，模拟电压的输入由变阻器电路提供，通过改变电阻的值来改变模拟量的输入，在仿真电路中可观察到输出端数字信号的变化。
图5-39 A/D转换器电路
5.5综合性数字电路仿真
在进行课程设计、电子竞赛及实用电路制作等应用方面需要进行电路的综合设计与仿真。本节将对数字电路竞赛抢答器和数字钟的设计与仿真进行详细介绍。 5.5.1数字钟
数字钟是用数字集成电路构成的，用数码显示的一种现代计时器，与传统的机械表相比，它具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等特点，因而被广泛