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  • 计算机组成原理寄存器实验实 验 报 告课程名称:计算机组成原理实验实验项目:寄存器实验姓 名:专 业: 计算机科学与技术班 级: 计算机15-5班学 号:计算机科学与技术学院实验教学中心2016年11月1日 实验项目名称...

    计算机组成原理寄存器实验

    实 验 报 告

    课程名称:计算机组成原理实验实验项目:寄存器实验姓 名:专 业: 计算机科学与技术班 级: 计算机15-5班学 号:

    计算机科学与技术学院

    实验教学中心

    2016年11月1日 实验项目名称一: 寄存器实验

    实验目的

    1. 了解模型机中A, W寄存器结构、工作原理及其控制方法

    2. 了解模型机中寄存器组R0…R3结构、工作原理及其控制方法

    3. 了解模型机中地址寄存器MAR,堆栈寄存器ST,输出寄存器OUT寄存器结构、工作原理及其控制方法。

    1、A、W寄存器:利用COP2000实验仪上的K16..K23开关做为DBUS的数据,其它开关做为控制信号,将数据写入寄存器A,W。

    2、R0、R1、R2、R3寄存器实验:利用COP2000实验仪上的K16..K23开关做为DBUS的数据,其它开关做为控制信号,对数据寄存器组R0..R3进行读写。

    3、MAR、ST、OUT寄存器:利用COP2000实验仪上的K16..K23开关做为DBUS的数据,其它开关做为控制信号,将数据写入地址寄存器MAR,堆栈寄存器ST,输出寄存器OUTCOP2000 实验仪、寄存器的作用是用于保存数据的,因为我们的模型机是8位的,因此在本模型机中大部寄存器是8位的,标志位寄存器(Cy, Z)是二位的。

    COP2000用74HC574来构成寄存器。74HC574的功能如下:

    说明:

    1. 在CLK的上升沿将输入端的数据打入到8个触发器中

    2. 当OC = 1 时触发器的输出被关闭,当OC=0时触发器的输出数据注意:

    1. 数据是在放开CLK键后改变的,也就是CLK的上升沿数据被打入。

    2. 当允许打入信号为高时,即使CLK有上升沿,寄存器的数据也不会改变。

    (一)A,W寄存器实验

    1. 原理图

    寄存器A原理图

    寄存器W原理图2.工作波形图

    寄存器A,W写工作波形图

    3. 连接线表

    连接信号孔接入孔作用有效电平1J1座J3座将K23-K16接入DBUS[7:0]2AENK3选通A低电平有效3WENK4选通W低电平有效4ALUCKCLOCKALU工作脉冲上升沿打入(二)R0,R1,R2,R3寄存器实验

    2. 连接线表

    连接信号孔接入孔作用有效电平1J1座J3座将K23-K16接入DBUS[7:0]2RRDK11寄存器组读使能低电平有效3RWRK10寄存器组写使能低电平有效4SBK1寄存器选择B5SAK0寄存器选择A6RCKCLOCK寄存器工作脉冲上升沿打入(三)MAR地址寄存器,ST堆栈寄存器,OUT输出寄存器实验

    1. 原理图

    寄存器MAR 原理图

    寄存器ST 原理图

    寄存器OUT 原理图

    2.工作波形图

    寄存器MAR,ST,OUT 写工作波形图

    3.连接线表

    连接信号孔接入孔作用有效电平1J2座J3座将K23-K16接入DBUS[7:0]2MAROEK14MAR地址输出使能低电平有效3MARENK15MAR寄存器写使能低电平有效4STENK12ST寄存器写使能低电平有效5OUTENK13OUT寄存器写使能低电平有效6CKCLOCK寄存器工作脉冲上升沿打入将55H写入A寄存器

    (1) 二进制开关K23-K16 DBUS[7:0],用于数据输入

    (2)在 AEN=0

    CLK上升沿 数据送送入A寄存器

    WEN=1 实验现象:

    (1)按住CLOCK脉冲键,CLOCK由高变低,这时寄存器A的黄色选择指示灯亮,表明选择A寄存器。

    (2)放开CLOCK键,CLOCK由低变高,产生一个上升沿,数据55H被写入A寄存器。练习将66H写入W寄存器K1(SB), K0(SA) 用于选择寄存器。

    K1(SB)K0(SA)选择00R001R110R211R3

    寄存器R写工作波形图将11H写入R0寄存器 (1) 二进制开关K23-K16 DBUS[7:0],用于数据输入

    (2) RRD=1

    RWD=0 CLK上升沿

    SB=0 R0寄存器

    SA=0

    3、将22H写

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  • 二、实验原理通用寄存器组是CPU的重要组成部分。从存储器取来的数据要放在通用寄存器中;从外部设备取来的数据除DMA方式外,要放在通用寄存器中。向存储器输出的数据也是从通用寄存器中取出;向外部设备输出的数据除...

    实验CPU 通用寄存器组

    一、实验目的

    (1)了解通用寄存器组的用途及对CPU的重要性。

    (2)掌握通用寄存器组的设计方法。

    二、实验原理

    通用寄存器组是CPU的重要组成部分。从存储器取来的数据要放在通用寄存器中;从外部设备取来的数据除DMA方式外,要放在通用寄存器中。向存储器输出的数据也是从通用寄存器中取出;向外部设备输出的数据除DMA方式外也是从通用寄存器中取出来的。由于从通用寄存器组中取数据比从存储器或者外部设备取数据快得多,因此参加算术运算和逻辑运算的数据一般是从通用寄存器组中取出,它向算术逻辑单元ALU提供了进行算术运算和逻辑运算所需要的两个操作数,同时又是运算结果的暂存地。通用寄存器组内寄存器的数目与CPU性能有关,CPU性能预告,通用寄存器组内的寄存器数目越多。由于算术逻辑运算需要两个操作数,因此通用寄存器组有两个读端口,负责提供进行算术逻辑单元需要的源操作数和目的操作数。通用寄存器组有1个写端口,负责将运算结果保存到指定的寄存器内。根据通用寄存器组的功能要求,一个只有4个16位寄存器的通用寄存器组的框图如下图所示。

    bd6a7c2d8a9433016311e5398c25d2aa.png

    在上图所示的电路中,当reset为低电平时,将4个16位寄存器R0~R3复位为0。当寄存器的write和sel为高电平时,在时钟信号clk的上升沿将D端的输入D[15..0]写入寄存器,然后送到寄存器的输出Q[15..0]。4个寄存器的允许写信号write和外部产生的目的寄存器写信号DRWr直接相连。每个寄存器还有另一个选择信号sel,它决定哪一个寄存器进行写操作。4个寄存器的选择信号分别和2-4译码器产生的sel00、sel01、sel10和sel11相连。只有当1个寄存器被选中时,才允许对该寄存器进行写操作。2-4译码器的输入sel[1..0]接DR[1..0],

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  • 《计算机组成原理实验报告-寄存器的原理及操作》由会员分享,可在线阅读,更多相关《计算机组成原理实验报告-寄存器的原理及操作(10页珍藏版)》请在装配图网上搜索。1、成绩:实 验 报 告课程名称:计算机组成原理...

    《计算机组成原理实验报告-寄存器的原理及操作》由会员分享,可在线阅读,更多相关《计算机组成原理实验报告-寄存器的原理及操作(10页珍藏版)》请在装配图网上搜索。

    1、成绩:实 验 报 告课程名称:计算机组成原理实验项目:寄存器的原理及操作姓 名:专 业:计算机科学与技术班 级:学 号:计算机科学与技术学院实验教学中心20 16 年 6 月 20 日实验项目名称: 寄存器的原理及操作 一、实验目的1. 了解模型机中A, W寄存器结构、工作原理及其控制方法。2. 了解模型机中寄存器组R0.R3结构、工作原理及其控制方法。3. 了解模型机中地址寄存器MAR,堆栈寄存器ST,输出寄存器OUT寄存器结构、工作原理及其控制方法。二、实验内容1、A、W寄存器:利用COP2000实验仪上的K16.K23开关做为DBUS的数据,其它开关做为控制信号,将数据写入寄存器A,W。。

    2、2、R0、R1、R2、R3寄存器实验:利用COP2000实验仪上的K16.K23开关做为DBUS的数据,其它开关做为控制信号,对数据寄存器组R0.R3进行读写。3、MAR、ST、OUT寄存器:利用COP2000实验仪上的K16.K23开关做为DBUS的数据,其它开关做为控制信号,将数据写入地址寄存器MAR,堆栈寄存器ST,输出寄存器OUT。三、实验用设备仪器及材料伟福 COP2000系列 计算机组成原理实验系统四、实验原理及接线实验1:A,W 寄存器实验实验 2:R0,R1,R2,R3寄存器实验实验 3:MAR地址寄存器,ST 堆栈寄存器,OUT输出寄存器MAR为存储器地址寄存器,其功能是存储。

    3、操作数在内存中的地址, 信号MAREN的功能是将数据总线DBUS上数据MAR,信号MAROE的功能是将MAR的值送到地址总线ABUS上ST堆栈寄存器的作用,是出现中断或子程序调用时,保存断点处PC的值,以便中断或子程序结束时,能继续执行原程序。图中,信号STEN的作用是将数据总线DBUS上数据存入堆栈寄存器ST中五、实验操作步骤实验1:A,W 寄存器实验将55H写入A寄存器二进制开关K23-K16 用于DBUS7:0的数据输入,置数据55H按住CLOCK 脉冲键,CLOCK 由高变低,这时寄存器A的黄色选择指示灯亮,表明选择A寄存器。放开CLOCK键,CLOCK由低变高,产生一个上升沿,数据5。

    4、5H被写入 A寄存器。 将66H写入W寄存器 二进制开关K23-K16 用于DBUS7:0的数据输入,置数据66H按住CLOCK 脉冲键,CLOCK 由高变低,这时寄存器W的黄色选择指示灯亮,表明选择W寄存器。放开 CLOCK 键,CLOCK 由低变高,产生一个上升沿,数据 66H 被写入 W 寄存器。 实验 2:R0,R1,R2,R3寄存器实验将11H写入R0 寄存器二进制开关K23-K16 用于DBUS7:0的数据输入,置数据11H置控制信号为:按住 CLOCK 脉冲键,CLOCK 由高变低,这时寄存器 R0 的黄色选择指示灯亮,表明选择R0 寄存器。放开CLOCK 键,CLOCK由低变高。

    5、,产生一个上升沿,数据11H被写入R0寄存器。 将22H写入R1 寄存器 二进制开关K23-K16 用于DBUS7:0的数据输入,置数据22H置控制信号为:按住 CLOCK 脉冲键,CLOCK 由高变低,这时寄存器 R1 的黄色选择指示灯亮,表明选择R1 寄存器。放开CLOCK 键,CLOCK由低变高,产生一个上升沿,数据22H被写入R1寄存器。 将33H写入R2 寄存器 二进制开关K23-K16 用于DBUS7:0的数据输入,置数据33H置控制信号为:按住 CLOCK 脉冲键,CLOCK 由高变低,这时寄存器 R2 的黄色选择指示灯亮,表明选择R2 寄存器。放开CLOCK 键,CLOCK由低。

    6、变高,产生一个上升沿,数据33H被写入R2寄存器。 将44H写入R3 寄存器 二进制开关K23-K16 用于DBUS7:0的数据输入,置数据44H置控制信号为:按住 CLOCK 脉冲键,CLOCK 由高变低,这时寄存器 R3 的黄色选择指示灯亮,表明选择R3 寄存器。放开CLOCK 键,CLOCK由低变高,产生一个上升沿,数据44H被写入R3寄存器。 读R0 寄存器 置控制信号为:这时寄存器R0 的红色输出指示灯亮,R0 寄存器的数据送上数据总线。此时液晶显示 DBUS: 11 00010001. 将K11(RRD)置为1, 关闭R0 寄存器输出. 读R1 寄存器 置控制信号为:0 1 0 1。

    7、 这时寄存器R1 的红色输出指示灯亮,R1 寄存器的数据送上数据总线。此时液晶显示 DBUS: 22 00100010. 将K11(RRD)置为 1, 关闭R1 寄存器输出. 读R2 寄存器 置控制信号为:这时寄存器R2 的红色输出指示灯亮,R2 寄存器的数据送上数据总线。此时液晶显示 DBUS: 33 00110011. 将 K11(RRD)置为1, 关闭 R2 寄存器输出. 读R3 寄存器 置控制信号为:这时寄存器R3 的红色输出指示灯亮,R3 寄存器的数据送上数据总线。此时液晶显示 DBUS: 44 01000100. 将K11(RRD)置为 1, 关闭R3 寄存器输出. 实验 3:MA。

    8、R地址寄存器,ST 堆栈寄存器,OUT输出寄存器将12H写入MAR寄存器 二进制开关K23-K16 用于DBUS7:0的数据输入,置数据12H置控制信号为: 按住CLOCK 脉冲键,CLOCK由高变低,这时寄存器MAR 的黄色选择指示灯亮,表明选择MAR寄存器。放开CLOCK键,CLOCK由低变高,产生一个上升沿,数据12H 被写入MAR寄存器。 K14(MAROE)为0, MAR寄存器中的地址输出. MAR 红色输出指示灯亮. 将K14(MAROE)置为 1. 关闭MAR 输出. 将34H写入ST 寄存器 二进制开关K23-K16 用于DBUS7:0的数据输入,置数据34H置控制信号为:按住。

    9、 CLOCK 脉冲键,CLOCK 由高变低,这时寄存器 ST 的黄色选择指示灯亮,表明选择ST 寄存器。放开CLOCK 键,CLOCK由低变高,产生一个上升沿,数据34H被写入ST 寄存器。 将56H写入OUT寄存器 二进制开关K23-K16 用于DBUS7:0的数据输入,置数据56H置控制信号为:按住 CLOCK 脉冲键,CLOCK 由高变低,这时寄存器 OUT 的黄色选择指示灯亮,表明选择 OUT 寄存器。放开 CLOCK 键,CLOCK 由低变高,产生一个上升沿,数据 56H 被写入OUT 寄存器。 六、实验结果分析寄存器的作用是用于保存数据的,因为我们的模型机是8位的,因此在本模型机中。

    10、大部寄存器是8位的,标志位寄存器(Cy, Z)是二位的。COP2000用74HC574来构成寄存器。74HC574的功能如下:说明:1. 在CLK的上升沿将输入端的数据打入到8个触发器中2. 当OC = 1 时触发器的输出被关闭,当OC=0时触发器的输出数据将55H写入A寄存器(1) 二进制开关K23-K16 DBUS7:0,用于数据输入 (2)在 AEN=0 CLK上升沿 数据送送入A寄存器WEN=1 将11H写入R0寄存器(1) 二进制开关K23-K16 DBUS7:0,用于数据输入 (2) RRD=1RWR=0 CLK上升沿SB=0 R0寄存器SA=0将22H写入R1寄存器(1) 二进制开关K23-K16 DBUS7:0,用于数据输入 (2) RRD=1RWR=0 CLK上升沿SB=1 R0寄存器SA=0将11H用R0寄存器读出RRD=0RWR=1 SB=0 数据送到数据总线(液晶显示)SA=0将55H写入MAR寄存器(1) 二进制开关K23-K16 DBUS7:0,用于数据输入 (2) MAROE=0(K14)MAREN=0(K15) CLK上升沿STEN=1(K12) MAR寄存器OUTEN=1(K13。

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寄存器的组成