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日成绩：哈尔滨理工大学计算机科学与技术学院实验教学中心实验报告实验项目名称一：寄存器实验一、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、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。二、实验用设备仪器及材料COP2000实验仪、PC机、COP2000计算机组成原理实验平台：COP2000计算机组成原理结构图：哈尔滨理工大学计算机科学与技术学院实验教学中心实验报告四、实验原理及接线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。哈尔滨理工大学计算机科学与技术学院实验教学中心实验报告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.工作波形图哈尔滨理工大学计算机科学与技术学院实验教学中心实验报告寄存器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1.原理图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哈尔滨理工大学计算机科学与技术学院实验教学中心实验报告（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.工作波形图哈尔滨理工大学计算机科学与技术学院实验教学中心实验报告寄存器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五、实验操作步骤1、将55H写入A寄存器(1)二进制开关K23-K16DBUS[7:0]，用于数据输入（2）在AEN=0CLK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哈尔滨理工大学计算机科学与技术学院实验教学中心实验报告寄存器R写工作波形图2、将11H写入R0寄存器(1)二进制开关K23-K16DBUS[7:0]，用于数据输入(2)RRD=1RWD=0CLK上升沿SB=0R0寄存器SA=03、将22H写入R1寄存器(1)二进制开关K23-K16DBUS[7:0]，用于数据输入(2)RRD=1RWD=0CLK上升沿SB=1R0寄存器SA=0注意：数据是在放开CLOCK键后改变的，也就是CLOCK的上升沿数据被打入寄存器中。学生练习：1.将7BH写入R2寄存器；2.将6DH写入R3寄存器。寄存器数据读出4、将11H用R0寄存器读出RRD=0RWD=1CLK上升沿SB=0数据送到数据总线（液晶显示）SA=0哈尔滨理工大学计算机科学与技术学院实验教学中心实验报告学生练习：1.将数据5AH由寄存器R1送到数据总线;2.将数据9CH由寄存器R2送到数据总线;5、将55H写入MAR寄存器(1)二进制开关K23-K16DBUS[7:0]，用于数据输入(2)MAROE=1(K14)MAREN=0(K15)CLK上升沿STEN=1(K12)MAR寄存器OUTEN=1(K13)学生练习：1.将67H写入ST寄存器2.将3CH写入OUT寄存器六、实验收获通过这次学习，我学会了如何各种寄存器的相关原理，以及如何实际操作，体会到了自主学习的重要性，自己动手的成就感，充分感受到了这门课的魅力。