1、计算机组成原理实验报告寄存器原理及操作 可编写可更正成绩: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:1 可编写可更正计算机科学与技术学院实验授课中心20 16 年 6 月 20 日2 可编写可更正实验项目名称: 寄存器的原理及操作一、实验目的1.认识模型机中 A, W 寄存器结构、工作原理及其控制方法。2.认识模型机中寄存器组 R0.R3 结构、工作原理及其控制方法。3.认识模型机中地址寄存器 MAR,货仓寄存器 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 COP2
2、000实验仪上的 K16.K23 开关做为 DBUS的数据,其他开关做为控制信号,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,其他开关做为控制信号,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,其他开关做为控制信号,将数据写入地址寄存器 MAR,货仓寄存器 ST,输出寄存器 OUT。三、实验用设备仪器及资料伟福 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
3、0 可编写可更正实验 2 :R0,R1, R2,R3寄存器实验实验 3 :MAR地址寄存器, ST 货仓寄存器, OUT输出寄存器1 可编写可更正MAR为储藏器地址寄存器,其功能是储藏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 货仓寄存器的作用,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,能连续执行原程序。图中,信号 STEN的作用是将数据总线 DBUS上数据存入货仓寄存器 ST 中2 可编写可更正五、实验操作步骤实验 1:A,W 寄存器实验将 55H写入
4、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, 表示选择 A寄存器。松开 CLOCK键, CLOCK由低变高,产生一个上升沿,数据 55H被写入 A 寄存器。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, 表示选择 W 寄存器。松开 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
5、, 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 11H3 可编写可更正置控制信号为: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,表示选择 R0 寄存器。松开 CLOCK键, CLOCK由低变高,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,表示选择 R1 寄存器。松开 CLOCK键,
6、 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,表示选择 R2 寄存器。松开 CLOCK键, CLOCK由低变高,产生一个上升沿,数据 33H被写入 R2 寄存器。4 可编写可更正将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
7、亮,表示选择 R3 寄存器。松开 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5 可编写可更正置控制信号为:
8、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 :MAR地址寄存器, ST 货仓寄存器, 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,
9、 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。松开 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 .6 可编写可更正将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 CLOCK脉冲键, CLOCK由高变低,这时寄存器 ST 的黄色选择指示灯亮,表示选择ST 寄存器。松开 CLOCK键, CLOCK由低变高
10、,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, 表示选择 OUT 寄存器。松开 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、实验结果解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来组成寄存器。 74HC574的功
11、能以下:7 可编写可更正说明: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=0CLK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=08 可编写可更正将11H 用 R0 寄存器读出RRD=0RWR=1SB=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)9