计算机组成原理实验报告

实验一 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。
二、实验要求
(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。
三、实验说明
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：
注意：
  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
OC
CLK
Q7..Q0
注释
1
  X 
ZZZZZZZZ
OC为1时触发器的输出被关闭
0
  0 
Q7..Q0
当OC=0时触发器的输出数据
0
  1 
Q7..Q0
当时钟为高时，触发器保持数据不变
X
D7..D0
在CLK的上升沿将输入端的数据打入到触发器中
74HC574工作波形图
四、实验原理
实验1：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
1
J1座
J3座
将K23-K16接入DBUS[7:0]
2
AEN
K3
选通A
低电平有效
3
WEN
K4
选通W
低电平有效
4
ALUCK
CLOCK
ALU工作脉冲
上升沿打入
（4）实验数据
a.)将31H写入A寄存器
二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据31H。
K23
K22
K21
K20
K19
K18
K17
K16
0
0
1
1
0
0
0
1
置控制信号为：
K4(WEN)
K3(AEN)
1
0
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31H被写入A寄存器。
b)将61H写入W寄存器
二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据61H。
K23
K22
K21
K20
K19
K18
K17
K16
0
1
1
0
0
0
0
1
置控制信号为：
K4(WEN)
K3(AEN)
0
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。放开CLOCK键，CLOCK由低变高，产生一个上升沿，数据61H被写入A寄存器。
实验2：R0，R1，R2，R3寄存器实验
（1）原理图
寄存器R0，R1，R2，R3原理图
寄存器R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
1
J1座
J3座
将K23-K16接入DBUS[7:0]
2
RRD
K11
寄存器组读使能
低电平有效
3
RWR
K10
寄存器组写使能
低电平有效
4
SB
K1
寄存器选择B
5
SA
K0
寄存器选择A
6
RCK
CLOCK
寄存器工作脉冲
上升沿打入
（4）实验数据
注意观察：
    1. 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。
2. K1(SB), K0(SA) 用于选择寄存器。
K1(SB)
K0(SA)
选择
0
0
R0
0
1
R1
1
0
R2
1
1
R3
将数据分别写入R0,R1,R2,R3寄存器：
a.) 将31H写入R0寄存器
二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据31H
K23
K22
K21
K20
K19
K18
K17
K16
0
0
1
1
0
0
0
1
置控制信号为：
K11(RRD)
K10(RWR)
K1(SB)
K0(SA)
1
0
0
0

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