计算机组成原理第一次实验报告

实验报告

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实验一 寄存器及数据输出实验

一、实验目的

1、掌握寄存器器件的工作原理，了解COP2000模型机所用主要寄存器的位置、作用、数据通路及控制信号；

2、掌握寄存器组的工作原理；

3、了解计算机中多个寄存器不能同时向内部数据总线送出数据的事实——COP2000实验仪选择某个寄存器(允许其向DBUS上输出数据)的方法。

二、实验原理

寄存器

COP2000用74HC574来构成寄存器，74HC574的功能如下：

在CLK的上升沿将输入端的数据打入到8个触发器中。

当OC=1时触发器的输出被关闭，当OC=0时触发器输出数据。

74HC574工作波形图

1、累加器A、暂存器W实验

2、地址寄存器MAR、堆栈寄存器ST、输出寄存器OUT实验

寄存器MAR原理图

寄存器ST原理图

寄存器OUT原理图

(二)寄存器组

寄存器组R原理图

74HC139含有两个独立的2—4译码器，其引脚与内部逻辑、功能表见实验指导书。

(三)数据输出实验

COP2000实验仪中有7个寄存器可以向DBUS输出数据，但在某一特定时刻只能有一个寄存器输出数据。由X0、X1、X2控制信号决定那一个寄存器向数据总线输出数据，而这三个控制信号为74HC138译码器的三个选择输入端。74HC138用于选片。

数据输出选择器原理图

X2 X1 X0

输出寄存器

0 0 0

IN-OE 外部中断

0 0 1

IA-OE 中断向量

0 1 0

ST-OE 堆栈寄存器

0 1 1

PC-OE PC寄存器

1 0 0

D-OE 直通门

1 0 1

R-OE 右移门

1 1 0

L-OE 左移门

1 1 1

没有输出

三、实验内容

1、A、W的写入

按下表连线

连接

信号孔

接入孔

1

J1座

J3座

2

AEN

K0

3

WEN

K1

4

ALUCK

CLOCK

将数据写入A寄存器

用手动开关K23—K16进行DBUS[7：0]的数据输入

K23K22

K21

K20

K19

K18

K17

K16

0

1

0

1

0

1

0

1

置控制信号：

K0(AEN)

K1(WEN)

0

1

给CLOCK跳变信号：按住CLOCK脉冲键，注意哪个寄存器的黄色指示灯亮起，就是你所选的要写入的寄存器。放开CLOCK键，一个上升沿即产生，观察寄存器写入的值。

(2) 将数据写入W寄存器

置数据：

K23

K22

K21

K20

K19

K18

K17

K16

0

1

0

1

0

1

0

1

置控制信号：

K0(AEN)

K1(WEN)

1

0

给CLOCK跳变信号，观察寄存器写入的值。

2、R？的写入与读出

按下表连接线

连接

信号孔

接入孔

1

J1座

J3座

2

RRD

K11

3

RWR

K10

4

SB

K1

5

SA

K0

6

RCK

CLOCK

(1) R？的写入

写入R0：

置数据：

K23

K22

K21

K20

K19

K18

K17

K16

0

1

0

1

0

1

0

1

置控制信号：

K11(RRD)

K10(RWR)

K1(SB)

K0(SA)

1

0

0

0

给出CLOCK脉冲上升沿。

写入R1：

置数据：

K23

K22

K21

K20

K19

K18

K17

K16

0

1

0

1

0

1

0

1

置控制信号：

K11(RRD)

K10(RWR)

K1(SB)

K0(SA)

1

0

0

1

给出CLOCK脉冲上升沿。

写入R2：

置数据：

K23

K22

K21

K20

K19

K18

K17

K16

0

1

0

1

0

1

0

1

置控制信号：

K11(RRD)

K10(RWR)

K1(SB)

K0(SA)

1

0

1

0

给出CLOCK脉冲上升沿。

写入R3：

置数据：

K23

K22

K21

K20

K19

K18

K17

K16

0

1

0

1

0

1

0

1

置控制信号：

K11(RRD)

K10(RWR)

K1(SB)

K0(SA)

1

0

1

1

给出CLOCK脉冲上升沿。

(2) R？的读出

自己设置RRD、RWR、SB及SA信号，观察R？的红色指示灯及液晶显示内容。

读R0：

置控制信号：

K11(RRD)

K10(RWR)

K1(SB)

K0(SA)

0

1

0

0

液晶显示为：DBUS:55读R1：

置控制信号：

K11(RRD)

K10(RWR)

K1(SB)

K0(SA)

0