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计算机组成原理实验报告 通用寄存器单元实验

西华大学数学与计算机学院实验报告

课程名称:计算机组成原理年级:2011级实验成绩:

指导教师:祝昌宇姓名:蒋俊

实验名称:通用寄存器单元实验学号:312011*********实验日期:2013-12-15

一、目的

1.了解通用寄存器的组成和硬件电路

2. 利用通用寄存器实现数据的置数、左移、右移等功能

二、实验原理

(1)寄存器实验构成

1、通用寄存器由2片GAL构成8位字长的寄存器单元。8芯插座RA-IN作为数据输入端,可通过端8芯扁平电缆,把数据数据输入端连接到数据总线上。

2、数据输出由一片74LS244(输出缓冲器)来控制。用8芯插座RA-OUT作为数据输出端,可通过端8芯扁平电缆,把数据数据输出端连接到数据总线上。

3、判零和进位电路由1片GAL、1片7474和一些常规芯片组成,用2个LED(ZD、CY)发光管分别显示其状态。

(2)通用寄存器单元的工作原理

通用寄存器的核心部件为2片GAL,它具有锁存、左移、右移、保存等功能。各个功能都由X1、X2信号和工作脉冲RACK来决定。当置ERA=0、X0=1、X1=1,RACK有上升沿时,把总线上的数据打入通用寄存器。可通过设置X1、X0来指定通用寄存器工作方式,通用寄存器的输出端Q0~Q7接入判零电路。LED(ZD)亮时,表示当前通用寄存器内数据为0。

输出缓冲器采用74LS244,当控制信号RA-O为低时,74LS244开通,把通用寄存器内容输出到总线;当控制信号RA-O为高时,74LS244的输出为高阻。

计算机组成原理实验报告  通用寄存器单元实验

图1 通用寄存器原理图

三、使用环境

计算机组成原理实验箱

四、实验步骤

(一)数据输入通用寄存器

1.把RA-IN(8芯的盒型插座)与CPT-B板上二进制开关单元中的J1插座相连(对应二进制开关H16~H23),把RA-OUT(8芯的盒型插座)与数据总线上的DJ6相连。

2.把RACK连到脉冲单元的PLS1,把ERA、X0、X1、RA-0、M接入二进制拨动开关。请按下表接线。

信号定义接入开关位号

RACK PLS1孔

X0 H12孔

X1 H11孔

ERA H10孔

RA-O H9孔

M H4孔

3.二进制开关H16~H23作为数据输入,置42H(对应开关如下表)

H23 H22 H21 H20 H19 H18 H17 H16 数据总线值

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 8位数据

0 1 0 0 0 0 1 0 42H

置各控制信号如下:

H12 H11 H10 H9 H4

X0 X1 ERA RA-O M

1 1 0 0 1

4.按启停单元中的有效按钮,置实验机为运行状态。

5.按脉冲单元中的PLS1脉冲按键,在RACK上产生一个上升沿,把42H打入通用寄存器。

$ 此时数据总线上的指示灯IDB0~IDB7显示为42H。由于通用寄存器内容不为0,所以ZD (LED)灯灭。

(二)寄存器内容无进位位左移

1.把42H打入通用寄存器中,数据总线上显示42H。

2.实现左移功能,置各控制信号如下:

H12 H11 H10 H9 H4

X0 X1 ERA RA-O M

1 1 0 0 1

3.按启停单元中的有效按钮,置实验机为运行状态。

4.按脉冲单元中的PLS1脉冲按键,在RACK上产生一个上升沿,使通用寄存器的值左移。

$ 此时数据总线上的LED指示灯IDB0~IDB7应该显示为84H。由于通用寄存器内容不为0,所以ZD (LED)灯灭。

5.按脉冲单元中的PLS1脉冲按键,使通用寄存器的值左移,此时数据总线上的LED指示灯IDB0~IDB7显示为09H。若一直按PLS1,在总线上看见数据循环左移的现象。

(三)寄存器内容无进位位右移

1.把42H打入通用寄存器中,数据总线上显示42H。

2.实现右移功能,置各控制信号如下:

H12 H11 H10 H9 H4

X0 X1 ERA RA-O M

1 0 0 0 1

3.按启停单元中的运行按钮,置实验机为运行状态。

4.按脉冲单元中的PLS1脉冲按键,在RACK上产生一个上升沿,使通用寄存器的值右移。

此时数据总线上的LED指示灯IDB0~IDB7显示为21H。由于通用寄存器内容不为0,所以ZD (LED) 灯灭。

按脉冲单元中的PLS1脉冲按键,使通用寄存器的值右移,此时数据总线上的LED指示灯IDB0~IDB7显示为90H。若一直按PLS1,在总线上看见数据循环右移的现象。

五、总结

通过本次实验,我了解了通用寄存器的组成和硬件电路,并掌握利用寄存器实现数据的置数、左移、右移等功能,更加熟悉了实验箱的操作。在和同学的合作下成功的完成了实验。