计算机组成原理实验教案.doc

韶关学院 《计算机组成原理》 实验教案 彭玄璋 计算机科学学院计算机系 第一章 实验项目 一、 寄存器实验 实验要求：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，这些寄存器包括累加器A，工作寄存器W，数据寄存器组R0..R3，地址寄存器MAR，堆栈寄存器ST，输出寄存器OUT。 实验目的：了解模型机中各种寄存器结构、工作原理及其控制方法。 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： 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 实验1：A，W寄存器实验 寄存器A原理图 寄存器W原理图 寄存器A，W写工作波形图 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 将55H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55H K23 K22 K21 K20 K19 K18 K17 K16 0 1 0 1 0 1 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DBUS[7:0]的数据输入，置数据66H K23 K22 K21 K20 K19 K18 K17 K16 0 1 1 0 0 1 1 0 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W的黄色选择指示灯亮，表明选择W寄存器。放开CLOCK键，CLOCK由低变高，产生一个上升沿，数据66H被写入W寄存器。 注意观察： 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．WEN，AEN为高时，即使CLOCK有上升沿，寄存器的数据也不会改变。  实验2：R0，R1，R2，R3寄存器实验 寄存器R原理图 寄存器R写工作波形图 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 将11H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11H K23 K22 K21 K20 K19 K18 K17 K16 0 0 0 1 0 0 0 1 置控制信号为： K11(RRD) K10(RWR) K1(SB) K0(SA) 1 0 0 0 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，表明选择R0寄存器。放开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DBUS[7:0]的数