计算机组成原理实验2实验报告.doc

课程名称 计算机组成原理 课程代码 6013749 实验时间 2013 年 12 月 15 日 指导单位 指导教师 学生姓名 年 级 学 号 专 业 成 绩 实验名称 实验二 通用寄存器单元实验 实验地点 6A-417 实验类型 验证 实验学时 8 实验日期 实验目的和要求： 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 要求：按照实验步骤完成实验项目，实现通用寄存器移位操作。了解通用寄存器的工作原理运用。 实验环境(实验设备) ：CPT实验机，连线 实验原理及内容 1．实验原理 1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。 2寄存器实验构成 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。 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。 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．实验内容 （一）数据输入通用寄存器 （二）寄存器内容无进位位左移 3．实验前准备 控制信号说明： 信号脉冲 作用 有效电平 X0、X1 74LS198的工作模式 ERA 选通通用寄存器 低电平有效 RA-O 通用寄存器内容输出至总线 低电平有效 RACK 通用寄存器工作脉冲 上升沿有效 M 在ALU单元中作为逻辑和算术运算的选择。在本实验中决定是否带进位移位 0带进位 1不带进位 4．实验过程 （一）数据输入通用寄存器 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。 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 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 按启停单元中的有效按钮，置实验机为运行状态。 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应该显示为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 把42H打入通用寄存器中，数据总线上显示42H。 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 按启停单元中的有效按钮，置实验机为运行状态。 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。 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应该显示为09H。若一直按PLS1，在总线上将看见数据循环左移的现象。 （三）寄存器内容无进位位右移 把42H打入通用寄存器中，数据总线上显示42H。 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 按启停单元中的运行按钮，置实验机为运行状态。 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。 $