試驗(yàn)一寄存器與運(yùn)算器試驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)一寄存器與運(yùn)算器實(shí)驗(yàn)內(nèi)谷一寄存器實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私饽Ｐ蜋C(jī)中A, W寄存器結(jié)構(gòu)、工作原理及其控制方法。了解模型機(jī)中寄存器組R0.R3結(jié)構(gòu)、工作原理及其控制方法。了解模型機(jī)中地址寄存器MAR ,堆棧寄存器ST,輸出寄存器 OUT寄存器結(jié)構(gòu)、工作原理及其控制方法。、實(shí)驗(yàn)要求1、A、W寄存器：利用 COP2000實(shí)驗(yàn)儀上的 K16.K23開關(guān)做為DBUS的數(shù)據(jù)，其它 開關(guān)做為控制信號(hào)，將數(shù)據(jù)寫入寄存器A, W。2、R0、R1、R2、R3寄存器實(shí)驗(yàn)：利用 COP2000實(shí)驗(yàn)儀上的 K16.K23開關(guān)做為 DBUS 的數(shù)據(jù)，其它開關(guān)做為控制信號(hào)，對數(shù)據(jù)寄存器組R0.R3進(jìn)行讀寫。3、MAR、ST、OU

2、T寄存器：利用COP2000實(shí)驗(yàn)儀上的 K16.K23開關(guān)彳為 DBUS的數(shù) 據(jù)，其它開關(guān)做為控制信號(hào)，將數(shù)據(jù)寫入地址寄存器MAR ,堆棧寄存器 ST,輸出寄存器OUT。三、實(shí)驗(yàn)原理寄存器的作用是用于 保存數(shù)據(jù)的，因?yàn)槲覀兊哪Ｐ蜋C(jī)是 8位的，因此在本模型機(jī)中大部分寄存器是8位的，標(biāo)志位寄存器(Cy, Z)是二位的。COP2000用74HC574來構(gòu)郵寄有1-11-10CCLKDDDDDDDD1 2 3 4 5 6 7 8QZJD6.D5聲D4D3*D2%D1DQOCCLK臺(tái)匕19 15 FF 14 n n說明：.在CLK的上升沿將輸入端的數(shù)據(jù)打入到8個(gè)觸發(fā)器中.當(dāng)OC = 1時(shí)觸發(fā)器的輸出被關(guān)

3、閉，當(dāng)OC=0時(shí)觸發(fā)器的輸出數(shù)據(jù)注意：1.數(shù)據(jù)是在放開 CLK鍵后改變的，也就是 CLK的上升沿?cái)?shù)據(jù)被打入。2.當(dāng)允許打入信號(hào)為高時(shí)，即使 CLK有上升沿，寄存器的數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。OC1.原理圖DBUS6 DBUS4 CLKID 2D 3D 4D 5D 6D7D 8D寄存器A原理圖2.工作波形圖j_J )亍 Lj_.-OCL111 774HC32 27 cLKIQ/ TTOTT&I1lTfc1CTV-、OllU&b /JI UJ.q W7 / rxTiT tc J z4. TXTITTCJ3 、.篌4D4Q% LZij U SmIS X W4/ ITVRT TR35D5QL3 / wa、u 口

4、 unn /./ nRTTC丁QlzQq/ TVRT TQH7n7niwr ixn 丁8D8QpX w 1/J/ U,rAIL/D kJ OV. wv z/ rR；T TQ7n7nI ，Wl/ ITiPtT T，n xSD8Qp X w 14 ./ wnILzD kJ 3U寄存器W原理圖寄存器A, W寫工作波形圖3.連接線表將66H寫入W寄存器（二）R0,R1, R2,R3寄存器實(shí)驗(yàn)1.原理圖:4中日界74HCJ71C葭we兌i?BU DBLS4 ECTA B DB12S2 DBL1I dbli KIB17B二RO的 7F?CLK DELS?,BLM EBI151 口PF DIM6 DDI5

5、.CSSS- d 口而CLK.AZWX/WXA連接信號(hào)孔接入孔作用功效電平1J1座J3座將 K23-K16 接入 DBUS7:02AENK3選通A低電平功效3WENK4選通W低電平功效4ALUCKCLOCKALU工作脈沖上升沿打入4.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)寄存器R0, R1, R2, R3原理圖.工作波形圖寄存器R寫工作波形圖BUS7：0 HH -X .H*gHEH TOC o 1-5 h z R07:0XX XliH-iR 17：0XX*22HR2p：0XX乂-笳 HR3 7:0XXMHCK|SB SA |IIRRDRWR rs. ” rv寄存器R讀工作波形圖.連接線表(自行設(shè)計(jì)).實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)K1(SB),

6、 K0(SA)用于選擇寄存器K1(SB)K0(SA)選擇00R001R110R211R3將5AH寫入R1寄存器將7BH寫入R2寄存器；6DH寫入R3寄存器。.將數(shù)據(jù)7BH由寄存器R2送到數(shù)據(jù)總線（三）MAR地址寄存器，ST堆棧寄存器，OUT輸出寄存器實(shí)驗(yàn)1.原理圖MAROE MARENx DBUS5 DBUS4DBUS3I cOC)CLKIDIQ2D2Q3D3Q4D4Q5D5Q6D6Q7D7Q8D8Q19J。A工318:s1716;6一 7 一15Id：S9口：124HC574BUS0 x DBUS2 DBUSfJABUS6ABUS5、JABUS4產(chǎn)ABUS3YJ1BUS2ABUSl/ABUS

7、OCK(STEN 174HC32寄存器MAR原理圖DBUS6 DBUS5 ? DBUS3 .DBUSi x DBUSO ID 2D 3D ID5D6D 7D &D74HC574寄存器ST原理圖QUTEN -CK74HC32 DBUS7 DBUS6DDUS4 DBUS3X. z DBUS2.z DBUS1 DBUSO19i?而 5 1T 更 TT金7aHe57419OC 3 cLKIDIQ2D2Q?D3Q4D4Q5D5Q6D6Q7D7Q&D皎2318417516615714&13912 OUTT-OUT63-口 UT6寄存器OUT原理圖.工作波形圖DBUS7:012HX34HXXX X 12H

8、zzST 7:0XXDC34HOUT7:0XX TOC o 1-5 h z MAREN_|STEN|OUTEN|CK|I II IMAROEI寄存器MAR , ST, OUT寫工作波形圖.連接線表(自行設(shè)計(jì)).實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).將67H寫入ST寄存器(2)將3CH寫入OUT寄存器內(nèi)容二運(yùn)算器實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解模型機(jī)中算術(shù)、邏輯運(yùn)算單元的控制方法；.熟悉移位寄存器的結(jié)構(gòu)及工作原理。二、實(shí)驗(yàn)要求.運(yùn)算器：利用COP2000實(shí)驗(yàn)儀上的K16.K23開關(guān)做為DBUS的數(shù)據(jù)，其它開關(guān)做為 控制信號(hào)，將數(shù)據(jù)寫入寄存器 A, W;然后利用運(yùn)算控制信號(hào)實(shí)現(xiàn)算術(shù)及邏輯運(yùn)算，將結(jié)果 輸出到直通門D。.移位門：判斷CN

9、、CyIN信號(hào)，將結(jié)果送到對應(yīng)移位寄存器；根據(jù) X2X1X0決定輸 出流向。三、實(shí)驗(yàn)原理(一)運(yùn)算器實(shí)驗(yàn)COP2000中的運(yùn)算器由一片EPLD實(shí)現(xiàn)。EPLD （可擦除可編輯邏輯器件）是 種集成電路，包括一系列的編程邏輯器件，其無需進(jìn)行再次連接。運(yùn)算器ALU模塊由XC9572 PLCC44組成，XC9572的管腳連接如圖1.4所示。具體的結(jié)構(gòu)如圖1.5所示。ALU 模塊在COP2000出廠時(shí)已經(jīng)設(shè)計(jì)了一種 ALU （用ABEL語 言設(shè)計(jì)的）。344VCONTVCCTNTRLOALV7vaio卬而AIT弓siALU4AlAJiAENALV2WENALU1ALVO工】KUCNALU XCO572JT

10、44CylNIKLTOFENJrJUhALUCKTCKTMdx二TDOTKdim彳dbus2GMDdulGNDdbuGNDRLO 6-葡JTAG 1?JIAGjnX F JTAG_rDO T HAG_7MSin1 1 - - - 1 5 . IA_OE -PC_OED OE ,R_OE 74HC138數(shù)據(jù)輸出選擇器原理圖X2X1X0輸出選擇表X2X1X0輸出寄存器000IN_OE外部輸入門001IA_OE中斷向量010ST_OE堆棧寄存器011PC_OEPC寄存器100D_OE直通門101R_OE右移門110L_OE左移門111沒有輸出.實(shí)驗(yàn)連線3、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容置下表的控制信號(hào)，檢驗(yàn)輸出結(jié)果（三）

11、移位實(shí)驗(yàn)X2X1X0指示燈（紅色）液晶顯示（數(shù)據(jù)總線值）000IN指示輸入門(K23-K16 )001IA指示中斷向量（由撥動(dòng)開關(guān)給出）010ST指示堆棧寄存器011PC指示PC寄存器100D直通門指示D直通門101R右移門指示R右移門110L左移門指示L左移門111沒有輸出1.1作原理AL5 ALU8 A1U5 AW4 aLITs ALU5ALUOVCCTDBUS7 DBUS6 DBUS? 二二工二 DBUS3 DBUS2 DBUS1 DBUSOALU直接輸出和零標(biāo)志位產(chǎn)生原理圖說明:1.直通門將運(yùn)算器的結(jié)果不移位送總線。當(dāng) X2X1X0=100時(shí)運(yùn)算器結(jié)果通過直通門送 到數(shù)據(jù)總線。2.直通

12、門還有判0電路，當(dāng)運(yùn)算器的結(jié)果為全 0時(shí)，Z為1.ALU左移輸出原理說明：左移門將運(yùn)算器的結(jié)果左移一位送總線。當(dāng) X2X1X0=110時(shí)運(yùn)算器結(jié)果通過左通門送到數(shù)據(jù)總線。具體連線為:ALU5DBUS6ALU4DBUS5ALU3DBUS4ALU2DBUS3ALU1DBUS2ALU0DBUS1DBUS7ALU6當(dāng)不帶進(jìn)位移位時(shí)(CN=0):0DBUS0當(dāng)帶進(jìn)位移位時(shí)(CN=1):CyDBUS0 ALU7s.Z ALU6%. ALI；，, .LU22 ROEVCCi7-046 DBUS-：(CiBEE : DBESJ j DEES4DEUS3 DRT：TjDBUS1DBUW ；ALU右移輸出原理圖說

13、明：右移門將運(yùn)算器的結(jié)果右移一位送總線。當(dāng)X2X1X0=101時(shí)運(yùn)算器結(jié)果通過右通門送到數(shù)據(jù)總線。具體連線是：Cy 與 CNDBUS7ALU7DBUS6ALU6DBUS5ALU5DBUS4ALU4DBUS3ALU3DBUS2ALU2DBUS1ALU1DBUS0Cy 與 CNDBUS7當(dāng)不帶進(jìn)位移位時(shí)(CN=0):0DBUS7當(dāng)帶進(jìn)位移位時(shí)(CN=1):CyDBUS72.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(1)將55H寫入A寄存器(學(xué)生做)（2）改變CN （移位是否帶進(jìn)位卜Cy IN （移位進(jìn)位輸入）的值，分別觀察L、D、R寄存器內(nèi)容變化。CNCy INLDR0XAA10101010550101 01012A0010 101010AA10101010550101 01012A0010 101011AB10101011550101 0101AA1010 10103.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)