《计算机组成原理》实验指导书

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1、84计算机组成原理实验指导书第二章分部实验为掌握计算机的基本组成和工作原理，并为课程设计做准备，本章安排了四个分部实验，这些实验均在COP2000计算机组成原理实验仪上进行。§2.1分部实验1本实验包括寄存器的验证实验及运算器的验证、设计实验。2.1.1寄存器实验寄存器是一种重要的数字电路部件,常用来暂时存放数据、指令等。一个触发器可以存储一位二进制代码，存放N位二进制代码，用N个触发器即可。因为我们的模型机是8位的，因此在本模型机中大部分寄存器是8位的，标志位寄存器(Cy,Z)是二位的。在COP2000实验仪中，寄存器由74H

2、C574构成，它可以存放8位二进制代码，其中的一位二进制代码是由一个D触发器来存储的。首先，我们先介绍一下74HC574的工作原理。图2-1是74HC574的原理图。图2-174HC574原理图我们可以看到，在CLK的上升沿，输入端的数据被打入到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。表2-1列出了74HC574的使用方法。表2-174HC574使用方法84计算机组成原理实验指导书第二章分部实验为掌握计算机的基本组成和工作原理，并为课程设计做准备，本章安排了四个分部实验，这些实验均在COP2

3、000计算机组成原理实验仪上进行。§2.1分部实验1本实验包括寄存器的验证实验及运算器的验证、设计实验。2.1.1寄存器实验寄存器是一种重要的数字电路部件,常用来暂时存放数据、指令等。一个触发器可以存储一位二进制代码，存放N位二进制代码，用N个触发器即可。因为我们的模型机是8位的，因此在本模型机中大部分寄存器是8位的，标志位寄存器(Cy,Z)是二位的。在COP2000实验仪中，寄存器由74HC574构成，它可以存放8位二进制代码，其中的一位二进制代码是由一个D触发器来存储的。首先，我们先介绍一下74HC574的工作原理。图2-1

4、是74HC574的原理图。图2-174HC574原理图我们可以看到，在CLK的上升沿，输入端的数据被打入到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。表2-1列出了74HC574的使用方法。表2-174HC574使用方法84计算机组成原理实验指导书图2-2为74HC574的工作波形图。图2-274HC574工作波形图一、实验一：A，W寄存器实验1、实验器材COP2000计算机组成原理实验仪、万用表。2、实验目的（1）了解并掌握74HC574的工作原理及使用方法。（2）掌握寄存器A，W的工作原理。

5、3、实验要求分别验证A，W寄存器的功能。4、实验原理A，W寄存器是作用于ALU输入端的两个寄存器，两个参与运算的数分别来自A或W。图2-3、图2-4分别为寄存器A，W的原理图。84计算机组成原理实验指导书图2-3寄存器A原理图图2-4寄存器W原理图A，W寄存器的写工作波形如图2-5所示。图2-5寄存器A，W写工作波形图其中，AEN、WEN分别为A选通和B选通。5、实验步骤与内容（1）按照表2-2连线表2-2A，W寄存器实验连线表84计算机组成原理实验指导书（1）将数据55H写入A寄存器首先将二进制开关K23-K16用于数据总线D

6、BUS[7：0]的数据输入，置数据55H。然后，置如下控制信号：接下来，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。（2）将数据66H写入W寄存器首先将二进制开关K23-K16用于数据总线DBUS[7：0]的数据输入，置数据66H。然后，置如下控制信号：接下来，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

7、，数据66H被写入W寄存器。可以看到，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。另外，WEN，AEN为高时，即使CLOCK有上升沿，寄存器的数据也不会改变。84计算机组成原理实验指导书二、寄存器组R（R0-R4）实验1、实验器材COP2000计算机组成原理实验仪、万用表。2、实验目的掌握寄存器组的工作原理。3、实验要求验证寄存器组的功能。4、实验原理本模块的设置，为实验仪提供了4个8位通用寄存器。它对运算器结构、运算速度、指令系统的设计等都有密切的关系。我们可以通过SB、SA进行4个寄存器的选择。寄存

8、器组的原理见图2-6。图2-6寄存器组R原理图寄存器组R的读、写工作波形图如图2-7及图2-8所示。84计算机组成原理实验指导书图2-7寄存器组R的写工作波形图图2-8寄存器组R的读工作波形图5、实验内容与步骤在本实验中，我们会将不同的数据分别写入寄存器组的不同