寄存器和运算器实验.doc

寄存器实验
实验名称：AR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

实验1：A，W 寄存器实验

接连线表

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

置控制信号为：

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

置控制信号为：

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：
１．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

连接线表
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

置控制信号为：

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]的数据输入，置数据22H

置控制信号为：

按住 CLOCK 脉冲键，CLOCK 由高变低，这时寄存器 R1 的黄色选择指示灯亮，表明选择R1 寄存器。放开CLOCK 键，CLOCK由低变高，产生一个上升沿，数据22H被写入R1寄存器。

将33H写入R2 寄存器
二进制开关K23-K16 用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据33H

置控制信号为：

按住 CLOCK 脉冲键，CLOCK 由高变低，这时寄存器 R2 的黄色选择指示灯亮，表明选择R2 寄存器。放开CLOCK 键，CLOCK由低变高，产生一个上升沿，数据33H被写入R2寄存器。

将44H写入R3 寄存器

二进制开关K23-K16 用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据44H
置控制信号为：

按住 CLOCK 脉冲键，CLOCK 由高变低，这时寄存器 R3 的黄色选择指示灯亮，表明选择R3 寄存器。放开CLOCK 键，CLOCK由低变高，产生一个上升沿，数据44H被写入R3寄存器。
注意观察：
1. 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. K1(SB), K0(SA) 用于选择寄存器。

读R0 寄存器

置控制信号为：

这时寄存器R0 的红色输出指示灯亮，R0 寄存器的数据送上数据总线。此时液晶显示
DBUS: 11 00010001. 将K11(RRD)置为1, 关闭R0 寄存器输出.

读R1 寄存器

置控制信号为：
这时寄存器R1 的红色输出指示灯亮，R1 寄存器的数据送上数据总线。此时液晶显示
DBUS: 22 00100010. 将K11(RRD)置为 1, 关闭R1 寄存器输出.

读R2 寄存器

置控制信号为：

这时寄存器R2 的红色输出指示灯亮，R2 寄存器的数据送上数据总线。此时液晶显示
DBUS: 33 00110011. 将 K11(RRD)置为1, 关闭 R2 寄存器输出.

读R3 寄存器

置控制信号为：

这时寄存器R3 的红色输出指示灯亮，R3 寄存器的数据送上数据总线。此时液晶显示
DBUS: 44 01000100. 将K11(RRD)置为 1, 关闭R3 寄存器输出.

注意观察：
1. 数据在 K11(RRD)为0 时输出, 不是沿触发, 与数据打入不同。

实验 3：MAR地址寄存器，ST 堆栈寄存器，OUT输出寄存器

连接线表

将12H写入MAR寄存器

二进制开关K23-K16 用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据12H

置控制信号为：

按住CLOCK 脉冲键，CLOCK由高变低，这时寄存器MAR 的黄色选择指示灯亮，表明选择MAR寄存器。放开CLOCK键，CLOCK由低变高，产生一个上升沿，数据12H 被写
入MAR寄存器。
K14(MAROE)为0, MAR寄存器中的地址输出. MAR 红色输出指示灯亮.
将K14(MAROE)置为 1. 关闭MAR 输出.

将34H写入ST 寄存器
二进制开关K23-K16 用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据34H
置控制信号为：

按住 CLOCK 脉冲键，CLOCK 由高变低，这时寄存器 ST 的黄色选择指示灯亮，表明选择ST 寄存器。放开CLOCK 键，CLOCK由低变高，产生一个上升沿，数据34H被写ST 寄
存器。

将56H写入OUT寄存器
二进制开关K23-K16 用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据56H

置控制信号为：

按住 CLOCK 脉冲键，CLOCK 由高变低，这时寄存器 OUT 的黄色选择指示灯亮，表明选择 OUT 寄存器。放开 CLOCK 键，CLOCK 由低变高，产生一个上升沿，数据 56H 被写入OUT 寄存器。

运算器实验

实验要求：利用 COP2000 实验仪的 K16..K23 开关做为 DBUS 数据，其它开关做为控制信号，将数据写累加器A和工作寄存器W，并用开关控制 ALU的运算方式，实现
运算器的功能。
实验目的：了解模型机中算术、逻辑运算单元的控制方法。
实验说明： COP2000中的运算器由一片可编程芯片EPLD实现. 有8种运算, 通过S2,S1,S0来选择。运算数据由寄存器 A 及寄存器 W 给出, 运算结果输出到直通门 D。有兴趣的同学可以参考第76 页实现本ALU 功能的ABLE 语言。了解ALU的实现方法。

连接线表

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
置控制信号为：

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33H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33H
置控制信号为：

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 33H 被写入 W 寄存器。

置下表的控制信号, 检验运算器的运算结果
注意观察：
运算器在加上控制信号及数据(A,W)后, 立刻给出结果, 不须时钟.