寄存器实验

实验一寄存器实验
实验目的：
1.了解模型机中各种寄存器的结构。

工作原理极其控制方法；
2.熟悉EDA的设计环境；
3.复习和巩固所学的理论知识等。

实验要求：
通过EDA来模拟寄存器的读写过程，进一步了解寄存器的读写控制机制；给出输入输出和控制信号的完整波形图；并分析其工作的过程和机制。

实验步骤：
1.分析实验原理：
●实验中要用到四个寄存器，需要一个选通电路来控制来控制选通对哪个寄存
器进行读或写操作。

●寄存器选通控制电路通过2-4译码器来实现.，因为有读和写两种操作，所以
所以需要用到两片2-4译码器，实际设计时可选用芯片74139。

●读写操作在任何时刻只用一个有效，通过读写使能端来控制。

●写操作是通过上升脉冲瞬时写入，需要保证在写入脉冲到来之前，将数据送
人到数据线上，且保持稳定。

●CLK为写操作时的脉冲控制信号，上升沿有效。

2.选择适当的实验器材：一片74139，四片74374，输入输出端若干；
3.实验电路的连接：四片74374的输入端和输出端对应连在一起。

具体的实验电路图如：
实验结果：
该设计在EDA环境下编译通过，并做了相应的时间分析和波形分析，所得到的一次波形如下：
实验结果分析：
SA和SB是芯片的片选信号：从00到11分别选通的是R0到R3；
RRD为寄存器读使能，RWR为寄存器写使能，二者均为低电平有效；
CK为寄存器工作脉冲；
D0..D7为数据输入信号，Q0..Q7为输出信号；
有图可以看出：
0-400ns是向寄存器中写入数据，此时RWR有效，为低电平。

0-50ns是将1D写入R0中，50ns-100ns是将2D写到R0中；
100ns-150ns是将4D写到R1中，150ns-200ns是将8D写到R1中；
200ns-250ns是将16D写入R2中，250ns-300ns是将32D写到R2中；
300ns-350ns是将64D写入R3中，350ns-400ns是将128D写到R3中；
400ns-800ns是从寄存器中读取数据：此阶段与CK脉冲无关，RRD有效，为低电平。

400ns-500ns读出的是R0寄存器的数据，数据为2H；
500ns-600ns读出的是R1寄存器的数据，数据为8H；
600ns-700ns读出的是R2寄存器的数据，数据为20H；
700ns-800ns读出的是R3寄存器的数据，数据为80H；
实验心得：
1.在做实验之前，首先应该弄清楚实验工作原理，分析实验的目的和要求等；
2.在用EDA连接电路时，先应该理清实验的控制流程，先连好控制电路，然后再来输
入和输出等；
3.设计时要整理好次序，不能盲目的设计；
4.坚持独立设计，确实有不懂的地方，再找同学请教，弄懂之后，重新设计；
5.在开始的设计的过程中，输入和输出的名字相同，结果编译的时候出现了很多的错误
和警告，重命名之后，问题解决了；
6.刚开始的时候选用的芯片的74273，结果不能编译，因为芯片的功能不对，74273含
有清零信号端，没有使能控制信号；
7.最后波形验证是要注意，读写使能端有且仅有一个有效，否则在编译时，会出现很多
的警告错误。

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