(整理)实验-寄存器.
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。
寄存器的电压与电流特性实验
寄存器的电压与电流特性实验一、引言寄存器作为数字电路中常见的存储元件，其电压与电流特性的研究对于数字电路设计和性能分析具有重要意义。
本实验旨在探究寄存器的电压与电流之间的关系，并分析其特性。
二、实验装置与原理1. 实验装置：- 寄存器：选用XX型号的寄存器，具有较为稳定的电压与电流特性。
- 电源：提供适当的电压和电流给寄存器供电。
- 万用表：用于测量和记录寄存器的电压和电流数值。
2. 实验原理：- 寄存器的输入与输出关系：输入信号经过寄存器的处理后输出，寄存器的输出与输入有一定的时间延迟。
- 寄存器的电压特性：寄存器的输入和输出都受到电压的影响，实验中可以通过改变输入电压来观察寄存器的响应情况。
- 寄存器的电流特性：寄存器的工作过程中会产生一定的电流，实验中可以通过测量寄存器的电流来了解其工作状态。
三、实验步骤与结果1. 设置实验装置：- 将寄存器与电源连接，保证充分供电。
- 连接万用表，方便测量电压与电流数值。
2. 测量电压特性：- 逐渐改变输入电压，记录输入和输出电压的数值。
- 绘制输入输出电压关系的曲线图，并进行分析与解读。
3. 测量电流特性：- 测量寄存器的电流值，并进行记录。
- 分析电流的变化规律，并探究与输入电压之间的关系。
四、实验结果分析1. 电压特性：根据实验结果绘制的输入输出电压曲线，可以观察到寄存器在不同输入电压下的输出变化情况。
从曲线图中可以得出寄存器的输入输出特性，如响应时间、响应范围等。
2. 电流特性：实验中测量到的电流数值反映了寄存器工作过程中的能耗情况。
通过分析电流的变化规律，可以了解到寄存器在不同工作状态下的能耗情况，为电路设计与优化提供参考。
五、实验结论通过对寄存器的电压与电流特性进行实验研究，我们得出了以下结论：1. 寄存器的输入输出特性可以通过绘制输入输出电压曲线来观察和分析，以确定其响应时间和响应范围等特性。
2. 寄存器的工作过程中会产生一定的电流，电流的变化规律可以用于了解寄存器在不同工作状态下的能耗情况。
寄存器及数据输出实验
EMRD
K3
EM存储器读能
低电平有效
6
IRCK
CLOCK
µPC工作脉冲
上升沿打入
1、µPC加一实验
设置控制信号为：
K3(EMRD)
K2(EMWR)
K1(EMEN)
K0(IREN)
按一次CLOCK一次，CLOCK产生一个上升沿，µPC的输出数据被加一。
2、µPC预置数据实验
用二进制开关K23~K16将数据送到数据总线（DBUS），置数据??H
四、思考题
寄存器
1、AEN、WEN同时为高电平或同时为低电平时，给出CLOCK上升沿，会有什么结果？并解释之
AEN WEN同时为低电平时A W寄存器同时写入数据AEN WEN同时为高电平时A W寄存器都不写入数据
有图可知AEN WEN分别与CK相连进行或运算，CLOCK上升沿时同进同不进
2、寄存器组的数据读出与CLOCK脉冲是否有关系？由此说明寄存器的数据打入与读出在控制上的差别。
MAROE、MAREN、STEN、OUTEN为MAR、ST、OUT寄存器控制信号。
MAROE：控制MAR内容是否输出到ABUS。
MAREN、STEN、OUTEN分别控制DBUS中数据写入寄存器的选定。011--MAR、101--ST、110--OUT。
计数器
1、请叙述程序计数器PC、微程序计数器µPC工作原理，两者在预置条件上有何区别？
K1（SB）
K0（SA）
0
1
0
0
液晶显示为：55
读R1：
置控制信号：
K11（RRD）
K10（RWR）
K1（SB）
K0（SA）
0
1
0
1
计算机寄存器实验报告
一、实验目的1. 理解计算机寄存器的概念、作用和分类；2. 掌握寄存器在计算机系统中的基本操作；3. 熟悉寄存器的控制信号及其工作原理；4. 培养实验操作能力和分析问题能力。
二、实验环境1. 实验设备：计算机组成原理实验箱、计算机、Proteus仿真软件；2. 实验软件：Proteus仿真软件、模型机仿真软件；3. 实验环境：实验室。
三、实验内容1. 寄存器基本概念及分类；2. 寄存器操作实验；3. 寄存器控制信号实验；4. 寄存器在计算机系统中的应用实验。
四、实验步骤1. 寄存器基本概念及分类实验（1）打开Proteus仿真软件，创建一个新的项目；（2）在项目中选择计算机组成原理实验箱中的寄存器模块；（3）观察寄存器的结构，了解寄存器的分类（如累加器、寄存器组、地址寄存器等）；（4）总结寄存器的作用，如暂存数据、控制指令等。
2. 寄存器操作实验（1）在Proteus仿真软件中，搭建一个简单的寄存器操作电路；（2）设置输入数据，观察寄存器的输出；（3）通过改变输入数据，验证寄存器的存储功能；（4）总结寄存器操作的基本步骤。
3. 寄存器控制信号实验（1）在Proteus仿真软件中，搭建一个包含控制信号的寄存器电路；（2）观察控制信号对寄存器操作的影响；（3）通过改变控制信号，验证寄存器的读写功能；（4）总结寄存器控制信号的作用和意义。
4. 寄存器在计算机系统中的应用实验（1）在Proteus仿真软件中，搭建一个简单的计算机系统电路；（2）观察寄存器在计算机系统中的操作过程；（3）分析寄存器在计算机系统中的作用，如数据暂存、指令控制等；（4）总结寄存器在计算机系统中的应用。
五、实验结果与分析1. 通过实验，掌握了寄存器的基本概念、作用和分类；2. 熟悉了寄存器的操作过程，包括输入、输出、读写等；3. 了解寄存器控制信号的作用，以及它们对寄存器操作的影响；4. 分析了寄存器在计算机系统中的应用，如数据暂存、指令控制等。
寄存器的多功能性能实验
寄存器的多功能性能实验寄存器是计算机中非常重要的组成部分，它们具有多种功能，能够满足不同的需求。
本文将对寄存器的多功能性能进行实验探究，通过实验结果来验证其功能和性能。
一、引言在计算机系统中，寄存器是一种数据存储器件，用于存储指令、数据和地址等信息。
寄存器具有快速读写速度和存储容量有限等特点，但同时也具备多种功能。
本次实验将通过具体的测试来了解和验证寄存器的多种功能。
二、寄存器的存储功能实验1. 实验目的通过本次实验，我们将了解寄存器的存储功能，并验证其存储容量与读写速度。
2. 实验步骤（1）选择一块适用的寄存器芯片，并准备连接线路。
（2）编写测试程序，在寄存器中存储一定数量的数据。
（3）观察并记录存储数据的过程，包括写入时间和写入结果。
（4）使用读取操作读取寄存器中的数据，并记录读出时间和读出结果。
3. 实验结果经过实验测试，我们得到了以下结果：（1）写入时间：在一定数据量条件下，寄存器的写入时间基本稳定，能够实时完成数据写入。
（2）写入结果：寄存器按照设定的地址顺序存储数据，写入准确无误。
（3）读取时间：寄存器的读取操作非常迅速，几乎可以实时返回读取结果。
（4）读取结果：通过读取操作，我们能够准确读取到寄存器中存储的数据。
4. 结论通过上述实验，我们验证了寄存器的存储功能，能够按照指定地址存储和读取数据，并具备较快的读写速度。
三、寄存器的状态存储功能实验1. 实验目的通过本次实验，我们将了解寄存器的状态存储功能，并验证其能够保存和传递计算结果。
2. 实验步骤（1）选择适合的寄存器，并准备相应的测试电路。
（2）编写测试程序，将计算结果存储到寄存器中。
（3）观察并记录存储数据的过程，包括写入时间和写入结果。
（4）通过其他计算操作，读取寄存器中的数据，并验证结果的准确性。
3. 实验结果经过实验测试，我们得到了以下结果：（1）写入时间：寄存器的写入时间非常短，几乎可以忽略不计。
（2）写入结果：寄存器能够准确地存储计算结果，并能够在读取时传递给其他部件使用。
寄存器实验实验报告
寄存器实验实验报告寄存器实验实验报告一、引言寄存器是计算机中一种重要的数据存储器件，用于暂时存储和传输数据。
在计算机系统中，寄存器扮演着关键的角色，能够提高计算机的运算速度和效率。
本实验旨在通过实际操作，深入了解寄存器的工作原理和应用。
二、实验目的1. 理解寄存器的概念和作用；2. 掌握寄存器的基本操作方法；3. 学习寄存器在计算机系统中的应用。
三、实验器材和方法1. 实验器材：计算机、开发板、示波器等；2. 实验方法：通过编程控制，利用开发板上的寄存器进行数据存储和传输。
四、实验步骤1. 连接开发板和计算机，并进行相应的驱动安装；2. 打开开发板的开发环境，编写程序代码；3. 设置寄存器的初始值，并将数据存入寄存器；4. 通过编程控制，将寄存器中的数据传输到其他设备或存储器；5. 进行数据读取和验证，确保寄存器的正常工作。
五、实验结果与分析经过实验，我们成功地使用寄存器进行了数据存储和传输，并通过读取数据进行了验证。
寄存器在计算机系统中起到了至关重要的作用，它可以快速暂存数据，提高计算机的运算效率。
在实际应用中，寄存器广泛用于存储指令、地址和数据等信息。
六、实验总结通过本次实验，我们深入了解了寄存器的工作原理和应用。
寄存器作为计算机系统中的重要组成部分，对于提高计算机的运算速度和效率起到了关键的作用。
掌握寄存器的基本操作方法，对于编程和计算机系统的理解都具有重要意义。
在今后的学习和工作中，我们将继续深入研究寄存器的相关知识，不断提升自己的技术水平。
七、参考文献[1] 计算机原理与接口技术. 李春葆, 刘燕, 张洪岩. 清华大学出版社, 2019.[2] 计算机组成与设计：硬件/软件接口. David A. Patterson, John L. Hennessy. 机械工业出版社, 2016.以上就是本次寄存器实验的实验报告，通过实际操作和实验结果的分析，我们对寄存器的工作原理和应用有了更深入的了解。
实验一 寄存器组实验
实验一寄存器组实验1 实验目的(1) 明确寄存器功能。
(2) 掌握寄存器的工作原理，熟练进行读、写操作。
2 实验设备PC 机一台，TD-CMA实验系统一套。
3 实验原理本实验的原理如图1所示。
图1 寄存器组寄存器组由四个8位寄存器通过单总线结构方式组织，数据写操作由时钟上升沿使能，寄存器数据输出端有三态缓冲器，控制信号低电平有效。
图中T4为时钟信号，是连续的方波，实验台加电后即由时序发生器电路输出，与门的另外一个输入为门控信号，高电平时使T4通过完成寄存器写操作，低电平时寄存器处于数据保持状态。
输入数据由实验台上一组8个拨动开关提供，高电平表示数据1，低电平表示数据0。
寄存器的输出由挂接在总线上的8个led灯显示，其原理如图2所示，当输出数据是1时，灯点亮，数据为0时灯熄灭。
图2 LED显示原理4 实验步骤(1) 按图3 连接实验电路，并检查无误。
图中将用户需要连接的信号用圆圈标明（其它实验相同）。
图3实验接线图(2) 将时序与操作台单元的开关KK2 置为‘单拍’档,开关KK1、KK3 置为‘运行’档。
开关S3至S0置低电平，SD13至SD10置高电平。
(3) 打开电源开关，如果听到有‘嘀’报警声，说明有总线竞争现象，应立即关闭电源，重新检查接线，直到错误排除。
(4) 用输入开关向4个寄存器写入数据。
①拨动CON单元的SD27…SD20 数据开关，形成二进制数01100101（或其它数值），数据显示亮为‘1’，灭为‘0’。
②将S0拨至高电平，连续按动时序单元的ST 按钮，产生一个T4 上沿，则将二进制数01100101 置入寄存器R0中，将S0拨回低电平。
用相同操作方法向其他三个寄存器中写入另外3组数据。
（5）依次读取四个寄存器的值，与之前写入的值比较检验是否相同。
以寄存器R0为例，将SD10拨至低电平，数据即输出至总线并由8个LED灯显示，读取输出值，灯亮为1，暗为0。
完成后将SD10拨回高电平。
寄存器相关实验
实验一一、实验目的二、实验设备三、工作原理(图)四、实验内容与结果实验内容：3种置数方式（进位保持、进位清零、进位置1），分别设置2组数据。
每个数据，分别验证5种操作（保持、循环右移、带进位循环右移、循环左移、带进位循环左移），并将结果以表格形式，列在下面，注意进位Z标志，一并记录。
实验结果：实验二移位运算实验内容1、往移位寄存器置数（进位清零）000FH，分别执行功能“循环右移”4次和“循环左移”4次后的结果（包括进位标识Z及进位指示灯的状态）；2、往移位寄存器置数（进位置1）000FH，分别执行功能“带进位循环右移”8次和“带进位循环左移”8次后的结果；3、往移位寄存器置数（进位置1）8E60H，执行功能“带进位循环右移”4次，再执行“循环左移”4次后的结果；4、往移位寄存器置数（进位置1）1080H后，执行功能“带进位循环左移”4次后的结果；执行“循环左移”4次后的结果；5、置数(进位保持)3A00H，执行功能“带进位循环右移”4次，执行功能“循环右移”4次，执行功能“保持”后的结果。
结果记录参考格式例：置数（进位清零）执行功能执行结果进位及指示灯状态000FH “循环右移”4次0F000H 0 灭实验三存储器读写和总线控制实验实验内容1、通过数据总线，输入地址00H，读出此内存单元的值；再输入地址10H，读出此内存单元值；输入地址20H，读出此内存单元值；这些值代表什么？输入地址30FFH，此时存储的地址单元是多少？2、往RAM的任意地址存放十组以上的数据，然后读出并检查结果是否正确，并查看地址总线指示灯（A0。
A7）与数据总线指示灯（D0。
D15）的状态；3、通过键盘操作方式，输入并验证P32页的表3-1数据。
实验五微程序设计实验内容1、输入和验证实验材料P52页表5-3微代码并运行；2、参照P50页表5-2的微代码格式，试着编写8条简单的微代码，使之能循环运行，并参照表5-2下的微代码含义说明写出各条微代码含义。
计算机组成原理实验报告-寄存器实验
千里之行，始于足下。
计算机组成原理实验报告-寄存器实验计算机组成原理实验报告-寄存器实验》一、实验目的本次实验旨在通过设计和实现一个基本的寄存器，加深对计算机组成原理中寄存器的理解，并掌握寄存器在计算机中的应用。
二、实验设备及软件1. 实验设备：计算机2. 实验软件：模拟器软件Mars3. 实验材料：电路图、线缆、元器件三、实验原理寄存器是计算机的一种重要组成部分，用于存储数据和指令。
一个基本的寄存器通常由一组触发器组成，可以存储多个位的信息。
本实验中，我们需要设计一个16位的寄存器。
四、实验步骤1. 确定寄存器的结构和位数：根据实验要求，我们需要设计一个16位的寄存器。
根据设计要求，选择合适的触发器和其他元器件。
2. 组装寄存器电路：根据电路图，将选择好的元器件按照电路图连接起来。
3. 连接电路与计算机：使用线缆将寄存器电路连接到计算机的相应接口上。
4. 编写程序：打开Mars模拟器软件，编写程序来测试寄存器的功能。
可以编写一段简单的程序，将数据写入寄存器并读取出来，以验证寄存器的正确性。
5. 运行程序并测试：将编写好的程序加载到Mars模拟器中，并运行程序，观察寄存器的输出和模拟器的运行结果。
第1页/共3页锲而不舍，金石可镂。
五、实验结果在本次实验中，我们成功设计和实现了一个16位的寄存器，并进行了相关测试。
经过多次测试，寄存器的功能和性能良好，能够准确地存储和读取数据。
六、实验心得通过本次实验，我对寄存器的结构和工作原理有了更深入的了解。
寄存器作为计算机的一种重要组成部分，起着存储和传输数据的作用。
通过实际操作和测试，我更加清楚了寄存器在计算机中的应用和重要性。
在实验过程中，我遇到了一些问题，如电路连接不稳定、程序错误等，但通过仔细检查和调试，最终解决了这些问题。
这次实验也让我深刻体会到了学习计算机组成原理的重要性，只有深入理解原理并通过实践运用，才能真正掌握计算机的工作原理和能力。
通过这个实验，我有了更深入的认识和理解，对计算机组成原理的学习也更加系统和完整。
寄存器实验实验报告
寄存器实验实验报告在学习计算机组成原理的过程中，寄存器可是个至关重要的概念。
为了更深入地理解它，咱进行了一场有趣的寄存器实验。
实验开始前，看着那一堆实验设备和线路，心里还真有点小紧张。
毕竟这可不是闹着玩的，一个不小心接错线，可能整个实验就泡汤了。
不过，咱还是鼓起勇气，准备大干一场！实验中用到的主要设备有数字逻辑实验箱、导线、示波器等等。
我们的任务是通过连接线路，实现对寄存器的读写操作，并观察数据的变化。
先来说说寄存器的基本原理吧。
寄存器就像是计算机里的一个个小抽屉，专门用来存放数据。
它具有快速存储和读取数据的能力，是计算机运行的重要组成部分。
开始动手连接线路啦！这可真是个细致活儿。
我小心翼翼地拿着导线，眼睛紧紧盯着实验箱上的插孔，生怕插错了地方。
每插一根线，都感觉像是在完成一项艰巨的任务。
好不容易把线路连接好了，接下来就是输入数据进行测试。
当我按下第一个数据输入按钮时，心里别提多期待了。
眼睛一直盯着示波器的屏幕，盼着能看到正确的数据显示。
哎呀！没想到第一次居然出错了。
数据显示得乱七八糟，完全不是我想要的结果。
这可把我急坏了，赶紧检查线路，看是不是哪里接错了。
经过一番仔细的排查，终于发现原来是有一根导线接触不良。
重新接好后，再次输入数据，这次终于成功啦！看着示波器上显示出正确的数据，那种成就感简直爆棚。
在实验过程中，我还发现了一个有趣的现象。
当连续输入多个数据时，寄存器会按照先后顺序依次存储，就像排队一样，整整齐齐。
而且读取数据的时候，也是按照存储的顺序一个一个来，可听话了。
通过这次实验，我对寄存器有了更直观、更深刻的理解。
以前在书本上看到的那些抽象的概念，现在都变得清晰起来。
我明白了寄存器的工作原理，知道了它是如何存储和读取数据的，也更加体会到了计算机内部运行的神奇之处。
回想起刚开始面对实验设备时的紧张和迷茫，再看看现在成功完成实验后的喜悦和满足，真的是感慨万千。
这次实验不仅让我学到了知识，还锻炼了我的动手能力和解决问题的能力。
寄存器实验实验报告
寄存器实验实验报告一. 引言寄存器是计算机中重要的数据存储器件之一，用于存储和传输数据。
通过对寄存器进行实验，我们可以更好地理解寄存器的工作原理和应用。
本实验旨在通过设计和测试不同类型的寄存器，深入掌握寄存器的各种功能和操作。
二. 实验设计本实验设计了两个寄存器的实验，分别为移位寄存器和计数器寄存器。
1. 移位寄存器实验移位寄存器是一种特殊的串行寄存器，它能够实现对数据位的移位操作。
本实验设计了一个4位的移位寄存器，分别使用D触发器和JK触发器实现。
实验步骤如下：1) 首先，根据设计要求将4个D或JK触发器连接成移位寄存器电路。
2) 确定输入和输出端口，将输入数据连接到移位寄存器的输入端口。
3) 设计测试用例，输入测试数据并观察输出结果。
4) 分析实验结果，比较不同触发器类型的移位寄存器的性能差异。
2. 计数器寄存器实验计数器寄存器是一种能够实现计数功能的寄存器。
本实验设计了一个二进制计数器，使用T触发器实现。
实验步骤如下：1) 根据设计要求将多个T触发器连接成二进制计数器电路。
2) 设计测试用例，输入计数开始值，并观察输出结果。
3) 测试计数的溢出和循环功能，观察计数器的行为。
4) 分析实验结果，比较不同计数器位数的性能差异。
三. 实验结果与分析在实验过程中，我们完成了移位寄存器和计数器寄存器的设计和测试。
通过观察实验结果，可以得出以下结论：1. 移位寄存器实验中，无论是使用D触发器还是JK触发器，移位寄存器都能够正确地实现数据位的移位操作。
而使用JK触发器的移位寄存器在性能上更加优越，能够实现更复杂的数据操作。
2. 计数器寄存器实验中，二进制计数器能够准确地实现计数功能。
通过设计不同位数的计数器，我们发现位数越多，计数范围越大。
综上所述，寄存器是计算机中重要的存储器件，通过实验我们深入了解了寄存器的工作原理和应用。
移位寄存器和计数器寄存器都具有广泛的应用领域，在数字电路设计和计算机系统中起到了重要作用。
试验一_寄存器试验
1实验一：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74HC574工作波形图第一部分：A，W寄存器实验寄存器A原理图寄存器W原理图寄存器A，W写工作波形图连接线表- 2 -将22H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22H置控制信号为：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22H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。
体会：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。
第二部分：R0，R1，R2，R3寄存器实验3- 4 -寄存器R 原理图寄存器R 写工作波形图连接线表将33H 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33HR0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R0寄存器。
组成原理实验一寄存器实验
组成原理实验一寄存器实验组成原理实验一寄存器实验一、实验目的1.深入理解寄存器的工作原理；2.掌握寄存器的使用方法；3.学习通过寄存器实现数据的存储和传输。
二、实验设备1.微处理器开发板；2.示波器；3.逻辑分析仪；4.编程器。
三、实验原理寄存器是计算机组成中的重要部件，主要用于暂时存储数据或指令。
根据功能不同，寄存器可分为输入寄存器、输出寄存器、指令寄存器和数据寄存器等。
在本实验中，我们将通过一个简单的四位寄存器来深入了解寄存器的工作原理。
四、实验步骤1.按照实验要求准备实验设备，并将微处理器的所有引脚通过编程器设置成输入或输出状态；2.将四位寄存器的输入引脚连接到微处理器的四个输入引脚上，将输出引脚连接到微处理器的四个输出引脚上；3.将一个周期性的方波信号加到四位寄存器的时钟引脚上，同时使用示波器观测输入引脚和输出引脚的波形；4.改变四位寄存器的输入值，并观察输出值的变化情况；5.重复步骤3和4，进一步验证四位寄存器的工作原理。
五、实验结果及分析1.在时钟信号的上升沿到达时，四位寄存器的输入值会被锁存到寄存器中，并在输出端显示出来。
因此，通过改变输入值，就可以实现数据的存储和传输；2.在一个工作周期内，只有在时钟信号的上升沿到达时，输入值才会被锁存到寄存器中。
在其他时间，输入值的变化不会影响到寄存器中的值。
因此，寄存器具有记忆功能。
六、实验总结本次实验通过四位寄存器，让我们更深入地了解了寄存器的工作原理和使用方法。
通过观测输入和输出波形的变化，我们验证了寄存器在数据存储和传输方面的重要作用。
同时，我们也掌握了如何通过编程器设置微处理器的引脚状态以及如何使用示波器和逻辑分析仪观测和分析实验波形。
本实验结果和预期相符，成功达到了教学目的。
七、思考题与实验改进意见1.在本实验中，我们使用的寄存器是静态寄存器，也就是只有在时钟信号的上升沿到达时才能进行数据的锁存。
那么，如果使用动态寄存器，是否还能保证数据的稳定性和可靠性呢？请同学们课下自行查阅相关资料进行了解。
寄存器实验报告
实验报告实验名称_______________姓名__________学号___________同组同学姓名__________学号__________实验日期______________实验完成日期______________1．实验题目名称：寄存器实验2．实验目的：1）掌握QuartusII 5.0软件的图形编辑、编译、仿真的设计流程。
2）学习74670三态输出寄存器堆的使用。
3）了解寄存器组的使用，设计出完善的寄存器组。
3.实验内容：设计出功能完善的寄存器组，并对设计的正确性进行验证。
具体要求如下：1）用图形方式设计出寄存器组的电路原理图。
2）测试波形要用时序仿真实现，现将不同的数据连续写入4个寄存器后，在分别读出。
3）将设计文件封装成器件符号。
4）数据的宽度最好为16位。
4.实验设计思想：在主机系统中，寄存器组用于暂存程序运行过程中所需要的各种数据。
可以采用具有三态功能的两片4位片的74LS760芯片进行设计。
构成4字*8位的寄存器组。
通用寄存器组的设计原理图如下：通用寄存器组的设计原理图5.芯片封装图通用寄存器组芯片封装图图中RA，RB输出控制管脚接收需要读出信息的通用寄存器地址，在RE读控制信号的作用下，输出相应寄存器中的数据到输出管脚Q0~Q7端。
WA，WB输入控制管脚接收需要写入信息的通用寄存器的地址，在WE写控制信号的作用下，把输入管脚D0~D7的输入数据写入到相应的寄存器中。
其通用寄存器的“写”“读”功能控制方式可参见表5-2,5-3.6.逻辑电路图6.实验结果：7.实验小结：1）实验过程中所遇到的问题及其分析：2）解决的方法：3）实验收获：4）对实验的意见和建议：。
寄存器实验报告
一、实验目的1. 理解寄存器在计算机系统中的作用和重要性。
2. 掌握通用寄存器组的设计方法和应用。
3. 通过实验，加深对寄存器读写操作的理解。
二、实验原理寄存器是计算机中用于临时存储数据和指令的存储单元，它具有数据存取速度快、容量小、易于控制等特点。
在计算机系统中，寄存器用于存放指令、数据、地址等，是CPU执行指令的重要基础。
三、实验内容1. 通用寄存器组实验（1）实验目的：了解通用寄存器组的用途、结构和工作原理。
（2）实验内容：- 观察通用寄存器组（如AX、BX、CX、DX等）的内部结构；- 学习寄存器读写操作的基本指令（如MOV、ADD、SUB等）；- 通过编程，实现寄存器之间的数据交换和运算。
（3）实验步骤：- 使用C语言编写程序，实现寄存器之间的数据交换和运算；- 在计算机上编译并运行程序，观察实验结果。
2. 移位寄存器实验（1）实验目的：了解移位寄存器的结构、工作原理和应用。
（2）实验内容：- 观察移位寄存器（如74LS194）的内部结构；- 学习移位操作指令（如SHL、SHR等）；- 通过编程，实现数据的串行/并行转换和构成环形计数器。
（3）实验步骤：- 使用C语言编写程序，实现数据的串行/并行转换和构成环形计数器；- 在计算机上编译并运行程序，观察实验结果。
3. 寄存器仿真实验（1）实验目的：通过仿真软件，加深对寄存器读写操作的理解。
（2）实验内容：- 使用Proteus仿真软件，搭建寄存器实验电路；- 观察寄存器读写操作时，内部信号的变化；- 分析实验结果，验证寄存器读写操作的正确性。
（3）实验步骤：- 在Proteus软件中搭建寄存器实验电路；- 编写测试程序，观察寄存器读写操作时，内部信号的变化；- 分析实验结果，验证寄存器读写操作的正确性。
四、实验结果与分析1. 通用寄存器组实验通过实验，我们了解了通用寄存器组的结构和工作原理，掌握了寄存器读写操作的基本指令。
实验结果表明，寄存器读写操作可以有效地提高程序执行速度。
寄存器的使用实验报告
一、实验目的1. 理解寄存器的概念和功能。
2. 掌握寄存器的使用方法和操作步骤。
3. 熟悉寄存器在实际应用中的重要作用。
4. 通过实验加深对寄存器原理的理解。
二、实验原理寄存器是一种用于存储和传输数据的基本电子元件，它由触发器组成，具有存储、读取、传输等基本功能。
寄存器在数字电路和计算机系统中起着至关重要的作用，广泛应用于数据处理、指令执行、地址寻址、数据传输等方面。
寄存器按功能可分为以下几种类型：1. 数据寄存器：用于暂存数据，如累加器、数据寄存器等。
2. 地址寄存器：用于存储指令或数据的地址，如程序计数器、基地址寄存器等。
3. 控制寄存器：用于存储控制信息，如指令寄存器、状态寄存器等。
4. 程序状态字寄存器：用于存储程序运行状态，如标志寄存器等。
本实验主要涉及数据寄存器的使用。
三、实验设备与器件1. 实验箱2. 74LS74 D触发器3. 74LS153 3-8译码器4. 74LS74 4位双向移位寄存器5. 74LS02 与非门6. 74LS08 与门7. 电源8. 接线端子9. 逻辑测试仪四、实验内容与步骤1. 实验一：数据寄存器的读写操作（1）搭建实验电路：根据实验原理图，连接74LS74 D触发器、74LS153 3-8译码器、74LS74 4位双向移位寄存器、74LS02 与非门、74LS08 与门等器件。
（2）设置初始状态：将74LS74 D触发器的Q端连接到74LS74 4位双向移位寄存器的并行输入端，将74LS153 3-8译码器的输出端连接到74LS74 4位双向移位寄存器的并行输出端。
（3）编写测试程序：编写程序，对74LS74 D触发器进行初始化，使数据寄存器中的数据为0。
（4）执行测试程序：运行测试程序，观察数据寄存器的读写操作是否正确。
2. 实验二：数据寄存器的移位操作（1）搭建实验电路：根据实验原理图，连接74LS74 D触发器、74LS74 4位双向移位寄存器、74LS02 与非门、74LS08 与门等器件。
寄存器实验报告
寄存器实验报告实验目的：本实验旨在通过对寄存器的学习和实验操作，了解寄存器的基本概念、功能以及应用。
实验设备：1. 计算机2. 开发板3. 指示灯4. 连接线实验步骤：一、寄存器简介寄存器是计算机中的一种重要的存储器件，用于存储和传送数据。
它采用二进制编码进行操作，并且能够以不同的形式存在于各种计算机中。
寄存器通常由多个触发器级联实现，其中每个触发器能够存储一个二进制位。
根据其功能和结构的不同，寄存器可以分为通用寄存器、特殊功能寄存器等。
二、实验设备连接1. 将开发板与计算机通过连接线进行连接。
2. 将指示灯插入开发板上的相应引脚。
三、数据输入与显示1. 在计算机上编写相应的程序，通过控制寄存器将数据输入到开发板中。
2. 通过观察指示灯的状态，验证数据是否被正确地存储到寄存器中。
3. 修改输入的数据，观察指示灯是否能正确反映修改后的数据。
四、数据传送与处理1. 编写程序，将寄存器中的数据传送到其他相关设备中。
2. 通过观察设备的工作状态，验证数据是否能正确地传送和处理。
五、寄存器的运算1. 编写程序，对寄存器中的数据进行相应的运算操作，如加法、减法等。
2. 通过观察计算结果的正确性，验证寄存器的运算功能是否正常。
六、数据存储与读取1. 编写程序，将计算结果存储到寄存器中。
2. 通过读取寄存器中的数据，验证存储功能是否正常。
实验结果与分析：通过以上实验操作，我们成功地对寄存器的功能和应用进行了探究和验证。
通过数据的输入、传输、运算和存储等操作，我们可以清楚地认识到寄存器在计算机中的作用和重要性。
同时，我们也发现了寄存器在数据存储和传送过程中的高效性和可靠性。
结论：寄存器作为计算机中的重要存储器件，在数据的存储和传送方面发挥着重要的作用。
通过本次实验，我们对寄存器的基本概念、功能和运作原理有了深入的了解。
通过学习和实践，我们进一步增强了对计算机硬件和数据处理的认识，为今后的学习和研究打下了坚实的基础。
寄存器实验报告资料
为0, MAR寄存器中的地址输出. MAR红色输出指示灯亮.
K14(MAROE)置为1. 关闭MAR输出.
77H写入OUT寄存器
K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据77H
K22 K21 K20 K19 K18 K17 K16
K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据44H
K22 K21 K20 K19 K18 K17 K16
1 0 0 0 1 0 0
K10(RWR) K1(SB) K0(SA)
0 1 1
R0,R1,R2,R3寄存器数据读出
11H用R0寄存器读出
K10(RWR) K1(SB) K0(SA)
1 0 1
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。
CLOCK键，CLOCK由低变高，产生一个上升沿，数据55H被写入MAR寄存器。
为0, MAR寄存器中的地址输出. MAR红色输出指示灯亮.
K14(MAROE)置为1. 关闭MAR输出.
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。
用于选择寄存器。
K0(SA) 选择
0 R0
1 R1
0 R2
1 R3
Hale Waihona Puke R0,R1,R2,R3寄存器
11H写入R0寄存器
实验报告
K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据11H
K22 K21 K20 K19 K18 K17 K16
1 1 0 0 1 1 0
实验四寄存器实验
五、实验要求
1. 把表5中注释栏及未填写的项添加完整。
2. 结合实验内容，将运算器74LS181的运算结果寄存在R0中，写出实验步骤，(自 己制表)并在实验中加以验证。
3. 将存储器6116的某一存储单元的内容寄存在R1中，写出实验步骤，（自己制 表）并在实验中加以验证。
实验步骤按表5进行。实验时，对表中的逻辑开关进行操作置1或0，对R0、R1、 R2存数时 ，按单次脉冲键 P0产生单拍T4信号，将数据线上的数据存入相应的寄 存器中。在读取寄存器的数据时，只要对应的片选控制信号为“0”即可读出该 寄存器的锁存的数据。表5中带 X 的为随机状态，无论是高电平还是低电平 ，它 都不影响运算器的运算操作。总线 D7～DO 上接电平指示灯，显示数据总线上的 数据结果。
实验四 寄存器实验
一、实验目的 掌握寄存器在计算计组成电路中的作用，学会控制寄存器的使用方法。
二、实验电路<见图4>
图4 寄存器实验电路图
三、Байду номын сангаас验原理
寄存器是计算机中不可缺少的部分，在计算过程中作为数据的暂存处理，与 存储器比较存取数据方便、控制信号简单、使用灵活，可以提高运算速度。
四、实验步骤
实验前预置下列逻辑电平状态 : SW → BUS =1、 ALU → BUS =1、 /PC→BUS=1， R0 → BUS =1、Rl→BUS=1，R2→BUS=1使总线处在空闲状态, TJ、DP对应的逻辑 开关置成11状态(高电平输出)，时序发生器处于单拍输出状态，实验是在单步状 态下进行的， 以便能清楚地看见每一步的运算过程。将时钟脉冲f0-f3任选一个 为“1”，其他三个均为“0”。表中带↑的地方表示按单次脉冲P0，无↑的地方 不要按单次脉冲P0。
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实验十一移位寄存器及其应用
一、实验目的：
1、熟悉中规模4位双向移位寄存器的逻辑功能并掌握其使用方法；
2、熟悉移位寄存器的应用典例一——构成串行累加器和环形计数器。
二、实验原理：
1、移位寄存器是一种具有移位功能的寄存器，是指寄存器中所存的代码能够在移位脉冲的作用下依次左移或右移。
既能左移又能右移的移位寄存器称为双向移位寄存器，只需要改变左、右移的控制信号便可实现双向移位。
根据存取信息的方式不同移位寄存器可分为：串入串出、串入并出、并入串出、并入并出四种形式。
本实验选用的4位双向通用移位寄存器，型号为74LS194或CC40194，两者功能相同，
S L为左移串行输入端；S1、S0为操作模式控制端；CR为异步清零端；CP为时钟脉冲输入端。
74LS194有5种不同操作模式：并行送数寄存，右移（方向由Q3至Q0），左移（方向由Q0至Q3），保持及清零。
S1、S0和CR 端的控制作用如表11-1所示。
表11-1
2、移位寄存器的应用很广，可构成移位寄存器型计数器；顺序脉冲发生器；串行累加器；可用作数据转换，即把串行数据转换为并行数据，或把并行数据转换为串行数据等。
本实验主要研究移位寄存器用作环形计数器和串行累加器的线路连接及其原理。
（1）环形计数器
把移位寄存器的输出反馈到它的串行输入端，就可以进行循环移位，如图11-2所示，把输出端Q3和右移串行输入端S R相连接，设初始状态Q3Q2Q1Q0=1000，则在时钟脉冲的作用下Q3Q2Q1Q0将依次变为0100、0010、0001、1000-----，可见它是一个具有四个有效状态的计数器，这种类型的计数器通常称为环形计数器。
图11-2电路可以由各个输出端输出在时间上有先后顺序的脉冲，因此也可作为顺序脉冲发生器。
（2）串行累加器
累加器是由移位寄存器和全加器组成的一种求和电路，它的功能是将本身寄存的数和另一个输入的数相加，并存放在累加器中。
图11-2
图11-3是由两个右向移位寄存器、一个全加器和一个进位触发器组成的串行累加器。
设开始时，被加数A=A N-1.....A O和加数B=B N-1......B O已分别存入N+1位累加数移位寄存器和加数移位寄存器。
再设进位触发器D已被清零。
在第一个CP脉冲到来之前，全加器各输入、输出端的情况为：A N=A0，B N=B0，C N-1=0，S N=A0+B0+0=S0，C N=C0。
当第一个CP脉冲到来后，S0存入累加和移位寄存器的最高位，C0存入进位触发器D端，且两个移位寄存器中的内容都向右移动一位。
全加器输出为S N=A1+B1+C0=S1，C N=C1。
在第二个脉冲到来后，两个移位寄存器的内容又右移一位，S1存入累加和移位寄存器的最高位，原先存入的S0进入次高位，C1存入进位触发器Q端，全加器输出为：S N=A2+B2+C1=S2，C N=C2。
按照此顺序进行，到第N+1个CP时钟脉冲后，不仅原先存入两个移位寄存器中的数已被全部移出，且A、B两个数相加的和及最后的进位C N+1也被全部存入累加和移位寄存器中。
若需继续累加，则加数移位寄存器中需要再一次存入新的加数。
中规模集成移位寄存器，其位数往往以4位居多，当需要的位数多于4位时，可把几块移位寄存器用级联的方法来扩展位数。
三、实验设备及器件：
1、+5V直流电源
2、单次脉冲源
3、逻辑电平开关
4、0-1指示器
5、74LS192×2（或CC40192） 74LS74（或CC4013）
74LS183
四、实验内容：
1、测试74LS194（或CC40194）的逻辑功能
按图11-4接线，CR、S1、S0、S L、S R、D3、D2、D1、D0分别接至逻辑开关的输出插口；Q3、Q2、Q1、Q0接至LED逻辑电平显示输入插口。
CP端接单次脉冲源输出插口。
接表11-2所规定的输入状态，逐项进行测试。
（1）清除：令CR=0，其它输入均为任意态，这时寄存器输出Q3、Q2、Q1、Q0应均0。
清除后，置CR=1。
（2）送数：令CR=S1=S0=1，送入任意4位二进制数，如D3D2D1D0=dcba，加CP脉冲，观察CP=0、CP由0到1、CP由1到0三种情况下寄存器输出状态的变化，观察寄存器输出状态变化是否发生在CP脉冲的上升沿。
（3）右移：清零后，令CR=1，S1=0，S0=1，由右移输入端S R送入二进制数码如0100，由CP端连续加4个脉冲，观察输出情况，记录之。
（4）左移：先清零或予置，再令CR=1，S1=1，S0=0，由左移输入端S L送入二进制数码如1111，连续加四个CP脉冲，观察输出端情况，记录之。
（5）保持：寄存器予置任意4位二进制数吗dcba，令CR=1，S1=S0=0，加CP脉冲，观察寄存器输出状态，记录之。
图11-4 74LS194逻辑功能测试
2、循环移位
将实验内容1接线参照图11-2进行改接。
用并行送数法予置寄存器为某二进制九码（如0100），然后进行右移循环，观察寄存器输出端状态的变化，记入表11-3中。
3、累加运算
接图11-5连接实验电路。
CR、S1、S0接逻辑开输出插口，CP接单次脉冲源，由于逻辑开关的数量有限，两寄存器并行输入端D3D2D1D0根据实验设备现有条件，进行接线。
两寄存器的输出端接至LED逻辑电平输入插口。
表11-3
D
（2）送数
令CR=S1=S0=1，用并行送数方法把三位被加数A2A1A0和三位加数B2B1B0分别送入累加和移位寄存A及加数移位寄存B中，然后进行右移，实现加法运算。
连续输入4个CP脉冲，观察两个寄存器输出状态变化，记入表11-4中。
表11-4
五、实验预习要求：
1、复习有关寄存器及累加运算的有关内容；
2、查阅74LS194、74LS18
3、74LS74逻辑线路。
熟悉其逻辑功能及引脚排列；
3、在对74LS194进行送数后，若要使输出端改成另外的数码，是否一定要使寄存器清零？
4、使寄存器清零，除采用CR输入低电平外，可否采用右移或左移的方法？可否使用并行送数法？若可行，如何进行操作？
5、若进行循环左移，图11-4接线应如何改接？
六、实验报告：
1、分析表11-2的实验结果，总结移位寄存器74LS194的逻辑功能并写入表格功能总结一栏中；
2、根据实验内容2的结果，画出4位环形计数器的状态转换图及波形图；
3、分析累加运算所得结果的正确性。