实验二 通用寄存器实验
计算机组成原理实验报告 通用寄存器单元实验
西华大学数学与计算机学院实验报告课程名称：计算机组成原理年级：2011级实验成绩：指导教师：祝昌宇姓名：蒋俊实验名称：通用寄存器单元实验学号：312011*********实验日期：2013-12-15一、目的1.了解通用寄存器的组成和硬件电路2. 利用通用寄存器实现数据的置数、左移、右移等功能二、实验原理（1）寄存器实验构成1、通用寄存器由2片GAL构成8位字长的寄存器单元。
8芯插座RA-IN作为数据输入端，可通过端8芯扁平电缆，把数据数据输入端连接到数据总线上。
2、数据输出由一片74LS244（输出缓冲器）来控制。
用8芯插座RA-OUT作为数据输出端，可通过端8芯扁平电缆，把数据数据输出端连接到数据总线上。
3、判零和进位电路由1片GAL、1片7474和一些常规芯片组成，用2个LED（ZD、CY）发光管分别显示其状态。
（2）通用寄存器单元的工作原理通用寄存器的核心部件为2片GAL，它具有锁存、左移、右移、保存等功能。
各个功能都由X1、X2信号和工作脉冲RACK来决定。
当置ERA=0、X0=1、X1=1，RACK有上升沿时，把总线上的数据打入通用寄存器。
可通过设置X1、X0来指定通用寄存器工作方式，通用寄存器的输出端Q0~Q7接入判零电路。
LED（ZD）亮时，表示当前通用寄存器内数据为0。
输出缓冲器采用74LS244，当控制信号RA-O为低时，74LS244开通，把通用寄存器内容输出到总线；当控制信号RA-O为高时，74LS244的输出为高阻。
图1 通用寄存器原理图三、使用环境计算机组成原理实验箱四、实验步骤（一）数据输入通用寄存器1．把RA-IN（8芯的盒型插座）与CPT-B板上二进制开关单元中的J1插座相连（对应二进制开关H16~H23），把RA-OUT（8芯的盒型插座）与数据总线上的DJ6相连。
2．把RACK连到脉冲单元的PLS1，把ERA、X0、X1、RA-0、M接入二进制拨动开关。
请按下表接线。
通用寄存器ALU
S2
S1
S0
0
1
0
0
按下单拍按钮，使R0+R1的值输入到总线ALU中，再通过调节X2X1X0XP
RWRDI/SBOP/SA
000
按下单拍按钮，使R0+R1的数进入R0，R2+R3也是如此。
接下来是数据左移，保持初始数据不变，数据移动方向为R1-DBUS-A-ALU-R1，经过三次循环，最后一次写出数值，例如R1=44H=100100，左移一次为00100010，为22H,再左移一次为00010001=11H,第三次为88H.同理66H左移三次为cc。
2、
五、实验结果和分析
通过实验熟悉了通用寄存器的数据通路，了解了寄存器的构成和运用，同时对八位运算器也有了一些了解，理论思维和动手能力需要进一步加强。
成绩评定
根据实验情况和实验报告质量作出写实性评价
2、评分
优秀 良好 中等 差
综合评分
折合成等级
15
年
4
月
3
日
指导教师签名
时间
K23-k0置”1”,灭M23-M0控位显示灯。然后按下表要求“搭接“部件。
连线
信号孔
接入孔
1
DRCK
CLOCK
2
X2
K1
3
X1
K2
4
X0
K3
5
XP
K4
6
M
K5
7
S2
K6
8
S1
K7
9
S0
K8
10
AWR/AEN
K9
11
BWR/WEN
K10
12
DI/SB
K11
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。
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。
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。
实验二寄存器实验
2.1 寄存器实验一、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。
二、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。
三、实验步骤实验1：A，W寄存器实验将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55HK23 K22 K21 K20 K19 K18 K17 K160 1 0 1 0 1 0 1置控制信号为：K4(WEN) K3(AEN)1 0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66HK23 K22 K21 K20 K19 K18 K17 K160 1 1 0 0 1 1 0置控制信号为：K4(WEN) K3(AEN)0 1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。
实验2：R0，R1，R2，R3寄存器实验将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11HK23 K22 K21 K20 K19 K18 K17 K160 0 0 1 0 0 0 1置控制信号为：K11(RRD) K10(RWR) K1(SB) K0(SA)1 0 0 0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。
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。
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。
通用寄存器组实验报告
通用寄存器组学号：2010434096 姓名：贾雨飞专业：软件工程一、实验目的（1）了解通用寄存器组的用途及对CPU的重要性。
（2）掌握通用寄存器组的设计方法。
二、实验原理通用寄存器组是CPU的重要组成部分。
从存储器取来的数据要放在通用寄存器中；从外部设备取来的数据除DMA方式外，要放在通用寄存器中。
向存储器输出的数据也是从通用寄存器中取出；向外部设备输出的数据除DMA方式外也是从通用寄存器中取出来的。
由于从通用寄存器组中取数据比从存储器或者外部设备取数据快得多，因此参加算术运算和逻辑运算的数据一般是从通用寄存器组中取出，它向算术逻辑单元ALU提供了进行算术运算和逻辑运算所需要的两个操作数，同时又是运算结果的暂存地。
通用寄存器组内寄存器的数目与CPU性能有关，CPU性能预告，通用寄存器组内的寄存器数目越多。
由于算术逻辑运算需要两个操作数，因此通用寄存器组有两个读端口，负责提供进行算术逻辑单元需要的源操作数和目的操作数。
通用寄存器组有1个写端口，负责将运算结果保存到指定的寄存器内。
根据通用寄存器组的功能要求，一个只有4个16位寄存器的通用寄存器组的框图如下图所示。
在上图所示的电路中，当reset为低电平时，将4个16位寄存器R0~R3复位为0。
当寄存器的write和sel为高电平时，在时钟信号clk的上升沿将D端的输入D[15..0]写入寄存器，然后送到寄存器的输出Q[15..0]。
4个寄存器的允许写信号write和外部产生的目的寄存器写信号DRWr直接相连。
每个寄存器还有另一个选择信号sel，它决定哪一个寄存器进行写操作。
4个寄存器的选择信号分别和2-4译码器产生的sel00、sel01、sel10和sel11相连。
只有当1个寄存器被选中时，才允许对该寄存器进行写操作。
2-4译码器的输入sel[1..0]接DR[1..0]，2-4译码器对2位的输入信号sel[1..0]进行2-4译码，产生4个输出sel00、sel01、sel10和sel11，分别送往4个寄存器R0、R1、R2、R3的选择端4选1多路选择器1从4个寄存器R0、R1、R2、R3的输出Q[15..0]选择1路送到DR_data[1..0]，给算术逻辑单元提供目的操作数；选择信号sel[1..0]接DR[1..0]。
实验二 通用寄存器实验
实验二通用寄存器实验一、实验目的⒈熟悉通用寄存器概念以及它在运算器中的作用。
⒉熟悉通用寄存器的组成和硬件电路。
二、实验要求完成3个通用寄存器的数据写入与读出。
三、实验原理实验中所用的通用寄存器数据通路如图2-1所示。
由三片8位字长的74LS374组成R0、R1、R2寄存器组成。
三个寄存器的输入接口用一8芯扁平线连至BUS总线接口，而三个寄存器的输出接口用一8芯扁平线连至BUS总线接口。
图中R0-B、R1-B、R2-B经CBA二进制控制开关译码产生数据输出选通信号（详见表2-1），LDR0、LDR1、LDR2为数据写入允许信号，由二进制控制开关模拟，均为高电平有效；T4信号为寄存器数据写入脉冲，上升沿有效。
在手动实验状态（即“L”状态）每按动一次【单步】命令键，产生一次T4信号。
图2-1通用寄存器单元电路表2-1通用寄存器单元选通真值表四、实验连线图2-2实验连线示意图按图2-2所示，连接实验电路：①总线接口连接：用8芯扁平线连接图7-2-2中所有标明“”或“”图案的总线接口。
②控制线与时钟信号“”连接：用双头实验导线连接图2-2中所有标明“”或“”图案的插孔（注：Dais-CMH的时钟信号已作内部连接）。
五、实验内容（一）通用寄存器的写入拨动二进制数据开关向R0和R1寄存器置数，具体操作步骤如下：注：【单步】键的功能是启动时序电路产生T1~T4四拍单周期脉冲（二）通用寄存器的读出关闭数据输入三态(SW-B=0)，存储器控制端CE=0，令LDR0=0、LDR1=0、LDR2=0，分别打开通用寄存器R0、R1、R2输出控制位，置CBA=100时，按【单步】键，数据总线单元显示R0中的数据01H；置CBA=101时，按【单步】键。
数据总线单元显示R1中的数据80H；置CBA=110时，按【单步】键，数据总线单元显示R2中的数据（随机）。
六、实验思考题思考题2.1：由数据开关分别向R0、R1、R2等寄存器置数时，需要用到那些控制信号？这些控制信号的作用分别是什么？思考题2.2：通用寄存器R0、R1、R2的地址分别是多少？能否同时选择其中的二个寄存器？为什么？。
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。
组成原理实验报告
计算机组成原理实验报告实验一 运算器实验一.实验目的1、掌握简单运算器的数据传输方式；2、验证运算功能发生器（74LS181）及进位控制的组合功能； 二.实验要求完成不带进位及带进位算术运算实验、逻辑运算实验，了解算术运算单元的运用。
三.实验设备计算机组成原理实验箱 四.实验步骤 1.算术运算实验打开实验仪电源，按增址键，调到“L ”工作状态下。
SW_B=0，CE=0，LDDR1=0,LDDR2=0，CBA=010，置M 、S0、S1、S2、S3为11111，在按单步键，数据总线单元显示DR1的内容即：65；若把M 、S0、S1、S2、S3置为10101，在按单步键，数据总线显示DR2的内容，即：A7； 进行算术运算：置CBA=010，CN 、M 、S0、S1、S2、S3状态为101001，按单步键，此时数据单元显示：0CH ，CY 不亮，进位舍弃。
和预测相同，为不进位算术运算。
2.进位控制实验实验“L ”状态下即手动单元实验状态，按复位键，然后进如下操作：数据开关 01100101 三态门 CBA=000 CE=0 SW_B=1 寄存器DR1 01100101 LDDR1=1 LDDR2=0 按单步键 数据开关10100111 寄存器DR210100111LDDR1=0 LDDR2=1 按单步键数据开关01010101三态门 CBA=000 寄存器DR1 01010101 LDDR1=1 数据开关10101010 寄存器DR210101010LDDR1=0 LDDR2=1然后置SW_B=0,CE=0,CBA=010,AR=1,CN 、M 、S0、S1、S2、S3的关态为101001，按单步键，肯数数据总线显示的数据为DR1加DR2，即：FF ，且CY 不‘亮’，表示无进位，和预测结果相同。
置CBA=0102.逻辑运算实验置CBA=010，M 、S0、S1、S2、S3状态为11000，按单步键，此时LED 显示：18H.与预测值相同。
计算机组成原理实验指导 (1)
计算机组成原理实验指导实验一运算器部件实验一、实验目的⒈掌握简单运算器的数据传输方式。
⒉验证运算功能发生器(74LS181)及进位控制的组合功能。
二、实验要求完成不带进位及带进位算术运算实验、逻辑运算实验，了解算术逻辑运算单元的运用。
三、实验原理实验中所用的运算器数据通路如图7-1-1所示。
其中运算器由两片74LS181以并/串形式构成8位字长的ALU。
运算器的输出经过一个三态门(74LS245)以8芯扁平线方式和数据总线相连，运算器的2个数据输入端分别由二个锁存器(74LS273)锁存，锁存器的输入亦以8芯扁平线方式与数据总线相连，数据开关(INPUT DEVICE)用来给出参与运算的数据，经一三态门(74LS245)以8芯扁平线方式和数据总线相连，数据显示灯(BUS UNIT)已和数据总线相连，用来显示数据总线内容。
图7-1-1运算器电原理图图7-1-1中T2、T4为时序电路产生的节拍脉冲信号，通过连接时序启停单元时钟信号“”来获得，剩余均为电平控制信号。
进行实验时，首先按动位于本实验装置右中侧的复位按钮使系统进入初始待令状态，在LED显示器闪动位出现“P.”的状态下，按【增址】命令键使LED显示器自左向右第4位切换到提示符“L”，表示本装置已进入手动单元实验状态，在该状态下按动【单步】命令键，即可获得实验所需的单脉冲信号，而LDDR1、LDDR2、ALU-B、SW-B、S3、S2、S1、S0、CN、M各电平控制信号用位于LED显示器上方的26位二进制开关来模拟，均为高电平有效。
四、实验连线图7-1-2实验连线示意图按图7-1-2所示，连接实验电路：①总线接口连接：用8芯扁平线连接图7-1-2中所有标明“”或“”图案的总线接口。
②控制线与时钟信号“”连接：用双头实验导线连接图7-1-2中所有标明“”或“”图案的插孔（注：Dais-CMH的时钟信号已作内部连接）。
五、实验系统工作状态设定在闪动的“P.”状态下按动【增址】命令键，使LED显示器自左向右第4位显示提示符“L”，表示本装置已进入手动单元实验状态。
实验报告 计组
299-B
S1
S0
M
功能
0
0
0
任意
保持
0
1
0
0
循环右移
0
1
0
1
带进位循环右移
0
0
1
0
循环左移
0
0
1
1
带进位循环左移
任意
1
1
任意
装数
说明:令CBA=011时表中299-B=0。
三、实验内容及结果分析
(一)移位寄存器置数
首先置CBA=000，然后按下面所列流程图操作：
注:【单步】键的功能是启动时序电路产生T1~T4四拍单周期脉冲
F=(FF)
1 1 0 1
F=(4C)
F=(4D)
F=(7D)
1 1 1 0
F=(E2)
F=(E3)
F=(E7)
1 1 1 1
F=(64)
F=(65)
F=(65)
结果分析：在给定DR1和DR2的情况下，通过二进制控制单元中S0、S1、S2、S3来改变运算器的功能，从而得出了当M=1、M=0时F的值。
结果分析：当M、S0、S1、S2、S3为11111时，控制LDDR1的181将R1的内容传至数据总线，显示为：65。当M、S0、S1、S2、S3为10101时，控制LDDR2的181将R1的内容传至数据总线，显示为：A7。
⑶逻辑或非运算
逻辑或非运算的方法是置CBA=010，M、S0、S1、S2、S3状态为11000，按【单步】键，此时数据总线单元应显示00011000（18H）。
(三)逻辑运算实验
⑴写操作（置数操作）
拨动二进制数据开关向DR1和DR2寄存器置数，具体操作步骤如下：
实验二通用寄存器单元实验
实验二通用寄存器单元实验2014.4.29班级12级物联网工程（1）班学号姓名【实验目的】1.了解通用寄存器的组成和硬件电路。
2.利用通用寄存器实现数据的置数、左移、右移等功能。
【实验要求】1.按照实验步骤完成实验项目，实现通用寄存器移位操作。
2.了解通用寄存器单元的工作原理运用。
【实验过程】实验2.1 数据输入通用寄存器（1）.把RA-IN（8芯的盒型插座）与CPT-B板上的二进制开关单元中J01插座相连(对应二进制开关H16~H23)，把RA-OUT（8芯的盒型插座）与数据总线上的DJ6相连。
（2）.把RACK连到脉冲单元的PLS1，把ERA、X0、X1、RA-O、M接入二进制拨动开关。
(请按下表接线)。
（3）.二进制开关H16~H23作为数据输入，置42H(对应开关如下表)。
置各控制信号如下：（4）.按启停单元中的运行按钮，置平台为运行状态。
（5）.按脉冲单元中的PLS1脉冲按键，在RACK上产生一个上升沿，把42H打入通用寄存器。
（6）.此时数据总线上的指示灯IDB0~IDB7 应该显示为42H。
由于通用寄存器内容不为0，所以LED（ZD）灯灭。
实验2.2 寄存器内容无进位位左移实验（1）按照实验1数据输入的方法把数据42H打入通用寄存器中，数据总线上显示42H。
（2）实现左移功能，置各控制信号如下：（3）按启停单元中的运行按钮，置实验平台为运行状态。
（4）按脉冲单元中的PLS1脉冲按键，在RACK上产生一个上升沿，使通用寄存器中的值左移。
（5）此时数据总线上的LED指示灯IDB0~IDB7 应该显示为84H。
由于通用寄存器内容不为0，所以ZD（LED）灯灭。
（6）按脉冲单元中的PLS1脉冲按键，使通用寄存器中的值左移，此时数据总线上的LED指示灯IDB0~IDB7应该显示为09H。
若一直按PLS1，在总线上将看见数据循环左移的现象。
实验2.3 寄存器内容无进位位右移实验（1）按照实验1数据输入的方法把数据42H打入通用寄存器中，数据总线上显示42H。
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实验二通用寄存器实验
一、实验目的
1.熟悉通用寄存器的数据通路。
2.了解通用寄存器的构成和运用。
二、实验要求
掌握通用寄存器R3~R0的读写操作。
三、实验原理
实验中所用的通用寄存器数据通路如下图所示。
由四片8位字长的74LS574组成R1 R0（CX）、R3 R2（DX）通用寄存器组。
图中X2 X1 X0定义输出选通使能，SI、XP控制位为源选通控制。
RWR为寄存器数据写入使能，DI、OP为目的寄存器写选通。
DRCK信号为寄存器组打入脉冲，上升沿有效。
准双向I/O输入输出端口用于置数操作，经2片74LS245三态门与数据总线相连。
图2-3-3 通用寄存器数据通路
四、实验内容
1. 实验连线 K23~K0置“1”，灭M23~M0控位显示灯。
然后按下表要求“搭接”部件控制电路。
连线 信号孔 接入孔 作用
有效电平 1 DRCK CLOCK
单元手动实验状态的时钟来源
上升沿打入 2 X2 K10(M10) 源部件译码输入端X2 三八译码 八中选一 低电平有效
3 X1 K9(M9) 源部件译码输入端X1
4 X0 K8(M8) 源部件译码输入端X0
5 XP K7(M7)
源部件奇偶标志：0=偶寻址，1=奇寻址
6 SI K20(M20) 源寄存器地址：0=CX ，1=DX
7 RWR K18(M18) 通用寄存器写使能
低电平有效
8 DI K17(M17) 目标寄存器地址：0=CX ，1=DX
9
OP
K16(M16) 目标部件奇偶标志：0=偶寻址，1=奇寻址
2. 寄存器的读写操作 ① 目的通路
当RWR=0时，由DI 、OP 编码产生目的寄存器地址，详见下表。
通用寄存器“手动／搭接”目的编码
目标使能
通用寄存器目的编址
功能说明 RW(K18) DI(K17) OP(K16)
T 0 0 0 ↑ R0写 0 0 1 ↑ R1写 0 1 0 ↑ R2写 0
1
1
↑
R3写
② 通用寄存器的写入
通过“I/O 输入输出单元”向R0、R1寄存器分别置数27h 、37h ，操作步骤如下：
通过“I/O 输入输出单元”向R2、R3寄存器分别置数47h 、57h ，操作步骤如下：
③ 源通路
当X2~X0=001时，由SI 、XP 编码产生源寄存器，详见下表。
通用寄存器“手动／搭接”源编码
置数 I/O=XX01h 数据来源 I/O 单元 寄存器 R0=01h K10~K7=1000
按【单拍】按钮
置数 I/O=XX11h 寄存器 R1=11h 按【单拍】按钮 K18~K16=000
K18~K16=001
置数 I/O=XX21h 数据来源 I/O 单元 寄存器 R2=21h K10~K7=1000
按【单拍】按钮
置数 I/O=XX31h 寄存器 R3=31h 按【单拍】按钮 K18~K16=010
K18~K16=011
源使能 通用寄存器源编址 功能说明
K10 K9 K8 K20 K7 X2 X1 X0
SI XP 0 0 1
0 R0送总线 0 1 R1送总线 1 0 R2送总线 1
1
R3送总线 ④ 通用寄存器的读出
关闭写使能，令K18（RWR ）=1，按下流程分别读R0、R1、R2、R3。
五 实验总结
通过本次实验了解到通用寄存器组对CPU 的重要性，同时也了解了通用寄存器的作用以及功能。
在开始做实验时，不知道该如何来描述这个看起来特别复杂的通用寄存器组。
但是通过解读实验原理，了解到要通过一些小的部件来组成通用寄存器组，这些简单的小部件便可组成通用寄存器组，从而支持CPU 的功能实现。
读R0 数据来源 通用寄存器 数据总线 显示R0值
K10~K8=001
K20 K7=00
读R1 数据总线 显示R1值
K20 K7=01
读R2 数据来源 通用寄存器 数据总线 显示R2值
K10~K8=001
K20 K7=10
读R3 数据总线 显示R3值
K20 K7=11。