计算机组成原理实验报告1-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。
计算机组成原理--实验报告
实验一寄存器实验实验目的：了解模型机中各种寄存器结构、工作原理及其控制方法。
实验要求：利用CPTH 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。
实验电路：寄存器的作用是用于保存数据的CPTH 用74HC574 来构成寄存器。
74HC574 的功能如下：- 1 -实验1：A，W 寄存器实验原理图寄存器A原理图寄存器W 原理图连接线表：- 2 -系统清零和手动状态设定：K23-K16开关置零，按[RST]钮，按[TV/ME]键三次，进入"Hand......"手动状态。
在后面实验中实验模式为手动的操作方法不再详述．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STEP脉冲键，CK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STEP键，CK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- 3 -置控制信号为：按住STEP脉冲键，CK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STEP 键，CK 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STEP键后改变的，也就是CK的上升沿数据被打入。
２．WEN，AEN为高时，即使CK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- 4 -将11H、22H、33H、44H写入R0、R1、R2、R3寄存器将二进制开关K23-K16，置数据分别为11H、22H、33H、44H置控制信号为：K11、K10为10，K1、k0分别为00、01、10、11并分别按住STEP 脉冲键，CK 由高变低，这时寄存器R0、R1\R2\R3 的黄色选择指示灯分别亮，放开STEP键，CK由低变高，产生一个上升沿，数据被写入寄存器。
计算机组成原理实验报告_寄存器的原理及操作
初：未知当前：2016-7-3 主笔：An gel实验报告课程名称：计算机组成原理实验项目：寄存器的原理及操作姓名：专业：计算机科学与技术班级：学号：计算机科学与技术学院实验教学中心20 16 年6 月20 日初：未知 当前：2016-7-3 主笔：An gel 版本：1实验项目名称： 寄存器的原理及操作 ________________一、 实验目的1. 了解模型机中A, W 寄存器结构、工作原理及其控制方法。
2. 了解模型机中寄存器组 R0..R3结构、工作原理及其控制方法。
3. 了解模型机中地址寄存器MAR ，堆栈寄存器ST ,输出寄存器 OUT 寄存器结构、工作原理及其控制方法。
二、 实验内容1、 A 、W 寄存器：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 A ，W 。
2、 R0、R1、R2、R3寄存器实验：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，对数据寄存器组R0..R3进行读写。
3、 MAR 、ST 、OUT 寄存器：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，将数据写入地址寄存器MAR ，堆栈寄存器ST ，输出寄存器 OUT 。
三、 实验用设备仪器及材料伟福COP2000系列计算机组成原理实验系统四、实验原理及接线实验1： A ，W 寄存器实验；DBUSLD3U50C D3U5 ■ DBUS6 >【賊/DBLS4QQQQQ仪卫吨n Jd —J Jo-■1 -X:LXDgDDDQDiD c I 3 4 4_■ s- Tieft连接 倍号礼援入孔 作用有效电乎] J]厘 J3座^fK23-KJ6*E 入 DBLSrm2AEX K3选遹A低电平有效 ■i. J- WENK.4 选逋w低电权说 4ALLCK匚 LOCK ALU 二昨強冲 上升沿打人实验2: R0, R1, R2, R3寄存器实验愴号孔 接入JL 榨用 有效电京IIJ]坚 J3陛為 K23«l &接 ADEHJ5[7®11 RRD KII 奇存缚纠读歧堤 低电乎有效 R J RWR KID 舒存#盅写便能 仁壬“=\4SB KI 审存器选摊B SSA KO 寄蜩«#A6 RCK CLOCK空存密二冬应2上升沿打入实验3: MAR 地址寄存器，ST 堆栈寄存器，OUT 输出寄存器WEN"4»Ci2■ — 1 1 0UFC1X1* J 、 1<313< 417 S€ , U- > < *15 ) < - TT 5 € 1 13< ?t ： \t/FfI 屮加亍DELI 细 DBL 用]>BUM .DBUSJ DBUS2■f DBUST .IJJitJSD VLTW5JW4WJv.-j SWI :wocft^fctc\i CMv.-ffiVSS4VBIQ -:吁垢冷HJ 'CILTfiKEllg ""■Md尋存堆MAR 原理铝MAR 为存储器地址寄存器，其功能是存储操作数在内存中的地址，信号MAREN 的功能是将数据总线DBUS 上数据MAR ，信号MAROE 的功能是将 MAR 的值送到地址总线 ABUS 上tTHl.W<'&BC&S ； S j•、'C DBLS2~kDBISI <.DBLMST 堆栈寄存器的作用，是岀现中断或子程序调用时，保存断点处PC 的值，以便中断或子程序结束时,能继续执行原程序。
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。
计算机组成原理实验报告寄存器
计算机硬件实验室实验报告课程名称： 姓 名徐骁学 号33班 级0920542成 绩设备名称及软件环境 计算机、Proteus 仿真软件、模型机仿真软件实验名称 寄存器实验实验日期一．实验内容使用八位寄存器验证寄存器的存储功能。
二．理论分析或算法分析 SRAM 6264的功能6264的工作过程写入数据的过程工作方式 C S 1* C S 2 W E * O E * D 7～D 0未选中 未选中 读操作 写操作1 × 0 0× 0 1 1× × 1 0× × 0 1高阻 高阻 输出 输入将单元地址送到芯片的地址线A0-A12 写入的数据送数据线＃CS1和CS2有效，＃WE有效数据写到指定单元6264的工作过程读入数据的过程将单元的地址送到芯片的地址线A0-A12 #CS1和CS2同时有效，#WE＝1 #OE=0 选中单元内容从数据线读出三．实现方法（含实现思路、程序流程图、实验电路图和源程序列表等）实验电路按照电路图连接电路。
发光二极管显示数据发光为1高电频不发光为0低电频单刀双掷开关控制数据的输入输出为控制运算器将内总线上输出运算结果，在其输出端连接了一个三态门（用74LS245实现）。
若要将运算结果输出到总线上，则要经过三态门74LS245的控制端ALU-B置低电平，否则输出高阻态。
数据输入单元用以给出参与运算的数据，其中输入开关经过一个三态门（74LS245）和内总线相连，该三态门的控制信号CE取低电平时，开关上的数据就通过三态门而送入内总线中。
四．实验结果分析（含执行结果验证、输出显示信息、图形、调试过程中所遇的问题及处理方法等）通过以上的步骤我们已经在通用寄存器组的三个寄存器中分别存入了一下数据，同时也读出了三个寄存器中存放的数据，具体数据如下表所示：R0R1R2写入01H80H40H读出01H80H40H五．结论按照实验要求进行连接和操作，对通用寄存器组进行了数据的写入和读出，两组数据完全对照，得到了预期效果，说明了存入数据的正确性，在整个过程中也对寄存器组的构成和硬件电路有了更深层次的理解。
计组实验报告
计算机组成原理实验报告实验一寄存器组成实验一、实验目的（1）熟悉D触发器的功能及使用方法。
（2）掌握寄存器文件的逻辑组成及使用方法。
二、实验内容（1）掌握Quartus II的使用方法，能够进行数字电路的设计及仿真。
（2）验证Quartus II所提供D触发器的功能及使用方法。
（3）设计具有1个读端口、1个写端口的寄存器文件，并进行存取操作仿真/验证。
三、实验原理及方案Quartus II提供了多种类型的触发器模块，如D触发器、T触发器等。
固定特性的触发器模块有不同的型号，参数化的触发器模块有lpm_ff、lpm_dff、lpm_tff等。
D触发器常来构建寄存器。
本次实验我们用Quartus II中提供的8为D触发器模块，实现了一个8×8bits 的寄存器组，因此，操作地址均为3位，数据均为8位。
由于要求读写端口分离，因此，读操作的相关引脚有地址raddr[2..0]、数据输出q[7..0]，写操作的相关引脚有地址waddr[2..0]、数据输入data[7..0]、写使能wen。
其中，省略读使能信号可以简化控制，即数据输出不受限制。
寄存器文件通过写地址waddr[2..0]、写使能wen信号来实现触发器的写入控制，通过读地址raddr[2..0]信号来控制触发器的数据输出选择。
其连接电路原理如图所示。
寄存器文件的组成则由此，可在Quartus II中连接原理图：四、实验结果仿真波形如下：五、小结通过此次实验，我们学会了Quartus II的原理图的构造方法，以及仿真方法，并且使用lpm_dff作为三态门，控制数据的输入，并且在输出时，用lpm_mux选择每个寄存器的数据输出。
最后，在本次实验中，我们重新巩固了课堂学习的内容，也对寄存器加深了了解，相信我们会通过实验在计组的学习道路上越走越远。
实验二运算器组成实验一、实验目的（1）熟悉加/减法器的功能及使用方法。
（2）掌握算术逻辑部件(ALU)的功能及其逻辑组成。
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。
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。
计算机组成原理实验报告
实验1 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.实验连线连线信号孔接入孔作用有效电平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11h、22h，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33h、44h，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、实验心得通过这个实验让我清晰的了解了通用寄存器的构成以及通用寄存器是如何运用的，并且熟悉了通用寄存器的数据通路，而且还深刻的掌握了通用寄存器R3~R0的读写操作。
实验2 运算器实验一、实验目的掌握八位运算器的数据传输格式,验证运算功能发生器及进位控制的组合功能.二、实验要求完成算术、逻辑、移位运算实验，熟悉ALU 运算控制位的运用.三、实验原理实验中所用的运算器数据通路如图2-3—1所示。
ALU 运算器由CPLD 描述。
运算器的输出FUN 经过74LS245三态门与数据总线相连,运算源寄存器A 和暂存器B 的数据输入端分别由2个74LS574锁存器锁存，锁存器的输入端与数据总线相连，准双向I/O 输入输出端口用来给出参与运算的数据，经2片74LS245三态门与数据总线相连。
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。
东北大学计算机组成原理实验报告
寄存器ST原理图
寄存器OUT原理图
（二）寄存器组
寄存器组R原理图
74HC139含有两个独立的2—4译码器，其引脚与内部逻辑、功能表见实验指导书。
（三）数据输出实验
COP2000实验仪中有7个寄存器可以向DBUS输出数据，但在某一特定时刻只能有一个寄存器输出数据。由X0、X1、X2控制信号决定那一个寄存器向数据总线输出数据，而这三个控制信号为74HC138译码器的三个选择输入端。74HC138用于选片。
程序计数器原理图
当指令正常执行时，程序计数器完成加1操作；当执行转移指令时，74HC161用预置数功能，从数据总线接收要跳转的地址。当RES=0时，PC计数器被清0。当PC+1=1时，在CK的上升沿，PC计数器加一；当LDPC=0时，在CK的上升沿，预置数据被打入PC计数器；当PCOE=0时，PC值送地址总线。
写入R3：(59h)
置数据：
K23
K22
K21
K20
K19
K18
K17
K16
0
1
0
1
1
0
0
1
置控制信号：
K11（RRD）
K10（RWR）
K1（SB）
K0（SA）
1
0
1
1
给出CLOCK脉冲上升沿。
(2) R？的读出
自己设置RRD、RWR、SB及SA信号，观察R？的红色指示灯及液晶显示内容。
读R0：
置控制信号：
K21
K20
K19
K18
K17
K16
0
1
0
1
0
1
0
1
置控制信号：
计算机组成原理实验报告_寄存器的原理及操作
初：未知当前：2016-7-3 主笔：An gel实验报告课程名称：计算机组成原理实验项目：寄存器的原理及操作姓名：专业：计算机科学与技术班级：学号：计算机科学与技术学院实验教学中心20 16 年6 月20 日初：未知 当前：2016-7-3 主笔：An gel 版本：1实验项目名称： 寄存器的原理及操作 ________________一、 实验目的1. 了解模型机中A, W 寄存器结构、工作原理及其控制方法。
2. 了解模型机中寄存器组 R0..R3结构、工作原理及其控制方法。
3. 了解模型机中地址寄存器MAR ，堆栈寄存器ST ,输出寄存器 OUT 寄存器结构、工作原理及其控制方法。
二、 实验内容1、 A 、W 寄存器：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 A ，W 。
2、 R0、R1、R2、R3寄存器实验：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，对数据寄存器组R0..R3进行读写。
3、 MAR 、ST 、OUT 寄存器：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，将数据写入地址寄存器MAR ，堆栈寄存器ST ，输出寄存器 OUT 。
三、 实验用设备仪器及材料伟福COP2000系列计算机组成原理实验系统四、实验原理及接线实验1： A ，W 寄存器实验；DBUSLD3U50C D3U5 ■ DBUS6 >【賊/DBLS4QQQQQ仪卫吨n Jd —J Jo-■1 -X:LXDgDDDQDiD c I 3 4 4_■ s- Tieft连接 倍号礼援入孔 作用有效电乎] J]厘 J3座^fK23-KJ6*E 入 DBLSrm2AEX K3选遹A低电平有效 ■i. J- WENK.4 选逋w低电权说 4ALLCK匚 LOCK ALU 二昨強冲 上升沿打人实验2: R0, R1, R2, R3寄存器实验愴号孔 接入JL 榨用 有效电京IIJ]坚 J3陛為 K23«l &接 ADEHJ5[7®11 RRD KII 奇存缚纠读歧堤 低电乎有效 R J RWR KID 舒存#盅写便能 仁壬“=\4SB KI 审存器选摊B SSA KO 寄蜩«#A6 RCK CLOCK空存密二冬应2上升沿打入实验3: MAR 地址寄存器，ST 堆栈寄存器，OUT 输出寄存器WEN"4»Ci2■ — 1 1 0UFC1X1* J 、 1<313< 417 S€ , U- > < *15 ) < - TT 5 € 1 13< ?t ： \t/FfI 屮加亍DELI 细 DBL 用]>BUM .DBUSJ DBUS2■f DBUST .IJJitJSD VLTW5JW4WJv.-j SWI :wocft^fctc\i CMv.-ffiVSS4VBIQ -:吁垢冷HJ 'CILTfiKEllg ""■Md尋存堆MAR 原理铝MAR 为存储器地址寄存器，其功能是存储操作数在内存中的地址，信号MAREN 的功能是将数据总线DBUS 上数据MAR ，信号MAROE 的功能是将 MAR 的值送到地址总线 ABUS 上tTHl.W<'&BC&S ； S j•、'C DBLS2~kDBISI <.DBLMST 堆栈寄存器的作用，是岀现中断或子程序调用时，保存断点处PC 的值，以便中断或子程序结束时,能继续执行原程序。
计算机组成原理寄存器存储器实验心得,寄存器实验心得（共10篇）.docx
计算机组成原理寄存器存储器实验⼼得,寄存器实验⼼得（共10篇）.docx寄存器实验⼼得(共10篇)通⽤寄存器实验报告 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、实验内容: 1、通⽤寄存器组的作⽤ 通⽤寄存器组是CPU的重要组成部分。
从存储器和外部设备取来的数据要放在通⽤寄存器中；向存储器和外部设备输出的数据从通⽤寄存器中取出；参加算术运算和逻辑运算的数据从通⽤寄存器组中取出，同时通⽤寄存器也 是运算结果的暂存地。
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；有⼀个写端⼝，负责将运算结果保存到指定的寄存器内。
2、通⽤寄存器组功能实现 根据通⽤寄存器组的功能要求，⼀个只有四个16位寄存器的通⽤寄存器组的框图如下图所⽰： ⑴寄存器部分： 当reset为低电平时，将四个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、sel11相连。
只有当⼀个寄存器被选中，才允许对该寄存器进⾏写操作。
⑵2-4译码器： 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、sel11，分别送往4个寄存器R0、R1、R2和R3的选择端sel。
⑶4选1多路器 4选1多路选择器1从4个寄存器R0、R1、R2和R3的输出Q[15-0]选择1路送到DR_data[15-0]，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]。
计算机组成原理实验报告
计算机组成原理实验报告实验一寄存器实验一、实验目的(1)了解模型机中A, W寄存器结构、工作原理及其控制方法。
(2)了解模型机中寄存器组R0..R3结构、工作原理及其控制方法。
二、实验要求(1)A、W寄存器：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A，W。
(2)R0、R1、R2、R3寄存器实验：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，对数据寄存器组R0..R3进行读写。
三、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：注意：1. 在CLK的上升沿将输入端的数据打入到8个触发器中74HC574工作波形图四、实验原理实验1：A，W寄存器实验（1）原理图寄存器A原理图寄存器W原理图（2）工作波形图寄存器A，W写工作波形图（4）实验数据a.)将31H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31H。
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31H被写入A寄存器。
b)将61H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61H。
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61H被写入A寄存器。
实验2：R0，R1，R2，R3寄存器实验（1）原理图寄存器R0，R1，R2，R3原理图寄存器R写工作波形图（4）实验数据注意观察：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。
《计算机组成原理》实验1寄存器试验,2运算器试验
《计算机组成原理》实验1寄存器试验,2运算器试验实验指导书课程：计算机组成原理实验教师：班级：第⼀章系统概述1.1 实验系统组成第⼆章基础模块实验实验⼀寄存器实验实验⽬的：熟悉试验仪各部分功能。
掌握寄存器结构、⼯作原理及其控制⽅法。
实验内容：利⽤实验仪开关区上的开关sk23-sk16提供数据，其它开关做为控制信号，将数据通过DBUS写⼊OUT 寄存器，并将OUT寄存器的内容送往扩展区通过数码管和发光⼆极管显⽰。
实验原理：实验箱⽤74HC273 来构成寄存器。
（1）74HC273的功能如下：（2）实验箱中74HC273的连接⽅式：（3）实验逻辑框图12、打开实验仪电源，按CON单元的nRST按键，系统复位；如果EXEC键上⽅指⽰灯不亮，请按⼀次EXEC键，点亮指⽰灯，表⽰实验仪在运⾏状态。
3、利⽤开关和控制信号将数据通过DBUS写⼊OUT寄存器，并将OUT寄存器的内容送往扩展区通过数码管和发光⼆极管显⽰。
并写出将数据5FH写⼊OUT寄存器的操作过程。
实验⼆运算器实验实验⽬的：了解运算器的组成结构；掌握运算器的⼯作原理和控制⽅法。
实验内容：利⽤实验仪提供的运算器，通过开关提供数据信号，将数据写⼊寄存器A和寄存器B，并⽤开关控制ALU的运算⽅式，验证运算器的功能。
实验原理：（1）实验逻辑框图：信号说明：IN0~IN7：ALU数据输⼊信号ALU_D0~ALU_D7：ALU数据输出信号：寄存器A写信号，低电平有效。
当T1节拍信号到来，该信号有效时，IN0~IN7数据可以写⼊寄存器A。
：寄存器B写信号，低电平有效。
当T2节拍信号到来，该信号有效时，IN0~IN7数据可以写⼊寄存器B。
：ALU计算结果读出信号，当T3节拍信号到来，该信号有效时，ALU计算结果送往ALU_D0~ALU_D7。
S3~S0,CN_I：ALU运算控制信号，控制ALU的运算⽅法。
T1,T2,T3：三个节拍信号，⾼电平有效，由con区的uSTEP按键控制，在运⾏状态时，依次按下uSTEP 键会依次发出T1、T2、T3节拍。
《计算机组成原理》实验报告——寄存器堆
南通大学信息科学技术学院《计算机组成实验》实验报告实验寄存器堆的设计与实现一、实验目的1.熟悉Vivado软件的使用方法。
2.熟悉寄存器堆的功能。
3.掌握自顶而下的硬件模块设计方法。
4.掌握电路仿真测试方法，掌握仿真激励文件的编写，掌握仿真输出的分析方法。
二、实验任务设计一个寄存器堆，满足两路输出一路输入的功能，并完成仿真测试。
三、实验预习（1）实验电路原理及信号说明寄存器堆（REGFILE）是CPU组成的重要存储部件，也是数据通路中的重要部件，其主要功能是对数据进行存储。
在本实验中将为REGFILE构建32×32的寄存器组，即共有32个寄存器，每个寄存器的位宽都是32位。
32×32的REGFILE逻辑结构如图所示：具体设计如下：通过带有32个带使能端的D触发器实现数据的存储，5-32译码器实现地址与存储单元的连接选择，32位32选1选择器来实现输出。
（2）实验电路设计顶层文件：module REGFILE(Ra,Rb,D,Wr,We,Clk,Clrn,Qa,Qb);input [4:0]Ra,Rb,Wr;input [31:0]D;input We,Clk,Clrn;output [31:0]Qa,Qb;wire [31:0]Y;wire[31:0]Q31,Q30,Q29,Q28,Q27,Q26,Q25,Q24,Q23,Q22,Q21,Q20,Q19,Q18,Q17,Q16,Q15,Q14,Q13,Q12,Q11,Q 10,Q9,Q8,Q7,Q6,Q5,Q4,Q3,Q2,Q1,Q0;DEC5T32E dec(Wr,We,Y);REG32reg32(D,Y,Clk,Clrn,Q31,Q30,Q29,Q28,Q27,Q26,Q25,Q24,Q23,Q22,Q21,Q20,Q19,Q18,Q17,Q16,Q15,Q14,Q 13,Q12,Q11,Q10,Q9,Q8,Q7,Q6,Q5,Q4,Q3,Q2,Q1,Q0);MUX32X32select1(Q31,Q30,Q29,Q28,Q27,Q26,Q25,Q24,Q23,Q22,Q21,Q20,Q19,Q18,Q17,Q16,Q15,Q14,Q13,Q12,Q11 ,Q10,Q9,Q8,Q7,Q6,Q5,Q4,Q3,Q2,Q1,Q0,Ra,Qa);MUX32X32select2(Q31,Q30,Q29,Q28,Q27,Q26,Q25,Q24,Q23,Q22,Q21,Q20,Q19,Q18,Q17,Q16,Q15,Q14,Q13,Q12,Q11 ,Q10,Q9,Q8,Q7,Q6,Q5,Q4,Q3,Q2,Q1,Q0,Rb,Qb);Endmodule5-32地址译码器：module DEC5T32E(I,En,Y);input [4:0] I;input En;output [31:0] Y;reg [31:0] Y;always@(En or I)beginif(En)begincase(I)5'b00000:Y=32'b00000000000000000000000000000001;5'b00001:Y=32'b00000000000000000000000000000010;5'b00010:Y=32'b00000000000000000000000000000100;5'b00011:Y=32'b00000000000000000000000000001000;5'b00100:Y=32'b00000000000000000000000000010000;5'b00101:Y=32'b00000000000000000000000000100000;5'b00110:Y=32'b00000000000000000000000001000000;5'b00111:Y=32'b00000000000000000000000010000000;5'b01000:Y=32'b00000000000000000000000100000000;5'b01001:Y=32'b00000000000000000000001000000000;5'b01010:Y=32'b00000000000000000000010000000000;5'b01011:Y=32'b00000000000000000000100000000000;5'b01100:Y=32'b00000000000000000001000000000000;5'b01101:Y=32'b00000000000000000010000000000000;5'b01110:Y=32'b00000000000000000100000000000000;5'b01111:Y=32'b00000000000000001000000000000000;5'b10000:Y=32'b00000000000000010000000000000000;5'b10001:Y=32'b00000000000000100000000000000000;5'b10010:Y=32'b00000000000001000000000000000000;5'b10011:Y=32'b00000000000010000000000000000000;5'b10100:Y=32'b00000000000100000000000000000000;5'b10101:Y=32'b00000000001000000000000000000000;5'b10110:Y=32'b00000000010000000000000000000000;5'b10111:Y=32'b00000000100000000000000000000000;5'b11000:Y=32'b00000001000000000000000000000000;5'b11001:Y=32'b00000010000000000000000000000000;5'b11010:Y=32'b00000100000000000000000000000000;5'b11011:Y=32'b00001000000000000000000000000000;5'b11100:Y=32'b00010000000000000000000000000000;5'b11101:Y=32'b00100000000000000000000000000000;5'b11110:Y=32'b01000000000000000000000000000000;5'b11111:Y=32'b10000000000000000000000000000000;endcaseendelseY=32'b00000000000000000000000000000000;endendmodule32位寄存器moduleREG32(D,En,Clk,Clrn,Q31,Q30,Q29,Q28,Q27,Q26,Q25,Q24,Q23,Q22,Q21,Q20,Q19,Q18,Q17,Q16,Q15,Q14,Q1 3,Q12,Q11,Q10,Q9,Q8,Q7,Q6,Q5,Q4,Q3,Q2,Q1,Q0);input[31:0]D,En;input Clk,Clrn;output[31:0]Q31,Q30,Q29,Q28,Q27,Q26,Q25,Q24,Q23,Q22,Q21,Q20,Q19,Q18,Q17,Q16,Q15,Q14,Q13,Q12,Q11 ,Q10,Q9,Q8,Q7,Q6,Q5,Q4,Q3,Q2,Q1,Q0;wire[31:0]Qn31,Qn30,Qn29,Qn28,Qn27,Qn26,Qn25,Qn24,Qn23,Qn22,Qn21,Qn20,Qn19,Qn18,Qn17,Qn16,Qn15,Qn 14,Qn13,Qn12,Qn11,Qn10,Qn9,Qn8,Qn7,Qn6,Qn5,Qn4,Qn3,Qn2,Qn1,Qn0;D_FFEC32 q31(D,Clk,En[31],Clrn,Q31,Qn31);D_FFEC32 q30(D,Clk,En[30],Clrn,Q30,Qn30);D_FFEC32 q29(D,Clk,En[29],Clrn,Q29,Qn29);D_FFEC32 q28(D,Clk,En[28],Clrn,Q28,Qn28);D_FFEC32 q27(D,Clk,En[27],Clrn,Q27,Qn27);D_FFEC32 q26(D,Clk,En[26],Clrn,Q26,Qn26);D_FFEC32 q25(D,Clk,En[25],Clrn,Q25,Qn25);D_FFEC32 q24(D,Clk,En[24],Clrn,Q24,Qn24);D_FFEC32 q23(D,Clk,En[23],Clrn,Q23,Qn23);D_FFEC32 q22(D,Clk,En[22],Clrn,Q22,Qn22);D_FFEC32 q21(D,Clk,En[21],Clrn,Q21,Qn21);D_FFEC32 q20(D,Clk,En[20],Clrn,Q20,Qn20);D_FFEC32 q19(D,Clk,En[19],Clrn,Q19,Qn19);D_FFEC32 q18(D,Clk,En[18],Clrn,Q18,Qn18);D_FFEC32 q17(D,Clk,En[17],Clrn,Q17,Qn17);D_FFEC32 q16(D,Clk,En[16],Clrn,Q16,Qn16);D_FFEC32 q15(D,Clk,En[15],Clrn,Q15,Qn15);D_FFEC32 q14(D,Clk,En[14],Clrn,Q14,Qn14);D_FFEC32 q13(D,Clk,En[13],Clrn,Q13,Qn13);D_FFEC32 q12(D,Clk,En[12],Clrn,Q12,Qn12);D_FFEC32 q11(D,Clk,En[11],Clrn,Q11,Qn11);D_FFEC32 q10(D,Clk,En[10],Clrn,Q10,Qn10);D_FFEC32 q9(D,Clk,En[9],Clrn,Q9,Qn9);D_FFEC32 q8(D,Clk,En[8],Clrn,Q8,Qn8);D_FFEC32 q7(D,Clk,En[7],Clrn,Q7,Qn7);D_FFEC32 q6(D,Clk,En[6],Clrn,Q6,Qn6);D_FFEC32 q5(D,Clk,En[5],Clrn,Q5,Qn5);D_FFEC32 q4(D,Clk,En[4],Clrn,Q4,Qn4);D_FFEC32 q3(D,Clk,En[3],Clrn,Q3,Qn3);D_FFEC32 q2(D,Clk,En[2],Clrn,Q2,Qn2);D_FFEC32 q1(D,Clk,En[1],Clrn,Q1,Qn1);assign Q0=0;assign Qn0=0;endmodule32位32选1选择器moduleMUX32X32(Q31,Q30,Q29,Q28,Q27,Q26,Q25,Q24,Q23,Q22,Q21,Q20,Q19,Q18,Q17,Q16,Q15,Q14,Q13,Q12,Q1 1,Q10,Q9,Q8,Q7,Q6,Q5,Q4,Q3,Q2,Q1,Q0,S,Y);input[31:0]Q31,Q30,Q29,Q28,Q27,Q26,Q25,Q24,Q23,Q22,Q21,Q20,Q19,Q18,Q17,Q16,Q15,Q14,Q13,Q12,Q11,Q10, Q9,Q8,Q7,Q6,Q5,Q4,Q3,Q2,Q1,Q0;input [4:0]S;output [31:0]Y;function [31:0]select;input[31:0]Q31,Q30,Q29,Q28,Q27,Q26,Q25,Q24,Q23,Q22,Q21,Q20,Q19,Q18,Q17,Q16,Q15,Q14,Q13,Q12,Q11,Q10, Q9,Q8,Q7,Q6,Q5,Q4,Q3,Q2,Q1,Q0;input [4:0]S;case(S)5'b00000:select=Q0;5'b00001:select=Q1;5'b00010:select=Q2;5'b00011:select=Q3;5'b00100:select=Q4;5'b00101:select=Q5;5'b00110:select=Q6;5'b00111:select=Q7;5'b01000:select=Q8;5'b01001:select=Q9;5'b01010:select=Q10;5'b01011:select=Q11;5'b01100:select=Q12;5'b01101:select=Q13;5'b01110:select=Q14;5'b01111:select=Q15;5'b10000:select=Q16;5'b10001:select=Q17;5'b10010:select=Q18;5'b10011:select=Q19;5'b10100:select=Q20;5'b10101:select=Q21;5'b10110:select=Q22;5'b10111:select=Q23;5'b11000:select=Q24;5'b11001:select=Q25;5'b11010:select=Q26;5'b11011:select=Q27;5'b11100:select=Q28;5'b11101:select=Q29;5'b11110:select=Q30;5'b11111:select=Q31;endcaseendfunctionassign Y =select(Q31,Q30,Q29,Q28,Q27,Q26,Q25,Q24,Q23,Q22,Q21,Q20,Q19,Q18,Q17,Q16,Q15,Q14,Q13,Q12,Q11,Q10, Q9,Q8,Q7,Q6,Q5,Q4,Q3,Q2,Q1,Q0,S);endmoduleRTL视图如下：四、实验过程、数据记录与结果分析1.仿真测试文件：module REGFILE_Sim( );// REGFILE Inputsreg [4:0] Ra = 0 ;reg [4:0] Rb = 0 ;reg [4:0] Wr = 0 ;reg [31:0] D = 0 ;reg We = 0 ;reg Clk = 0 ;reg Clrn = 0 ;// REGFILE Outputswire [31:0] Qa ;wire [31:0] Qb ;REGFILE u_REGFILE (.Ra ( Ra [4:0] ),.Rb ( Rb [4:0] ),.Wr ( Wr [4:0] ),.D ( D [31:0] ),.We ( We ),.Clk ( Clk ),.Clrn ( Clrn ),.Qa ( Qa [31:0] ),.Qb ( Qb [31:0] ));initialbeginClk=0;We=0; D=0; Ra=0; Rb=0; Wr=1; Clrn=0;#10;endalways #10 Clk=~Clk;always #20 Ra=Ra+1;always #20 Rb=Rb+1;always #20 Wr=Wr+1;always #20 D=D+1;always #20 We=~We;always #100 Clrn=1;endmodule2.仿真测试结果：3.仿真测试结果分析开始时100ns内，Clrn=0，寄存器堆初始化清零，此期间内写入操作均无效，读出数据均为零。
计算机组成原理--实验报告
实验一寄存器实验实验目的：了解模型机中各种寄存器结构、工作原理及其控制方法。
实验要求：利用CPTH 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。
实验电路：寄存器的作用是用于保存数据的CPTH 用74HC574 来构成寄存器。
74HC574 的功能如下：--实验1：A，W 寄存器实验原理图寄存器A原理图寄存器W 原理图连接线表：--系统清零和手动状态设定：K23-K16开关置零，按[RST]钮，按[TV/ME]键三次，进入"Hand......"手动状态。
在后面实验中实验模式为手动的操作方法不再详述．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STEP脉冲键，CK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STEP键，CK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STEP脉冲键，CK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STEP 键，CK 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STEP键后改变的，也就是CK的上升沿数据被打入。
２．WEN，AEN为高时，即使CK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、22H、33H、44H写入R0、R1、R2、R3寄存器将二进制开关K23-K16，置数据分别为11H、22H、33H、44H置控制信号为：K11、K10为10，K1、k0分别为00、01、10、11并分别按住STEP 脉冲键，CK 由高变低，这时寄存器R0、R1\R2\R3 的黄色选择指示灯分别亮，放开STEP键，CK由低变高，产生一个上升沿，数据被写入寄存器。
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2.1 寄存器实验
姓名：孙坚学号：134173733 班级：13计算机日期：2015.4.3
一．实验要求：利用CPTH 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．实验电路：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。
CPTH 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
四．实验数据及步骤：
实验1：A，W 寄存器实验
寄存器A，W 写工作波形图
连接线表：
系统清零和手动状态设定：K23-K16开关置零，按[RST]钮，按[TV/ME]键三次，进入"Hand......"手动状态。
在后面实验中实验模式为手动的操作方法不再详述．
将66H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66H
置控制信号为：
按住STEP脉冲键，CK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STEP 键，CK 由低变高，产生一个上升沿，数据66H 被写入A 寄存器。
将88H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88H
置控制信号为：
按住STEP脉冲键，CK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STEP 键，CK 由低变高，产生一个上升沿，数据88H 被写入W 寄存器。
注意观察：
１．数据是在放开STEP键后改变的，也就是CK的上升沿数据被打入。
２．WEN，AEN为高时，即使CK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
寄存器R 原理图
寄存器R 写工作波形图
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STEP 脉冲键，CK 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STEP键，CK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STEP 脉冲键，CK 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STEP键，CK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STEP 脉冲键，CK 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STEP键，CK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STEP 脉冲键，CK 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STEP键，CK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STEP键后改变的，也就是CK的上升沿数据被打入。
2. K1(SB)，K0(SA) 用于选择寄存器。
寄存器R读工作波形图
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。
此时数据总线指示灯L7... L0为：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。
此时数据总线指示灯L7... L0为：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。
此时数据总线指示灯L7... L0为：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。
此时数据总线指示灯L7... L0为：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
寄存器MAR原理图
寄存器ST 原理图
寄存器OUT原理图
寄存器MAR，ST，OUT写工作波形图
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STEP脉冲键，CK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STEP键，CK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STEP 脉冲键，CK 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STEP键，CK由低变高，产生一个上升沿，数据34H被写入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STEP 脉冲键，CK 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STEP 键，CK 由低变高，产生一个上升沿，数据56H 被写入OUT寄存器。
五．心得体会：
通过本次实验，我了解了了解模型机中各种寄存器结构、工作原理及其控制方法，并初步掌握了寄存器的用法，更加熟悉了实验箱的操作。
在和同学的合作下成功的完成了实验，总体来说实验还是很顺利的。