寄存器组的设计与实现预习

寄存器组的设计与实现

一、实验目的

1、学习掌握Quartus||软件的基本操作；

2、理解寄存器组的工作原理和过程；

2、设计出寄存器组并对设计的正确性进行验证。

二、实验内容

1、设计出功能完善的寄存器数组并对设计的正确性进行验证。

（1）用图形方式设计出寄存器的电路原理图；

（2）测试波形时用时序仿真实现，先将不同的数据连续写入4个寄存器后，再分别读出；（3）将设计文件封装成器件符号；

（4）数据宽度最好为16位。

三、实验设计

1、集成电路芯片

（1）74760：三态输出4*4寄存器堆

74760提供了4个4位寄存器。在功能上可对这4个寄存器分别进行写操作和读操作。在寄存器写操作时，通过WB、WA两个寄存器选择端的组合00、01、10、11选择寄存器。通过GWN写控制端进行三态控制，GWN为低电平时将数据写入端数据D4D3D2D1写入该寄存器。在寄存器读操作时，通过RB、RA两个寄存器选择端的组合00、01、10、11选择寄存器，通过ＧＲＮ读控制端进行三态控制，在ＧＲＮ为低电平时，将所选寄存器数据通过Ｑ4Ｑ3Ｑ2Ｑ1进行输出。

“写”功能表

“读”功能表

2、设计原理

要设计16位的存储器组，需要74670芯片4片，在寄存器组工作时，同时对4片74670芯片进行操作，封装后即可作为包含有4个16位寄存器的寄存器组在主机系统中调用。

四、实验结果

1、原理图

寄存器组由4个74670组成，将4个芯片的GWN、WA、WB、GRN、RA、RB 分别连在一起，共同控制4个芯片的读写操作。总共有22个输入端。即

IN[15]、IN[14]....IN[1]、IN[0]和GWN、WA、WB、GRN、RA、RB。16个输出

端。即OUT[15]、OUT[14]...OUT[1]、OUT[0]。

2、波形仿真

当GWN=0、GRN=0都有效时，可以对寄存器组进行读写操作。

当WB/WA=00时，将0321写入寄存器组的W0寄存器，RB/RA=00时，读取寄存器W0的值即0321。

当WB/WA=01时，将1111写入寄存器组的W1寄存器，RB/RA=01时，读取寄存器W1的值即1111。

当WB/WA=10时，将1010写入寄存器组的W2寄存器，RB/RA=10时，读取寄存器W2的值即1010。

当WB/WA=11时，将0201写入寄存器组的W3寄存器，RB/RA=11时，读取寄存器W3的值即0201。

3、封装

将设计好的16位寄存器组封装。

五、实验总结

通过这次实验了解了通用寄存器的使用方法，熟悉了图形语言描述通用寄存器的方法，为以后实验做了准备。