计算机组成原理实验报告总结寄存器的原理及操作.doc

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。

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。

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实验232寄存器实验实验目的：1.了解寄存器在计算机中的作用和应用；2.掌握寄存器的基本操作和控制方法；3.学习寄存器的工作原理和内部结构。

实验仪器和材料：1.计算机模拟实验平台；2.VHDL语言编程软件；3.FPGA开发板。

实验原理：寄存器是一种用于存储数据的硬件设备，它通常用于暂时保存和传输计算机中的数据。

在计算机系统中，寄存器可用于存储指令、数据或者地址等信息，其快速的读写速度使得计算机能够高效地进行数据处理和运算。

在本次实验中，我们将设计一个4位寄存器，并实现对该寄存器的读写操作。

该寄存器的位数为4位，即可以存储4位的二进制数据。

通过在FPGA开发板上搭建实验电路，连接到计算机模拟实验平台，可以利用VHDL语言编程实现该寄存器的逻辑功能。

实验步骤：1. 使用VHDL编程软件，创建一个新的工程，并添加寄存器的顶层模块。

创建一个四位宽的输入端input_data，并添加一个时钟输入端clk。

2. 在顶层模块中，将input_data输入到四个触发器模块中。

每个触发器模块使用D触发器，其中D输入端连接到input_data，时钟输入端连接到clk。

触发器的输出端连接到对应的输出端。

3. 添加一个使能端enable，并将其连接到所有的触发器的使能输入端。

设置enable为高电平时，寄存器工作；设置enable为低电平时，寄存器不工作。

4. 添加一个读写控制端rw，并将其连接到一个二选一的多路选择器模块。

该模块的两个输入端分别连接到时钟输入端和输出端，而读写控制端rw作为多路选择器的控制输入端。

多路选择器的输出端连接到所有的触发器的时钟输入端。

5. 添加一个四位宽的输出端output_data，并将其连接到四个触发器的输出端，作为寄存器的输出。

实验结果与分析：通过在计算机模拟实验平台上进行仿真与调试，我们得到了寄存器的实际控制和输出结果。

经过多组实验数据的观察与比较，可以发现寄存器能够实现数据的暂存和传输功能。

计算机组成原理实验三堆栈寄存器实验一、实验目的：1、熟悉堆栈概念。

2、熟悉堆栈寄存器的组成和硬件电路。

二、实验要求：完成3个堆栈寄存器的数据写入与读出。

三、实验原理：实验中所用的堆栈寄存器数据通路由三片8位字长的LS374组成R0、R1、R2寄存器堆。

三个寄存器的输入/输出已连至BUS总线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（详见下表），LDR0、LDR1、LDR2为数据写入允许信号，由二进制控制开关来模拟，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“H”装态）每按动一次“单步”命令键，产生一个T4信号。

下表为寄存器单元选通真值表：四、实验连接：1.连接实验线路，把位于实验装置左上方的CTR-OUT UNIT (LDR0、LDR1、LDR2、/SW-B)与实验装置右中央的CTR-OUT unit (LDR0、LDR1、LDR2)及实验装置左下方INPUT-UNIT(/SW-B)中的控制信号作对应连接。

2.具体连接信号：/SW-B，/R0-B，/R1-B ，/R2-B ，LDR0,LDR1，LDR2五、实验仪器状态设定：在闪动的“P.”状态下按动“增址”命令键，使LED显示器自左向右第一位显示提示符“H”，表示本装置已进入手动单元实验状态。

五、实验项目：（一）堆栈寄存器的写入拨动二进制数据开关（INPUT-UNIT）向R0和R1寄存器置数（置数灯亮表示它所对应的数据位为“1”、反之为“0”）。

具体操作步骤图示如下：[CBA=001] [LDR0=1] [LDR=1][LDR1=0] [LDR1=1][LDR2=0] [LDR2=0][按“STEP”] [按“STEP”] (二)堆栈寄存器的读出关闭数据输入三态门（CBA=000），分别打开通用寄存器R0、R1、R2输出控制位，当CBA=100时，总线指示灯（BUS-DISP UNIT）显示R0中的数据01H；当CBA=101时，总线指示灯显示R1中的数据80H；当CBA=110时，总线指示灯显示R2中等的数据（随机），可以观察到，显示的随机数为11111111.（六）实验总结通过本次实验的数据和理论分析进行比较、验证，我们熟悉了堆栈概念，熟悉了堆栈寄存器的组成和硬件电路等。

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。

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。

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。

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。

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。

计算机组成原理存储器实验报告一、实验目的本次实验的目的是通过实际操作，了解存储器的组成和工作原理，掌握存储器的读写操作。

二、实验原理存储器是计算机中的重要组成部分，用于存储程序和数据。

存储器按照存储介质的不同可以分为内存和外存，按照存储方式的不同可以分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）等。

本次实验使用的是随机存储器，随机存储器是一种易失性存储器，数据在断电后会丢失。

随机存储器按照存储单元的位数可以分为8位、16位、32位等，按照存储单元的数量可以分为256×8、512×16、1024×32等。

随机存储器的读写操作是通过地址线和数据线来实现的。

读操作时，CPU将要读取的地址通过地址线发送给存储器，存储器将该地址对应的数据通过数据线返回给CPU。

写操作时，CPU将要写入的数据通过数据线发送给存储器，存储器将该数据写入到对应的地址中。

三、实验器材1. 存储器芯片：AT24C022. 单片机：STC89C523. 电源、示波器、万用表等四、实验步骤1. 连接电路将AT24C02存储器芯片和STC89C52单片机按照电路图连接好，连接好电源和示波器等设备。

2. 编写程序编写程序，实现对AT24C02存储器的读写操作。

程序中需要设置存储器的地址和数据，以及读写操作的指令。

3. 烧录程序将编写好的程序通过编程器烧录到STC89C52单片机中。

4. 运行程序将电源接通，运行程序，观察示波器上的信号波形，检查读写操作是否正确。

五、实验结果经过实验，我们成功地实现了对AT24C02存储器的读写操作。

通过示波器观察到了地址线和数据线的信号波形，证明了程序的正确性。

六、实验总结通过本次实验，我们深入了解了存储器的组成和工作原理，掌握了存储器的读写操作。

同时，我们也学会了如何编写程序并将程序烧录到单片机中。

这些知识对于我们深入学习计算机组成原理和嵌入式系统开发都具有重要的意义。

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。

1. 寄存器五、实验总结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。

2. 运算器五、实验总结基本熟悉了整个实验系统的基本结构，了解了该实验装置按功能分成几大区,学会何时操作各种开关、按键。

最重要的是通过实验掌握了运算器工作原理，熟悉了算术/逻辑运算的运算过程以及控制这种运算的方法，了解了进位对算术与逻辑运算结果的影响，对时序是如何起作用的没太弄清楚，相信随着后续实验的进行一定会搞清楚的3。

存储器五、实验总结按照实验要求连接器材设备元件，按照给定步骤进行实验操作.通过向静态RAM中写入数据并读出数据，在INPUT单元输入数并存入地址寄存器，再向相应的地址单元存入数,验证读出数据时,只需再INPUT单元输入想要读出单元的地址，再通过片选端CE读出存储单元内的数据，其中We=0是控制写端，WE=1控制读,CE低电平有效。

实验过程遇到一些问题，对实验内容不是很熟，有待提高。

4. CPU与简单模型机设计实验一、实验目的(1) 掌握一个简单CPU的组成原理.（2）在掌握部件单元电路的基础上，进一步将其构造一台基本模型计算机。

(3）为其定义五条机器指令，编写相应的微程序,并上机调试掌握整机概念.二、实验设备PC机一台，TD—CMA实验系统一套。

三、实验原理本实验要实现一个简单的CPU，并且在此CPU的基础上，继续构建一个简单的模型计算机。

CPU 由运算器(ALU）、微程序控制器(MC）、通用寄存器（R0）,指令寄存器（IR）、程序计数器（PC）和地址寄存器（AR)组成,如图5-1—1 所示。

这个CPU 在写入相应的微指令后，就具备了执行机器指令的功能，但是机器指令一般存放在主存当中，CPU 必须和主存挂接后，才有实际的意义，所以还需要在该CPU的基础上增加一个主存和基本的输入输出部件，以构成一个简单的模型计算机。

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]。

成绩：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 寄存器实验实验 2 ：R0，R1， R2，R3寄存器实验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ST 堆栈寄存器的作用，是出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。

图中，信号STEN的作用是将数据总线DBUS上数据存入堆栈寄存器ST 中五、实验操作步骤实验 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55H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。

随着电子技术和计算机科学的飞速发展，寄存器作为数字系统中的基本组件，其重要性不言而喻。

本次寄存器实验，让我对寄存器有了更深入的了解，同时也锻炼了我的动手能力和解决问题的能力。

以下是我在实验过程中的心得体会。

一、实验背景寄存器是数字系统中用于存储和传输数据的临时存储单元，它由触发器组成，可以并行或串行地存取数据。

在计算机组成原理课程中，寄存器是不可或缺的一部分，它直接影响着计算机的性能和效率。

本次实验主要围绕移位寄存器展开，旨在让我们掌握移位寄存器的逻辑功能、工作原理以及在实际应用中的重要性。

二、实验内容1. 实验目的（1）了解移位寄存器的结构、功能和工作原理；（2）掌握移位寄存器的逻辑功能测试和使用方法；（3）学会移位寄存器的应用，如实现数据的串/并转换、构成环形计数器等。

2. 实验原理移位寄存器是一种具有移位功能的寄存器，其数据可以在时钟脉冲的作用下依次左移或右移。

根据移位寄存器存取信息的方式不同，可以分为串入串出、串入并出、并入串出、并入并出四种形式。

本实验选用4位双向通用移位寄存器，型号为74LS194或CC40194。

3. 实验步骤（1）搭建实验电路，包括74LS194芯片、时钟脉冲源、数据输入端等；（2）根据实验要求，设置移位寄存器的操作模式，如并行送数、右移、左移、保持及清零等；（3）通过数据输入端，向移位寄存器中写入数据；（4）观察移位寄存器的输出端，记录数据的变化情况；（5）分析实验结果，验证移位寄存器的功能。

4. 实验结果与分析（1）通过实验，我们成功搭建了移位寄存器实验电路，并实现了数据的串行输入、移位和并行输出；（2）实验结果表明，移位寄存器能够按照设定的操作模式，实现数据的左移、右移、保持和清零等功能；（3）通过观察实验现象，我们了解到移位寄存器在实际应用中的重要作用，如构成环形计数器、顺序脉冲发生器、串行累加器等。

三、实验心得1. 理论知识与实践相结合本次实验让我深刻体会到，理论知识与实践操作是相辅相成的。