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1、实验一、寄存器实验一、实验目的 了解模型机中各种寄存器的结构、工作原理及其控制方法，掌握运算器中寄存器的数据 传输方法和基本控制原理，为后续学习CPU中数据在各寄存器之间的传输做必要的知识储 备。二、实验要求使用 CP226 实验平台，将要求的数据写入相关的寄存器，并能得到准确的实验结果。三、实验内容利用CP226实验平台上的K23-K16开关作为DBUS的数据，K7.K0中的某些开关作 为控制信号（控制方式见六），将K23-K16上的数据写入累加器A、工作寄存器W、数据寄 存器组RO、R1、R2、R3中。其具体内容如下（本实验为脱机实验）：1. 将二位学生学号的最后2位以BCD码的方式分别写
2、入累加器A和工作寄存器W中， 并将实验结果的局部贴图粘贴在实验报告上；2. 将二位学生学号的最后2位以BCD码的方式分别写入R0和R1、R2和R3工作寄 存器中，并将实验结果的局部贴图粘贴在实验报告上。说明：假设某学生的学号是10112025，则最后两位是25,它的BCD码是25H，此时开关 K23-K16提供的数据见表1-1所示。表1-1：学号后两位为25时，K23.K16的开关数据（开关拨到上方为1,拨到下方为 0)开关名称K23K22K21K20K19K18K17K16开关信号值00100101四、模型机概况CP226模型机中包括了一个标准CPU所具备所有部件，这些部件包括：运算器ALU
3、、 累加器A、工作寄存器W、左移门L、直通门D、右移门R、寄存器组R0-R3、程序计数器 PC、地址寄存器MAR、堆栈寄存器ST、中断向量寄存器IA、输入端口 IN、输出端口寄存 器OUT、程序存储器EM、指令寄存器IR、微程序计数器uPC、微程序存储器uM,以及中 断控制电路、跳转控制电路。其中运算器和中断控制电路以及跳转控制电路用CPLD实现, 其它电路都是由离散的数字电路组成。模型机为8 位机，数据总线、地址总线都为8位，但其工作原理与16位机相同。相比 而言8 位机的实验减少了烦琐的连线，但其原理却更容易被学生理解、吸收（模型机的结构见附件 1）。五、实验电路1.实验平台中累加器A和工
4、作寄存器W的电路图- &US7 z- DBU56 :- 0BUS4 zOBUSIW574HC574OC CLKID 2D 3 口 4D 5D 6D 7D ED图 1-2 工作寄存器 W 的电路图2. 工作寄存器 R0-R3 的电路图1扌 ?询:L3ATD_HY90 豆Y3nrsr、 r teaDK5严F nrasJ-krcar.： EelIturw呼 wlaIIIlQsQ dlAla艾卫-Qxt% 雄対a?：357图 1-3 工作寄存器 R0-R3 的电路图六、实验接线与控制信号设置1. 实验内容 1从图1-1和1-2可见，要使K23-K16上的数据写入到累加器A和工作寄存器W,必须 要使DB
5、US数据线与开关K23-K16相连，使AEN和WEN分别为低电平，并在CK信号产 生上升沿（74HC574是上升沿触发）。由于CK内部已连接到STEP按键上，所以要用STEP 按键提供写入累加器A和工作寄存器W的控制信号。写入寄存器A和W的实验连线如表 1-2所示。表1-2：将学号的最后2位写入累加器A和工作寄存器W的连线与电平设置表连接信号孔接入孔作用状态说明1J1座J3座将 K23-K16 接入 DBUS7:0实验模式：手动2AENK3选通A低电平有效3WENK4选通W低电平有效4CK已连ALU工作脉冲上升沿打入表1-2-1：写入累加器A的控制信号K4(WEN)K3(AEN)10表1-2-
6、2：写入工作寄存器W的控制信号K4(WEN)K3(AEN)012. 实验内容 2按着对实验内容1的分析方法，写入寄存器R0.R3的实验连线如表1-3所示。表1-3：将学号的最后4位写入工作寄存器R0.R3的连线与电平设置表连接信号孔接入孔作用状态说明1J1座J3座将 K23-K16 接入 DBUS7:0实验模式：手动2RRDK11寄存器组读使能高电平有效（不读）3RWRK10寄存器组写使能低电平有效4SBK1寄存器选择B5SAK0寄存器选择A6CK已连寄存器工作脉冲上升沿打入表 1-3-1 写入工作寄存器 R0.R3 的控制信号寄存器K1(SB)K0(SA)写入寄存器R000写入寄存器R101写入寄存器R210写入寄存器R311六、 实验步骤请按下述步骤操作： 关闭实验箱的电源，分别按实验连线表（表1-2或表1-3）连接线路； 将K23-K16开关置零（全部拨到下方），然后打开实验箱的电源，按RST钮，再 按TV/ME键三次（不要过快），即进入“Hand.”手动状态； 按输入数据要求改变波动开关K23.K16位置（表1-1），形成不同学生学号的BCD 码； 分别按控制信号设置的要求（表1-2-1和表1-2-2或表1-3-1）改变控制值，然后按 动 STEP 按键，此时数据被写入相应的寄存器中。
