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

指导教师：祝昌宇

实验名称：通用寄存器单元实验

年级：2011级 姓名：蒋俊 学号：312011080611118 实验成绩： 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。

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45．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。 $ 此时数据总线上的指示灯IDB0~IDB7显示为42H。由于通用寄存器内容不为0，所以ZD (LED)灯灭。

（二）寄存器内容无进位位左移

1．把42H打入通用寄存器中，数据总线上显示42H。

234．按脉冲单元中的PLS1脉冲按键，在RACK上产生一个上升沿，使通用寄存器的值左移。 $ 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。

5．按脉冲单元中的PLS1脉冲按键，使通用寄存器的值左移，此时数据总线上的LED指示

灯IDB0~IDB7显示为09H。若一直按PLS1，在总线上看见数据循环左移的现象。

（三）寄存器内容无进位位右移

1．把42H打入通用寄存器中，数据总线上显示42H。

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34．按脉冲单元中的PLS1脉冲按键，在RACK上产生一个上升沿，使通用寄存器的值右移。 此时数据总线上的LED指示灯IDB0~IDB7显示为21H。由于通用寄存器内容不为0，所以ZD (LED) 灯灭。

按脉冲单元中的PLS1脉冲按键，使通用寄存器的值右移，此时数据总线上的LED指示灯IDB0~IDB7显示为90H。若一直按PLS1，在总线上看见数据循环右移的现象。

五、总结

通过本次实验，我了解了通用寄存器的组成和硬件电路，并掌握利用寄存器实现数据的置数、左移、右移等功能，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。