课程名称计算机组成原理
课程代码6013749
实验时间2013 年12 月15 日
指导单位
指导教师
学生姓名年级
学号专业
成绩
实验名称
实验地点 6A-417
实验二通用寄存器单元实验
实验类型验证实验学时8 实验日期
实验目的和要求：
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
要求：按照实验步骤完成实验项目，实现通用寄存器移位操作。
了解通用寄存器的工作原理运用。
实验环境(实验设备) ：CPT实验机，连线
实验原理及内容
1．实验原理
<1>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
<2>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．实验内容
（一）数据输入通用寄存器（二）寄存器内容无进位位左移3．实验前准备
控制信号说明：
信号脉冲作用有效电平
X0、X1 74LS198的工作模式
ERA 选通通用寄存器低电平有效RA-O 通用寄存器内容输出至总线低电平有效RACK 通用寄存器工作脉冲上升沿有效
M 在ALU单元中作为逻辑和算术运算的选择。
在本实验中决定是否带进位移位0带进位1不带进位
4．实验过程
（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。
信号定义接入开关位号
RACK PLS1孔
X0 H12孔
X1 H11孔
ERA H10孔
RA-O H9孔
M H4孔
3．二进制开关H16~H23作为数据输入，置42H（对应开关如下表）
H23 H22 H21 H20 H19 H18 H17 H16 数据总线值
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 8位数据
0 1 0 0 0 0 1 0 42H
置各控制信号如下：
H12 H11 H10 H9 H4
X0 X1 ERA RA-O M
1 1 0 0 1
4．按启停单元中的有效按钮，置实验机为运行状态。
5．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应该显示为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。
2．实现左移功能，置各控制信号如下：
H12 H11 H10 H9 H4
X0 X1 ERA RA-O M
1 1 0 0 1
3．按启停单元中的有效按钮，置实验机为运行状态。
4．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应该显示为09H。
若一直按PLS1，在总线上将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。
2．实现右移功能，置各控制信号如下：
H12 H11 H10 H9 H4
X0 X1 ERA RA-O M
1 0 0 0 1
3．按启停单元中的运行按钮，置实验机为运行状态。
4．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应该显示为21H。
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，使通用寄存器的值右移，此时数据总线上的LED指示灯IDB0~IDB7应该显示为90H。
若一直按PLS1，在总线上将看见数据循环右移的现象。
四、实验小结（包括问题和解决方法、心得体会、意见与建议等）
通用寄存器可用于传送和暂存数据，也可参与算术逻辑运算，并保存运算结果。
通过实验我了解通用寄存器的组成和硬件电路；掌握了利用通用寄存器实现数据的置数、左移、右移等功能的方法。
五、指导教师评语
成绩批阅人日期。