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。

放开 CLOCK键， CLOCK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
按住CLOCK脉冲键，CLOCK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CLOCK 键，CLOCK由低变高，产生一个上升沿，数据66H 被写入W 寄存器。

实验 2 ：R0，R1， R2，R3寄存器实验
将11H写入 R0 寄存器
3
v1.0可编辑可修改置控制信号为：
按住 CLOCK脉冲键， CLOCK由高变低，这时寄存器R0 的黄色选择指示灯亮，表明选
择 R0 寄存器。

放开 CLOCK键， CLOCK由低变高，产生一个上升沿，数据 11H被写入 R0 寄存器。

将22H写入 R1 寄存器
二进制开关 K23-K16 用于 DBUS[7:0] 的数据输入，置数据22H
置控制信号为：
按住 CLOCK脉冲键， CLOCK由高变低，这时寄存器R1 的黄色选择指示灯亮，表明选
择 R1 寄存器。

放开 CLOCK键， CLOCK由低变高，产生一个上升沿，数据 22H被写入 R1 寄存器。

将33H写入 R2 寄存器
二进制开关 K23-K16 用于 DBUS[7:0] 的数据输入，置数据33H
置控制信号为：
按住 CLOCK脉冲键， CLOCK由高变低，这时寄存器R2 的黄色选择指示灯亮，表明选
择 R2 寄存器。

放开 CLOCK键， CLOCK由低变高，产生一个上升沿，数据 33H被写入 R2 寄存器。

将44H写入 R3 寄存器
二进制开关 K23-K16 用于 DBUS[7:0] 的数据输入，置数据44H
置控制信号为：
按住 CLOCK脉冲键， CLOCK由高变低，这时寄存器R3 的黄色选择指示灯亮，表明选
择 R3 寄存器。

放开 CLOCK键， CLOCK由低变高，产生一个上升沿，数据 44H被写入 R3 寄存器。

读R0 寄存器置
控制信号为：
这时寄存器 R0 的红色输出指示灯亮， R0 寄存器的数据送上数据总线。

此时液晶显示DBUS: 11 00010001.将K11(RRD)置为1,关闭R0寄存器输出.
读R1 寄存器置
控制信号为：
0 1 0 1
这时寄存器 R1 的红色输出指示灯亮， R1 寄存器的数据送上数据总线。

此时液晶显示DBUS: 22 00100010.将K11(RRD)置为1,关闭R1寄存器输出.
读 R2 寄存器
置控制信号为：
这时寄存器 R2 的红色输出指示灯亮， R2 寄存器的数据送上数据总线。

此时液晶显示DBUS: 33 00110011.将K11(RRD)置为1,关闭R2寄存器输出.
读R3 寄存器置
控制信号为：
这时寄存器 R3 的红色输出指示灯亮， R3 寄存器的数据送上数据总线。

此时液晶显
示 DBUS: 44 01000100.将K11(RRD)置为1,关闭R3寄存器输出.
实验 3 ：MAR地址寄存器， ST 堆栈寄存器， OUT输出寄存器
将12H写入 MAR寄存器
二进制开关 K23-K16 用于 DBUS[7:0] 的数据输入，置数据12H
置控制信号为：
按住 CLOCK脉冲键， CLOCK由高变低，这时寄存器MAR的黄色选择指示灯亮，表明选择 MAR寄存器。

放开CLOCK键， CLOCK由低变高，产生一个上升沿，数据12H 被写入MAR寄存器。

K14(MAROE)为 0, MAR 寄存器中的地址输出 . MAR 红色输出指示灯亮 .
将 K14(MAROE)置为 1.关闭MAR输出.
v1.0可编辑可修改将34H写入 ST 寄存器
二进制开关 K23-K16 用于 DBUS[7:0] 的数据输入，置数据34H
置控制信号为：
按住 CLOCK脉冲键， CLOCK由高变低，这时寄存器ST 的黄色选择指示灯亮，表明选
择ST 寄存器。

放开 CLOCK键， CLOCK由低变高，产生一个上升沿，数据 34H 被写入 ST 寄存器。

将56H写入 OUT寄存器
二进制开关 K23-K16 用于 DBUS[7:0] 的数据输入，置数据56H
置控制信号为：
按住 CLOCK脉冲键， CLOCK由高变低，这时寄存器 OUT 的黄色选择指示灯亮，表明选择 OUT 寄存器。

放开 CLOCK键，CLOCK由低变高，产生一个上升沿，数据 56H 被写入 OUT 寄存器。

六、实验结果分析
寄存器的作用是用于保存数据的，因为我们的模型机是8 位的，因此在本模型机中大部寄存器是8 位的，标志位寄存器(Cy, Z)是二位的。

COP2000用 74HC574来构成寄存器。

74HC574的功能如下：
7
v1.0可编辑可修改
说明：
1. 在 CLK的上升沿将输入端的数据打入到8 个触发器中
2. 当 OC = 1 时触发器的输出被关闭，当OC=0时触发器的输出数据
将 55H 写入 A 寄存器
(1) 二进制开关K23-K16DBUS[7:0]，用于数据输入
（ 2）在AEN=0
CLK上升沿数据送送入A寄存器WEN=1
将11H 写入 R0 寄存器
(1) 二进制开关K23-K16DBUS[7:0]，用于数据输入
(2) RRD=1
RWR=0 CLK上升沿
SB=0R0寄存器
SA=0
将22H 写入 R1 寄存器
(1) 二进制开关K23-K16DBUS[7:0]，用于数据输入
(2) RRD=1
RWR=0 CLK上升沿
SB=1R0寄存器
SA=0
8
v1.0可编辑可修改将11H 用 R0 寄存器读出
RRD=0
RWR=1
SB=0数据送到数据总线（液晶显示）
SA=0
将55H 写入 MAR寄存器
(1) 二进制开关K23-K16DBUS[7:0]，用于数据输入
(2)MAROE=0(K14)
MAREN=0(K15) CLK上升沿
STEN=1(K12)MAR寄存器
OUTEN=1(K13)
9。