计算机组成原理第一次实验报告.pdf

【计算机组成原理】是计算机科学中的基础课程，它主要研究计算机硬件系统的基本组成和工作原理。本次实验报告涉及的是计算机组成原理的初次实践，重点在于理解寄存器及其数据输出的功能和操作方法。 **一、实验目的** 1. **掌握寄存器工作原理**：学习并理解COP2000模型机中各种寄存器，如累加器A、暂存器W、地址寄存器MAR、堆栈寄存器ST和输出寄存器OUT等，了解它们在数据通路中的位置、作用，以及如何通过控制信号进行操作。 2. **理解寄存器组工作**：了解如何通过74HC139这样的2-4译码器来实现寄存器组，并且理解多个寄存器不能同时向内部数据总线输出数据的情况。 3. **数据输出控制**：掌握74HC138译码器在选择寄存器向数据总线输出数据中的作用，理解X0、X1、X2这三个控制信号如何决定数据输出。 **二、实验原理** 1. **寄存器实现**：74HC574是一种8位锁存器，它在CLK上升沿时将输入数据打入触发器，并通过OC信号控制输出。累加器A、暂存器W、地址寄存器MAR、堆栈寄存器ST和输出寄存器OUT等寄存器都是由这种基本单元构成的。 2. **寄存器组**：寄存器组R由74HC139构成的2-4译码器控制，用于选择不同的寄存器进行读写操作。 3. **数据输出**：74HC138作为地址译码器，它的X0、X1、X2三个选择输入端决定数据总线上的输出寄存器。 **三、实验内容** 1. **寄存器写入**：通过手动开关控制数据输入和控制信号，如AEN和WEN，以及CLOCK脉冲，将特定数值写入A和W寄存器，通过黄色指示灯确认写入成功。 2. **寄存器R的写入与读出**：通过设定不同控制信号（如RRD、RWR、SB和SA），可向R0至R3寄存器写入数据，读出时观察红色指示灯和液晶显示屏的内容来验证操作结果。 3. **MAR和ST寄存器实验**：通过控制信号（如MAROE、MAREN和STEN）写入数据到地址寄存器和堆栈寄存器。 本次实验通过实际操作加深了对计算机组成原理的理解，特别是寄存器操作和数据通路控制，这是构建和分析计算机硬件系统的基础。通过实验，学生能更好地理解和应用理论知识，为后续深入学习计算机体系结构和微处理器设计打下坚实基础。