实验二 通用寄存器实验

一、实验目的

1. 熟悉通用寄存器的数据通路。 2. 了解通用寄存器的构成和运用。

二、实验要求

掌握通用寄存器R3~R0的读写操作。

三、实验原理

实验中所用的通用寄存器数据通路如下图所示。由四片8位字长的74LS574组成R1 R0（CX）、R3 R2（DX）通用寄存器组。图中X2 X1 X0定义输出选通使能，SI、XP控制位为源选通控制。RWR为寄存器数据写入使能，DI、OP为目的寄存器写选通。DRCK信号为寄存器组打入脉冲，上升沿有效。准双向I/O输入输出端口用于置数操作，经2片74LS245三态门与数据总线相连。

图2-3-3 通用寄存器数据通路

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四、实验内容

1. 实验连线 K23~K0置“1”，灭M23~M0控位显示灯。然后按下表要求“搭接”部件控制电路。

连线 1 2 3 4 5 6 7 8 9 信号孔 DRCK X2 X1 X0 XP SI RWR DI OP 接入孔 CLOCK 作用 单元手动实验状态的时钟来源 有效电平 上升沿打入 三八译码 八中选一 低电平有效 低电平有效 K10(M10) 源部件译码输入端X2 K9(M9) K8(M8) K7(M7) 源部件译码输入端X1 源部件译码输入端X0 源部件奇偶标志：0=偶寻址，1=奇寻址 K20(M20) 源寄存器地址：0=CX，1=DX K18(M18) 通用寄存器写使能 K17(M17) 目标寄存器地址：0=CX，1=DX K16(M16) 目标部件奇偶标志：0=偶寻址，1=奇寻址

2. 寄存器的读写操作 ① 目的通路

当RWR=0时，由DI、OP编码产生目的寄存器地址，详见下表。

通用寄存器“手动／搭接”目的编码

目标使能 通用寄存器目的编址 T ↑ ↑ ↑ ↑ 功能说明 R0写 R1写 R2写 R3写 RW(K18) DI(K17) OP(K16) 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1

② 通用寄存器的写入

通过“I/O输入输出单元”向R0、R1寄存器分别置数27h、37h，操作步骤如下：

数据来源 I/O单元 K10~K7=1000 置数 I/O=XX01h K18~K16=000 寄存器 R0=01h 按【单拍】按钮 置数 I/O=XX11h K18~K16=001 寄存器 R1=11h 按【单拍】按钮

通过“I/O输入输出单元”向R2、R3寄存器分别置数47h、57h，操作步骤如下：

数据来源 I/O单元 K10~K7=1000 置数 I/O=XX21h K18~K16=010 寄存器 R2=21h 按【单拍】按钮 置数 I/O=XX31h K18~K16=011 寄存器 R3=31h 按【单拍】按钮

③ 源通路

当X2~X0=001时，由SI、XP编码产生源寄存器，详见下表。

通用寄存器“手动／搭接”源编码

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源使能 K10 K9 K8 X2 X1 X0 通用寄存器源编址 K20 SI 0 K7 XP 0 1 0 1 R0送总线 R1送总线 R2送总线 R3送总线 功能说明 0 0 1 0 1 1 ④ 通用寄存器的读出

关闭写使能，令K18（RWR）=1，按下流程分别读R0、R1、R2、R3。

数据来源 通用寄存器 K10~K8=001 读R0 K20 K7=00 数据总线 显示R0值 读R1 K20 K7=01 数据总线 显示R1值 数据总线 显示R3值

数据来源 通用寄存器 K10~K8=001 读R2 K20 K7=10 数据总线 显示R2值 读R3 K20 K7=11

五 实验总结

通过本次实验了解到通用寄存器组对CPU的重要性，同时也了解了通用寄存器的作用以及功能。在开始做实验时，不知道该如何来描述这个看起来特别复杂的通用寄存器组。但是通过解读实验原理，了解到要通过一些小的部件来组成通用寄存器组，这些简单的小部件便可组成通用寄存器组，从而支持CPU的功能实现。

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