• 实验目的和要求

目的：了解模型机中各种寄存器结构、工作原理及其控制方法。

要求：利用CP226 实验系统上的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，数据寄存器组R0..R3，地址寄存器MAR，堆栈寄存器ST，输出寄存器OUT。

• 实验环境

Cp226 实验仪 

• 实验内容与过程

【实验涉及的电路及原理】

实验1：R0，R1，R2，R3 寄存器实验

 

实验内容：

连接线表

连接	信号孔	接入孔	作用	状态说明
1	J1座	J3座	将K23-K16接入DBUS[7:0]	实验模式：手动
2	RRD	K11	寄存器组读使能	低电平有效
3	RWR	K10	寄存器组写使能	低电平有效
4	SB	K1	寄存器选择B
5	SA	K0	寄存器选择A
6	CK	已连	寄存器工作脉冲	上升沿打入
7	D7..D0	L7..L0	观察寄存器数据输出

将11H写入R0寄存器

二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据AAH

K23	K22	K21	K20	K19	K18	K17	K16
0	0	0	1	0	0	0	1

置控制信号为：

K11(RRD)	K10(RWR)	K1(SB)	K0(SA)
1	0	0	0

按住STEP 脉冲键，CK 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STEP键，CK由低变高，产生一个上升沿，数据AAH 被写入R0 寄存器。

将29H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29H

K23	K22	K21	K20	K19	K18	K17	K16
0	1	0	0	0	0	0	0

置控制信号为：

K11(RRD)	K10(RWR)	K1(SB)	K0(SA)
1	0	0	1

按住STEP 脉冲键，CK 由高变低，这时寄存器R1 的黄色选择指示灯亮，表明

择R1 寄存器。放开STEP键，CK由低变高，产生一个上升沿，数据29H被写入R1 寄存器。

将63H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63H

K23	K22	K21	K20	K19	K18	K17	K16
0	1	1	0	0	0	0	0

置控制信号为：

K11(RRD)	K10(RWR)	K1(SB)	K0(SA)
1	0	1	0

按住STEP 脉冲键，CK 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STEP键，CK由低变高，产生一个上升沿，数据63H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

K23	K22	K21	K20	K19	K18	K17	K16
0	1	1	1	0	0	0	0

置控制信号为：

K11(RRD)	K10(RWR)	K1(SB)	K0(SA)
1	0	1	1

按住STEP 脉冲键，CK 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STEP键，CK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：

K11(RRD)	K10(RWR)	K1(SB)	K0(SA)
0	1	0	0

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。此时数据总线指示灯L7... L0为：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：

K11(RRD)	K10(RWR)	K1(SB)	K0(SA)
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。此时数据总线指示灯L7... L0为： 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：

K11(RRD)	K10(RWR)	K1(SB)	K0(SA)
0	1	1	0

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。此时数据总线指示灯L7... L0为： 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：

K11(RRD)	K10(RWR)	K1(SB)	K0(SA)
0	1	1	1

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。此时数据总线指示灯L7... L0为： 01000100. 将K11(RRD)置为1， 关闭R3 寄存器输出。

实验2：MAR 地址寄存器，ST 堆栈寄存器，OUT输出寄存器

 

 寄存器MAR原理图

寄存器ST原理图 

 寄存器OUT原理图

连接线表

连接	信号孔	接入孔	作用	状态说明
1	J2座	J3座	将K23-16接入DBU[7:0]	实验模式：手动
2	MAROE	K14	MAR地址输出使能	低电平有效
3	MAREN	K15	MAR寄存器写使能	低电平有效
4	STEN	K12	ST寄存器写使能	低电平有效
5	OUTEN	K13	OUT寄存器写使能	低电平有效
6	CK	已连	寄存器工作脉冲	上升沿打入

将72H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72H

K23	K22	K21	K20	K19	K18	K17	K16
0	1	1	1	0	0	1	0

置控制信号为：

K15(MAREN)	K14(MAROE)	K13(OUTEN)	K12(STEN)
0	0	1	1

按住STEP脉冲键，CK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STEP键，CK由低变高，产生一个上升沿，数据72H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。

将34H写入ST寄器

二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据34H

K23	K22	K21	K20	K19	K18	K17	K16
0	0	1	1	0	1	0	0

置控制信号为：

K15(MAREN)	K14(MAROE)	K13(OUTEN)	K12(STEN)
1	1	1	0

按住STEP 脉冲键，CK 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STEP键，CK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

K23	K22	K21	K20	K19	K18	K17	K16
0	1	0	1	0	1	1	0

置控制信号为：

K15(MAREN)	K14(MAROE)	K13(OUTEN)	K12(STEN)
1	1	0	1

按住STEP 脉冲键，CK 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STEP 键，CK 由低变高，产生一个上升沿，数据56H 被写入OUT寄存器。

• 实验结果与分析

1.将19H写入R0寄存器。

K23	K22	K21	K20	K19	K18	K17	K16	K11(RRD)	K10(RWR)	K1(SB)	K0(SA)
0	0	0	1	1	0	0	1	1	0	0	0

置控制信号为：

K11(RRD)	K10(RWR)	K1(SB)	K0(SA)
1	0	0	0

2.将29H写入R1寄存器。

K23	K22	K21	K20	K19	K18	K17	K16	K11(RRD)	K10(RWR)	K1(SB)	K0(SA)
0	0	1	0	1	0	0	1	1	0	1	0

置控制信号为：

K11(RRD)	K10(RWR)	K1(SB)	K0(SA)
1	0	0	1

3.将39H写入R2寄存器。

K23	K22	K21	K20	K19	K18	K17	K16	K11(RRD)	K10(RWR)	K1(SB)	K0(SA)
0	0	1	1	1	0	0	1	1	0	1	0

置控制信号为：

K11(RRD)	K10(RWR)	K1(SB)	K0(SA)
1	0	1	0

4．将49H写入R3寄存器。

K23	K22	K21	K20	K19	K18	K17	K16	K11(RRD)	K10(RWR)	K1(SB)	K0(SA)
0	1	0	0	1	0	0	1	1	0	1	1

置控制信号为：

K11(RRD)	K10(RWR)	K1(SB)	K0(SA)
1	0	1	1

5．按住STEP脉冲键实验现象? (实验箱中有什么变化)

按住STEP 脉冲键，CK 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。

6．放开STEP 键实验现象? (实验箱中有什么变化)

放开STEP键，CK由低变高，产生一个上升沿，数据29H被写入R1 寄存器。

7．数据是在什么时候被打入寄存器的？

在按下STEP键后。

8．R0,R1,R2,R3能同时输入数据吗？

可以同时向R0,R1,R2和R3寄存器输入数据。要实现同时输入数据到这些寄存器，要确保对于每个寄存器，只有对应的控制信号（如R0EN、R1EN、R2EN、R3EN）为有效状态（例如置1），其他寄存器的控制信号为无效状态（例如置0）。

9． MAR, ST, OUT能同时输入数据吗？你试一试。

可以同时向MAR、ST和OUT寄存器输入数据。每个寄存器都有独立的数据输入线（如DBUS[7:0]），可以使用二进制开关或其他方式为每个寄存器设置不同的数据值。

在写入数据之前，将相应的控制信号设置为正确的状态，并按需要选择要写入的寄存器。例如，对于MAR寄存器，控制信号K12(STEN)和K13(OUTEN)应该为0，而对于ST寄存器，K12(STEN)应为1，K13(OUTEN)应为0。