寄存器电路设计

实验五寄存器电路设计

1.画出74ls74构成的4位单向移位寄存器并说明其工作原理。

74ls74是由四个D触发器串联而成的四位单向移位寄存器。移位寄存器使其中所储存的二进制，在一位脉冲的作用下左右移动；一位触发器可以储存1位二进制代码，存放n位二进制就需要n个触发器构成。

2.8位移位寄存器设计原理图。

实验五寄存器电路设计

一、实验目的

l、掌握寄存器的工作原理、测试和分析其工作状态

2、掌握集成双向移位寄存器和并行数据锁存器的功能及使用方法

3、8位移位寄存器电路设计

二、实验内容及步骤

1、并行输入／并行输出寄存器功能测试

表5.1

2、移位寄存器功能测试

（1）用74LS74构成的4位单向移位寄存器

表5.2

(2) 74LSl94

表5.3

S1S0CP Dsr Dsl I3I2I1I0Q3Q2Q1Q0 0X X X X X X X X X0000

1X X0X X X X X X0000

111X X d3d2d1d0d3d2d1d0

1011X X X X X1111

1010X X X X X0000

110X1X X X X1111

110X0X X X X0000

100X X X X X X X0000

3、8D锁存器功能测试

表5.4

E D7D6D5D4D3D2D1D0Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0 001011011000000000 011011011010110110 00011101100111011 01100010011000100 1X X X X X X X X X00000000

注: “个”表示单脉冲上升沿

4、8位移位寄存器电路设计（如不够可自行加纸）

自制表格：

Cr S1 S0 CP Dsr Dsl I3 I2 I1 I0 Q7 Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 Q0

0 X X X X X X X X X 0 0 0 0 0 0 0 0

1 X X 0 X X X X X X 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 ↑X X 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 ↑0 X X X X X 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 ↑ 1 X X X X X 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 ↑0 X X X X X 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 ↑ 1 X X X X X 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 X X X X X X X 0 0 0 0 0 0 0 0

实验仿真图：

实验原理：

实验主要用到用两片74LS194芯片构成8位移步寄存器。

主要思路是使74LS194芯片在S0S1在00、01、10、11四个状态下分别执行保持、右移、左移和置位的功能，因为主要用到的是左移和右移的功能，所以将两个芯片的

S0S1端连接在一起就可以将四位移步寄存器级联扩展为8位移步寄存器。

三、思考题

1．写出图5.1和图5.2的状态方程，并对照检查实验结果正确与否。

Q3=D3+D1D2；Q2=D0+D3；Q1=D3+D1D2；Q0=D0+D3

实验结果正确

四、实验总结（自己总结本次试验的重难点及心得、体会、收获，字数不得少于100字）

寄存器和存储器的区别

https://www.docsj.com/doc/e011850756.html,/p-20032411.html

寄存器和存储器的区别

如果仅是讨论CPU的范畴 寄存器在cpu的内部，容量小，速度快 存储器一般都在cpu外部，容量大，速度慢 回答者：athlongyj - 高级经理六级6-1 08:52 从根本上讲，寄存器与RAM的物理结构不一样。 一般寄存器是指由基本的RS触发器结构衍生出来的D触发， 就是一些与非门构成的结构，这个在数电里面大家都看过； 而RAM则有自己的工艺，一般1Bit由六MOS管构成。所以， 这两者的物理结构不一样也导致了两者的性能不同。寄存器 访问速度快，但是所占面积大。而RAM相反，所占面积小， 功率低，可以做成大容量存储器，但访问速度相对慢一点。 1、 寄存器存在于CPU中，速度很快，数目有限； 存储器就是内存，速度稍慢，但数量很大； 计算机做运算时，必须将数据读入寄存器才能运算。 2、 存储器包括寄存器, 存储器有ROM和RAM 寄存器只是用来暂时存储,是临时分配出来的,断电,后,里面的内容就没了`````

寄存器跟存储器有什么区别？ 一般数据在内存里面，要处理（或运算）的时候， 独到寄存器里面。 然后CPU到寄存器里面拿值，拿到运算核内部， 算好了在送到寄存器里面 再到内存 寄存器跟存储器有什么区别？ 寄存器跟存储器有什么区别？ 寄存器上：“一个操作码+一个操作数”等于一条微指令吗？一条微指令是完成一条机器指令的一个步骤对吗？cpu是直接跟寄存器打交道的对吗？也就是说寄存器是运算器、控制器的组成部分对不？ 设计一条指令就是说把几条微指令组合起来对吗？ 刚开始学硬件相关知识，学的晕头转向的！！ 存储器与寄存器区别 2009-06-09 12:27 寄存器是CPU内部存储单元，数量有限，一般在128bit内，但是速度快，CPU访问几乎没有任何延迟。分为通用寄存器和特殊功能寄存器。 通常说的存储器是独立于cpu之外的，比如内存，硬盘，光盘等。 所有数据必须从存储器传入寄存器后，cpu才能使用。

集成计数器及寄存器的运用 实验报告

电子通信与软件工程 系2013-2014学年第2学期 《数字电路与逻辑设计实验》实验报告 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 班级: 姓名: 学号: 成绩: 同组成员: 姓名: 学号: --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 一、 实验名称:集成计数器及寄存器的运用 二、实验目的: 1、熟悉集成计数器逻辑功能与各控制端作用。 2、掌握计数器使用方法。 三、 实验内容及步骤: 1、集成计数器74LS90功能测试。74LS90就是二一五一十进制异步计数器。逻辑简图为图8、1所示。 四、 五、 图8、1 六、 74LS90具有下述功能: ·直接置0(1)0(2)0(.1)R R ,直接置9(S9(1,·S,.:,＝1) ·二进制计数(CP 、输入QA 输出) ·五进制计数(CP 2输入Q D Q C Q B 箱出) ·十进制计数(两种接法如图8.2A 、B 所示) ·按芯片引脚图分别测试上述功能,并填入表 8、1、表8、2、表8、3中。

图8、2 十进制计数器 2、计数器级连 分别用2片74LS90计数器级连成二一五混合进制、十进制计数器。 3、任意进制计数器设计方法 采用脉冲反馈法(称复位法或置位法)。可用74LS90组成任意模(M)计数器。图8、3就是用74LS90实现模7计数器的两种方案,图(A)采用复位法。即计数计到M异步清0。图(B)采用置位法,即计数计到M一1异步置0。 图8、3 74LS90 实现七进进制计数方法 （1）按图8、3接线,进行验证。 （2）设计一个九进制计数器并接线验证。 （3）记录上述实验的同步波形图。 四、实验结果:

定时器计数器工作方式寄存器TMOD

TMOD 在内存 RAM 中位于特殊功能寄存器区的 89H 处，其高 4 位用于设置定时 器/计数器T1 的工作方式，低 4 位用于设置定时器/计数器 T0 的工作方式。由于 T0 和 T1 的用法很相似，所以，在此只结合 TMOD 的低 4 位讲解定时器/计数器 T0 的用法。 1、 GATE 当 GATE=0 时，定时器/计数器开始工作或停止工作不受 GATE 位的控制，而只受TCON寄存器中的 TR0 位控制，TR0=0 时定时器/计数器 T0 停止工作，而当 TR0=1 时定时器/计数器 T0 开始工作。 当 GATE=1 时，定时器/计数器 T0 工作的起停除了受 TCON 寄存器中的 TR0 位 控制外，还受单片机外部引脚 P3.2 的控制，只有该引脚为高电平且 TR0=1 这两个条 件同时满足时，定时器/计数器才开始工作，一般这种用法通常用来测量 P3.2 引脚上 正脉冲的宽度。对于控制T1 方式字段中的 GATE 位和 T0 中的用法完全一样，只是当GATE 位为 1 时受单片机外部引脚P3.3 和 TCON 中 TR1 的控制。 2、 C/T C/T 位决定 T0 工作在定时方式还是计数方式。当 C/T=0 时，T0 工作在定时方式，此时由 TH0 和 TL0 组成的 16 位计数容器，这个容器会对晶振产生的脉冲再 12 分频后的脉冲进行计数，如果单片机外部接的是 12M 晶振，则 TH0 和 TL0 组成的 16 位 计数容器中的数据就会每隔 1 微妙自动加 1； 当 C/T=1 时，T0 工作在计数方式，由 TH0 和 TL0 组成的 16 位计数容器会对从单片机外部引脚 P3.4 输入单片机的脉冲进行计数，每输入一个脉冲，则 TH0 和 TL0 组成的 16 位计数容器中的数据会自动加 1。如果 TMOD 高 4 位中的 C/T=0，表示 T1 工作在定时方式，而当 C/T=1表示 T1 工作在计数方式，计的是来自单片机外部引脚 P3.5 传入单片机的脉冲数。 当然无论是在 C/T=0 时定时器/计数器工作在定时方式，还是在 C/T=1 时定时器/计数器工作在计数方式，要想让 T0 开始工作，必须将 TCON 中的 TR0 设置为 1，如果想让 T0 停止工作，必须将 TCON 中的 TR0 设置为 0，即 TCON 中的 TR0 是控制定时器/计数器开始工作和停止工作的。

3.单片机的存储器、寄存器及位地址空间

单片机的存储器有几种？多存放何种内容和信息？ 答:单片机的存储器有程序存储器ROM与数据存储器RAM两种。 这两种存储器在使用上是严格区分的，不得混用。 程序存储器存放程序指令，以及常数，表格等；而数据存储器则存放缓冲数据。 MCS-51单片机存储器的结构有哪几部分？ 答：MCS-51单片机存储器的结构共有3部分： 一是程序存储器 二是内部数据存储器 三是外部数据存储器 MCS-51单片机的存储器分为哪几类？ 答：MCS-51单片机的存储器可分为5类：程序存储器、内部数据存储器、特殊功能寄存器、位地址空间、外部数据存储器。 程序存储器用于存放什么内容？它可寻址的地址空间是多少？ 答：程序存储器用于存放编号的程序和表格常数 程序存储器以程序计数器PC作地址指针 由于MCS-51单片机的程序计数器为16位，因此可寻直的地址为64KB。 MCS-51单片机复位后，对系统有何要求？ 答：单片机复位后，程序计数器PC的内容为0000H，所以系统必须从0000H单元开始取指令来执行程序。

0000H单元是系统的起始地址，一般在该单元存放一条绝对跳转指令（LJMP） 而用户设计的主程序，则从跳转后的地址开始安放。 MCS-51单片机内部数据存储器是怎样设置的？ 答：MCS-51单片机内部有128个字节的数据存储器，内部RAM编址为00H~7FH。 MCS-51对其内部的RAM存储器有很丰富的操作指令，方便了程序设计。 单片机内部数据存储器的特点是什么？ 答：工作寄存器和数据存储器是统一编址的，这是单片机内部存储器的主要特点。 什么是堆栈？MCS-51单片机的堆栈怎样设置的？ 答：程序设计时，往往需要一个后进先了的RAM区，以保存CPU的现场。这种后进先出的缓冲区，就称为堆栈。 MCS-51单片的堆栈原则上设在内部RAM的任意区域内。但是，一般设在31H~7FH的范围之间，栈顶的位置由栈指针SP指出。 什么是特殊功能寄存器？ 答：特殊功能寄存器是用来对片内各功能模块进行管理、控制、监视的控制寄存器和状态寄存器，是一个特殊功能的RAM区。 MCS-51单片机特殊功能寄存器的作用是什么？ 答：特殊功能寄存器的作用是对片内各功能模块进行管理、控制和监视。 MCS-51单片机特殊功能寄存器是怎样设置的？ 答：MCS-51单片机内的I/O口锁存器、定时器、串行口缓冲器以及各种控制寄存器和状态寄存器都以特殊功能寄存器的形式出现。

程序存储器 指令寄存器 程序计数器(PC,IP) 地址寄存器的区别与联系

先明白定义再说区别和原理： 1、程序存储器(program storage) 在计算机的主存储器中专门用来存放程序、子程序的一个区域。 2、指令寄存器（IR ）：用来保存当前正在执行的一条指令。当执行一条指令时，先把它从内存取到数据寄存器（DR）中，然后再传送至IR。指令划分为操作码和地址码字段，由二进制数字组成。为了执行任何给定的指令，必须对操作码进行测试，以便识别所要求的操作。指令译码器就是做这项工作的。指令寄存器中操作码字段的输出就是指令译码器的输入。操作码一经译码后，即可向操作控制器发出具体操作的特定信号。 3、程序计数器（PC）：为了保证程序(在操作系统中理解为进程)能够连续地执行下去，CPU必须具有某些手段来确定下一条指令的地址。而程序计数器正是起到这种作用，所以通常又称为指令计数器。在程序开始执行前，必须将它的起始地址，即程序的一条指令所在的内存单元地址送入PC，因此程序计数器

（PC）的内容即是从内存提取的第一条指令的地址。当执行指令时，CPU将自动修改PC的内容，即每执行一条指令PC增加一个量，这个量等于指令所含的字节数，以便使其保持的总是将要执行的下一条指令的地址。由于大多数指令都是按顺序来执行的，所以修改的过程通常只是简单的对PC加1。 当程序转移时，转移指令执行的最终结果就是要改变PC的值，此PC值就是转去的地址，以此实现转移。有些机器中也称PC为指令指针IP（Instruction Pointer） 4、地址寄存器：用来保存当前CPU所访问的内存单元的地址。由于在内存和CPU之间存在着操作速度上的差别，所以必须使用地址寄存器来保持地址信息，直到内存的读/写操作完成为止。 当CPU和内存进行信息交换，即CPU向内存存/ 取数据时，或者CPU从内存中读出指令时，都要使用地址寄存器和数据缓冲寄存器。同样，如果我们把外围设备的设备地址作为像内存的地址单元那样来看待，那么，当CPU和外围设备交换信息时，我们同样使用地址寄存器和数据缓冲寄存器。

寄存器概念整理

寄存器、RAM、ROM、Flash相关概念区别整理 寄存器 寄存器是中央处理器内的组成部份。它跟CPU有关。寄存器是有限存贮容量的高速存贮部件，它们可用来暂存指令、数据和位址。在中央处理器的控制部件中，包含的寄存器有指令寄存器(IR)和程序计数器(PC)。在中央处理器的算术及逻辑部件中，包含的寄存器有累加器(ACC)。 存储器 存储器范围最大，它几乎涵盖了所有关于存储的范畴。你所说的寄存器，内存，都是存储器里面的一种。凡是有存储能力的硬件，都可以称之为存储器，这是自然，硬盘更加明显了，它归入外存储器行列，由此可见——。 内存 内存既专业名上的内存储器，它不是个什么神秘的东西，它也只是存储器中的沧海一粟，它包涵的范围也很大，一般分为只读存储器和随即存储器，以及最强悍的高速缓冲存储器（CACHE），只读存储器应用广泛，它通常是一块在硬件上集成的可读芯片，作用是识别与控制硬件，它的特点是只可读取，不能写入。随机存储器的特点是可读可写，断电后一切数据都消失，我们所说的内存条就是指它了。 CACHE 高速缓冲存储器（Cache）其原始意义是指存取速度比一般随机存取记忆体（RAM）来得快的一种RAM，一般而言它不像系统主记忆体那样使用DRAM技术，而使用昂贵但较快速的SRAM技术，也有快取记忆体的名称。 CACHE是在CPU中速度非常块，而容量却很小的一种存储器，它是计算机存储器中最强悍的存储器。由于技术限制，容量很难提升，一般都不过兆。 ROM、RAM的区别： ROM（只读存储器或者固化存储器） RAM（随机存取存储器） ROM和RAM指的都是半导体存储器，ROM是Read Only Memory的缩写，RAM是Random Access Memory的缩写。ROM在系统停止供电的时候仍然可以保持数据，而RAM通常都是在掉电之后就丢失数据，典型的RAM就是计算机的内存。 RAM有两大类，一种称为静态RAM（Static RAM/SRAM），当数据被存入其中后不会消失。SRAM速度非常快，是目前读写最快的存储设备了。当这个SRAM 单元被赋予0 或者1 的状态之后，它会保持这个状态直到下次被赋予新的状态或者断电之后才会更改或者消失。但是存储1bit 的信息需要4-6 只晶体管。因此它也非常昂贵，所以只在要求很苛刻的地方使用，譬如CPU的一级缓冲，二级缓冲。另一种称为动态RAM（Dynamic

计数器和移位寄存器设计仿真实验报告

实验四典型时序电路的功能测试与综合仿真报告 15291204 张智博 一．74LS290构成的24位计数器 方法：第一片74290的Q3与第二片的INB相连，R01，R02相连，INA，R91,R92悬 空构成24位计数器。50Hz，5v方波电压源提供时钟信号，用白炽灯显示输出信号。 实验电路：

001011，001100，010001，010000，010010，010011，010100，011000，011001，011010，011011，011100，100000，100001，100010，100011，100100，最终又回到000000，实现一次进位。 二．74LS161构成的24位计数器 方法：运用多次置零法 用两片74LS161构成了24位计数器，两片计数器的时钟信号都由方波电压源提供，第一片芯片的Q3和第二片芯片的Q0通过与非门，构成两个74LS161的LOAD信号，第一片的CO接第二片的ENT，其他ENT和ENP接Vcc（5v）。输出接白炽灯。 电路图： 实验现象：以下为1—24的计数过程

三．74LS194构成的8位双向移位寄存器 方法：通过两片194级联，控制MA,MB的值，来控制左右移动 实验电路由两片74LS194芯片构成。两个Ma接在一起，两个Mb接在一起，第一片的Dr，第二片的Dl，分别通过开关接到Vcc（5v）上。第一片的Q3接到第二片的Dr，第二片的Q0接到第一片的Dl。8个输出端分别接白炽灯。 实验电路：

实验现象： 右移： 接通Ma，Dr后，D0到D7全部为0，白炽灯从00000000变为10000000，11000000，

通用寄存器存储器实验

计算机组成原理 实验报告 学号： 姓名： 提交日期： 成绩： 东北大学秦皇岛分校 实验三通用寄存器存储器实验 1、实验目的与要求 实验目的： 熟悉通用寄存器的数据通路； 掌握通用寄存器的构成和运用； 熟悉和了解存储器组织与总线组成的数据通路

实验要求： 在掌握了AX、BX运算寄存器的读写操作后，继续完成CX、DX通用寄存器的数据写入与读出； 按照实验步骤完成实验项目，掌握存储部件在原理计算机中的运用。 2、实验原理 通用寄存器： 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CX、DX通用寄存器组。途中X1 X2 X0定义为输出选通使能，SI、XP控制位为源选通选择。RXW为寄存器数据写入使能，Q2 Q1 Q0及OP、DI为目的寄存器选择。T4信号为寄存器、对战数据写入脉冲，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。 存储器： 存储器是计算机的存储部件，用于存放程序和数据。存储器是计算机信息存储的核心，是计算机必不可少的部件之一，计算机就是按存放在存储器中的程序自动有序不间断地进行工作。 本系统从提高存储器存储信息效率的角度设计数据通路，按现代计算机中最为典型的分段存储理念把存储器组织划分为程序段、数据段等，由此派生了数据总线（DBus）、指令总线（IBus）、微总线（μBus）等与现代计算机设计规范相吻合的实验环境。 实验所用的存储器电路原理如图3-1所示，该存储器组织由二片6116构成具有奇偶概念的十六位信息存储体系，该存储体系AddBus由IP指针和AR指针分时提供，E/M控位为“1”时选通IP，反之选通AR。该存储体系可随机定义总线宽度，动态变更总线结构，把我们的教学实验提高到能与现代计算机设计规范相匹配与接轨的层面。

计算机组成原理存储器读写实验报告

《计算机组成原理》实验报告 实验名称：存储器读写实验班级： 学号：姓名： 一、实验目的 1、掌握存储器的工作特征 2、熟悉静态存储器的操作过程，验证存储器的读取方法 二、实验设备 1、YY—Z02计算机组成原理实验仪一台。 2、排线若干。 3、PC微机一台。 三、实验原理 1.存储器是计算机的主要部件，用来保存程序和数据。从工作方式上分类， 其可分为易失性和非易失性存储器，易失性存储器中的数据在关电后将 不复存在，非易失性存储器中的数据在关电后不会丢失。易失性存储器 又可分为动态存储器和静态存储器，动态存储器保存信息的时间只有 2ms，工作时需要不断更新，既不断刷新数据；静态存储器只要不断电， 信息是不会丢失的。 2.静态存储器芯片6116的逻辑功能： 3.存储器实验单元电路：

存储器实验单元电路控制信号逻辑功能表： 4.存储器实验电路： 存储器读写实验需三部分电路共同完成：存储器单元、地址寄存器单元和输入、输出单元。存储器单元以6116芯片为中心构成，地址寄存器单元主要由一片74LS273组成，控制信号B-AR的作用是把总线上的数据送人地址寄存器，向存储器单元电路提供地址信息，输入、输出单元作用与以前相同。

四、实验结果记录 (1)连线准备 1.连接输入、输出实验的全部连线。 2.按实验逻辑原理图连接M-W、M-R两根信号低电平有效信号线。 3.连接A7—A0 8根地址线。 4.连接B-AR正脉冲有效信号线。 (2)记录结果（包含采集结果前的动作） 地址写入数据读出数据结果说明 01H0010000000100000数据的写入与读取02H0001001100010011数据的写入与读取03H0010011000100110数据的写入与读取04H数据的写入与读取05H0000010100000101数据的写入与读取25H不写存储器一个随机地址 36H0010000100100001数据的写入与读取 0A0H写总线悬空时的数 据总线悬空时表示的数据是FFH，即写入的数据是，所以读出结果为 五、实验总结与心得体会

计数器寄存器练习题

烟台市南山职业技术学校 2015-2016 学年第二学期期中考试 电子技术基础试题 参考班级：14 高考电工电子 1-3 班 本试卷分卷一（选择题）和卷二（非选择题）两部分。满分 100 分，考试时间 60 分钟。考 试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。 卷Ⅰ（选择题，共 50 分） 一、基础知识运用（本题 25 个小题，每小题 2 分，共 50 分。在每小题列出的四个选项中， 只有一项符合题目要求，请将符合题目要求的选项字母代号选出，填涂在答题卡上） 1.一个计数器的计数状态变化过程为：0000→0001→0010→0011→0100→0101→0000，则该计 数器为（）A.五进制计 数器 B.六进制计数 器 C. 七进制计 数器 D. 八进制计 数器 2.下列不属于集成移位寄存器 74LS194 逻 辑功能的是（） A.送数 B.移位 C.保持 D.计 数 3.低频信号发生器主要生成的波形是 （） A.正弦波 B.三角 波 C.方 波 D.尖顶 波 4.要使示波器的显示波形亮而且细、 清晰应调节（） A.辉度旋 钮 B.聚焦 旋钮 C.标尺亮度 D.辉度旋钮和聚焦 旋钮 5. 555 时基电 路，当 D=1 时， TH>2/3V CC,>1/3V CC时，输出（） R TR A.低电平 B.高电 平 C.保持原 态 D.不确定 时基电路四大组成部分错误的 为（） A.分压器 B.电压比 C.基本RS 触 D.整流器

较器发器 时基电路输出端为高电平时，说法正确 的为（） 引脚和 1 引脚之间呈现低电阻 引脚和 1 引脚之间呈现高电阻 引脚和 1 引脚之间呈现低电阻 引脚和 1 引脚之间呈现低电阻 8.集成移位寄存器 74LS194 实现左移功能时，下列状态正确的是（） A .=1 M1=1，M0=0B .=1 CR CR M1=1， M0=1 C .CR=1 M1=0，M0=1 D .CR=1 M1=0，M0=0 9、用万用表测试三只二极管，其结果依次如图所示，关于二极 管的说法正确的是（） A. ①是完好的，且 a 端为正极 B. ②是完好的，且 a 端为正极 C. ②是完好的，且 b 端为正极 D. ③是完好的，且 b 端为正极 10.电路如图所示，导通的二极管是（）

寄存器、存储器、COACH的区别

寄存器跟存储器有什么区别？ 如仅讨论CPU的范畴：寄存器是CPU内部存储单元，在cpu的内部，，寄存器只是用来暂时存储,是临时分配出来的,断电,后,里面的内容就没了，容量小，速度快，数目有限，CPU访问几乎没有任何延迟，分通用寄存器、特殊功能寄存器，寄存器是中央处理器内的组成部份。它跟CPU有关。寄存器是有限存贮容量的高速存贮部件，它们可用来暂存指令、数据和位址。在中央处理器的控制部件中，包含的寄存器有指令寄存器(IR)和程序计数器(PC)。在中央处理器的算术及逻辑部件中，包含的寄存器有累加器(ACC)。 存储器范围最大，它几乎涵盖了所有关于存储的范畴。你所说的寄存器，内存，都是存储器里面的一种。凡是有存储能力的硬件，都可以称之为存储器，这是自然，硬盘更加明显了，它归入外存储器行列，由此可见——。而通常说的存储器是独立于cpu之外的，，容量大，速度稍慢，比如内存，硬盘，光盘等。 从根本上讲，寄存器与RAM的物理结构不一样。一般寄存器是指由基本的RS触发器结构衍生出来的D触发，就是一些与非门构成的结构，这个在数电里面大家都看过；而RAM则有自己的工艺，一般1Bit由六MOS管构成。所以，这两者的物理结构不一样也导致了两者的性能不同。寄存器访问速度快，但是所占面积大。而RAM相反，所占面积小，功率低，可以做成大容量存储器，但访问速度相对慢一点。 一般数据在内存里面，要处理（或运算）的时候，读到寄存器里面，然后CPU到寄存器里面拿值，拿到运算核内部，算好了在送到寄存器里面，再到内存。 寄存器和cache区别 cache是一个高速小容量的临时存储器，可以用高速的静态存储器芯片实现，或者集成到CPU芯片内部，存储CPU最经常访问的指令或者操作数据。 而寄存器不同,寄存器是内存阶层中的最顶端，也是系统获得操作资料的最快速途径，寄存器存放的是当前CPU环境以及任务环境的数据,而cahe则存放最近经常访问的指令和数据的.

计算机组成原理实验五-存储器读写实验

实验五 存储器读写实验 一、 实验目的 1. 掌握存储器的工作特性。 2. 数学静态存储器的操作过程，验证存储器的读写方法。 二、 实验原理 存储器是计算机的主要部件，用来保存程序和数据。从工作方式上分类，存储器可分成易失性和非易失性存储器，易失性存储器中的数据在关电后将不复存在，非易失性储器又可分为动态存储器和静态存储器，动态存储器保存信息的时间只有2ms ，工作时需要不断更新，既不断刷新数据；静态存储器只要不断电，信息是不会丢失的。为简单起见，计算机组成实验用的是容量为2K 的镜头存储器6116。 1. 静态存储器芯片6116的逻辑功能 6116是一种数据宽度为8位（8个二进制位），容量为2048字节的态存储器芯片，封在24引脚的封装中，封装型式如图2-7所示。6116芯片有8根双向三态数据线D7-D0，所谓三态是指输入状态、输出状态和高阻状态，高阻状态数据线处于一种特殊的“断开”状态；11根地址线A10-A0， 指示芯片内部2048个存储单元号；3根控制线CS ???片选控制信号，低电平时，芯片可进行读写操作，高电平时，芯片保存信息不能进行读写；WE ???为写入控制信号，低电平时，把数据线上的信息存入地址线A10-A0指示的存储 单元中；OE ???为输出使能控制信号，低电平时，把地址线A10-A0指示的存储单元中的数据读出送到数据线上。芯片控制信号逻辑功能见表2-9。 图2-7 存储器部件电路图 2. 存储器实验单元电力路 因为在计算机组成原理实验中仅用了256个存储单元，所以6116芯片 的三根地址线A11-A8接地也没有多片联用问题，片选信号CS ???接地使芯片总是处于被选中状态。芯片的,WE.和OE ???信号分别连接实验台的存储器写信号M ?W ???????和存储器读写信号M ?R ???????，存储器实验单元逻辑电路如图2-7所示。这

实验六 集成计数器及寄存器

实验报告实验课程名称电子技术基础（数字部分） 实验项目名称实验六集成计数器及寄存器 年级 08级 专业电子信息科学与技术 指导教师顾平 学生姓名谭鹏 学号 理学院 实验时间：2010年 5月 27日 一、实验目的 1．熟悉集成计数器逻辑功能和各控制端作用。 2．掌握计数器使用方法。 二、实验仪器及材料 1.数电实验箱 2.双踪示波器； 3.导线若干 4.集成块 74LS90 十进制计数器 X 2 74LS00 二输入端四与非门 X 1 三、实验原理

74LS90计数器是一种中规模二一五进制计数器，它可以实现多种功能，如将输出Q A与输入B相接，构成8421BCD码计数器；将输出 Q D与输入A相接，构成5421BCD码计数器。 74LS90 74LS00 四、实验内容及分析 1.集成计数器74LS90功能测试。 74LS90是二-五-十进制异步计数器。 逻辑简图为图所示74LS90具有下述功 能： 1）直接置0（R0（1）·R0（2）=1），直接置9 （S9（1）·S9（2）=1） 2）二进制计数（CP1输入Q A输出）3）五进制计数（CP2输入Q D Q C Q B输出） 3）十进制计数（两种接法如图、B所示） 按芯片引脚图分别测试上述功能，并填入表中 十进制计数器 表功能表 R0（1）R0（2）S9（1）S9（2） 输出 Q D Q C Q B Q A H H L X L L L L H H X L L L L L X X H H H L L H X L X L保持 L X L X保持 L X X L保持 X L L X保持 图

波形图如下： 2.任意进制计数器的设计方法 采用脉冲反馈法（称复位法或置位法），可用74LS90组成任意模（M）计数器。图是用74LS90实现模7计数器的两种方案 图（A）采用复位法，即计数计到M—1异步清0。 图（B）采用置位法，即计数计到M-1异步置0。 A波形图如下： B波形图如下： 当实现十以上进制的计数器时可将多片级连使用。 下图是45进制计数的一种方案，输出为8421 BCD码。 波 五、结果与讨论 计数器的使用特点总结： 计数器使用广泛，不仅可以对脉冲进行计数，还可以用于分频、定时、产生节拍脉冲以及其他时序信号。通过反馈清零法或是反馈置数法还可以用现有的计数器方便构造出其他进制计数器。例如，本实验中用两片74LS90十进制计数器级联实现45进制计数的功能。

计算机组成原理实验五存储器读写实验

实验五存储器读写实验 一、实验目的 1.掌握存储器的工作特性。 2.数学静态存储器的操作过程，验证存储器的读写方法。 二、实验原理 存储器是计算机的主要部件，用来保存程序和数据。从工作方式上分类，存储器可分成易失性和非易失性存储器，易失性存储器中的数据在关电后将不复存在，非易失性储器又可分为动态存储器和静态存储器，动态存储器保存信息的时间只有2ms，工作时需要不断更新，既不断刷新数据；静态存储器只要不断电，信息是不会丢失的。 为简单起见，计算机组成实验用的是容量为2K的镜头存储器6116。 1.静态存储器芯片6116的逻辑功能 6116是一种数据宽度为8位（8个二进制位），容量为2048字节的态存储器芯片，封在24引脚的封装中，封装型式如图2-7 所示。6116芯片有8根双向三态数据线D7-D0，所谓三态是指输 入状态、输出状态和高阻状态，高阻状态数据线处于一种特殊的 “断开”状态；11根地址线A10-A0，指示芯片内部2048个存储 单元号；3根控制线CS???片选控制信号，低电平时，芯片可进行读 写操作，高电平时，芯片保存信息不能进行读写；WE???为写入控制 信号，低电平时，把数据线上的信息存入地址线A10-A0指示的存 储单元中；OE???为输出使能控制信号，低电平时，把地址线A10-A0 指示的存储单元中的数据读出送到数据线上。芯片控制信号逻辑 功能见表2-9。 表2-9 6116芯片控制信号逻辑功能表 图2-7 存储器部件电路图 2.存储器实验单元电力路

因为在计算机组成原理实验中仅用了256个存储单元，所以6116芯片的三根地址线A11-A8接地也没有多片联用问题，片选 信号CS ???接地使芯片总是处于被选中状态。芯片的,WE.和OE ???信号分别连接实验台的存储器写信号M ?W ???????和存储器读写信号M ?R ???????，存储 器实验单元逻辑电路如图2-7所示。这种简化了控制过程的实验电路可方便实验进行，存储器实验单元电路控制信号逻辑功能见 3. 存储器实验电路 存储器读/写实验需呀三部分电路共同完成：存储器单元（MEM UNIT ）、地址寄存器单元（ADDRESS UNIT ）和输入、输出单元（INPUT/OUTPUT UNIT ）。存储器单元以6116总线上的数据送入地址寄存器，向存储器单元电路提供地址信息，输入、输出单元作用与以前相同。存储器实验的逻辑原理如图2-8所示。 图2-8 存储器实验电路逻辑图 三、 实验过程 1. 连线 （1） 连接实验一（输入、输出实验）的全部连线。 （2） 按实验逻辑原理图连接M ?W ???????、M ?R ???????两根信号低电平有效信号 线。 （3） 连接A7-A0 8根地址线。 （4） 连接B-AR 正脉冲有效信号线。 2. 顺序写入存储单元实验操作过程 （1） 把B-AR 控制开关拨到0（因此信号是正脉冲有效），把其他控 制开关全部拨到1，使全部控制信号都处于无效状态。 （2） 在输入数据开关上拨一个地址数据（如00000001，即16进制 01H ），拨下,IOR.开关，把地址数据送总线。 （3） 拨动一下B-AR 开关，实现“0-1-0”，产生一个正脉冲，把地 址数据送地址寄存器（AR ）保存。 （4） IO ?R ?????????控制开关，把实验数据送到总线。 （5） 拨动M ?W ???????控制开关，即实现“0-1-0”，产生一个负脉冲，把 实验数据存入存储器的01H 号单元。

STEP7寄存器与存储器功能_V1.0

STEP7 寄存器、存储器功能和寻址范围 存储区域功能运算单位寻址范围标识符 输入过程映像寄存器 （I）模块端口输入值在CPU中的映像。数字量、模拟量 模块均有效。 Bit 0.0~65535.7 I Byte 0~65535 IB Word 0~65534 IW DW 0~65532 ID 输出过程映像寄存器 （I）模块端口输出值在CPU中的映像。数字量、模拟量 模块均有效。 Bit 0.0~65535.7 Q Byte 0~65535 QB Word 0~65534 QW DW 0~65532 QD 位存储器 (M) 相当于程序中的中间继电器，用于存储程序运算中 的临时结果。（应该是全局性的，相当于可由用户定 义和使用的全局变量。） Bit 0.0~255.7 M Byte 0~255 MB Word 0~254 MW DW 0~252 MD 外部输入寄存器 (PI) 用户可个通过此寄存器直接访问模拟量输入模块。 响应速度快于访问映像寄存器。仅对模拟量模块有 作用。 Byte 0~695535 PIB Word 0~65534 PIW DW 0~65532 PID 外部输入寄存器 (PQ) 用户可个通过此寄存器直接访问模拟量输出模块。 响应速度快于访问映像寄存器。仅对模拟量模块有 作用。 Byte 0~695535 PIB Word 0~65534 PIW DW 0~65532 PID 定时器(T) 定时器，访问时，可得到定时器剩余时间。Timer 0~255 T 计数器(T) 计数器，访问时，可得到当前计数值。Counter 0~255 C 数据块寄存器 (DB) 此为DB寄存器，不是DB本身，对于使用的DB放 到此寄存器中，用完后释放掉。最多可同时打开2 个数据块，一个共享数据块DB和一个背景数据块 DI。 Bit 0.0~65535.7 DBX或DIX Byte 0~65535 DBB或DIB Word 0~65534 DBW或DIW DW 0~65532 DBD或DID 本地数据寄存器用于存储OB、FB、FC中产生的临时变量，相当于 中间暂存器，逻辑块执行结束时，数据被释放。 Bit 0.0~65535.7 L Byte 0~65535 LB Word 0~65534 LW DW 0~65532 LD

单片机存储器和寄存器

单片机的存储器、寄存器 单片机的存储器有程序存储器ROM与数据存储器RAM两种。这两种存储器在使用上是严格区分的，不得混用。程序存储器存放程序指令，以及常数，表格等；而数据存储器则存放缓冲数据。 MCS-51单片机存储器的结构共有3部分：一是程序存储器二是内部数据存储器三是外部数据存储器MCS-51单片机的存储器可分为5类：程序存储器、内部数据存储器、特殊功能寄存器、位地址空间、外部数据存储器 程序存储器 程序是控制计算机动作的一系列命令，单片机只认识由“0”和“1”代码构成的机器指令。如前述用助记符编写的命令MOV A，＃20H，换成机器认识的代码74H、20H：（写成二进制就是01110100B和00100000B）。在单片机处理问题之前必须事先将编好的程序、表格、常数汇编成机器代码后存入单片机的存储器中，该存储器称为程序存储器。程序存储器可以放在片内或片外，亦可片内片外同时设置。由于PC程序计数器为16位，使得程序存储器可用16位二进制地址，因此，内外存储器的地址最大可从0000H到FFFFH。8051内部有4k字节的ROM，就占用了由0000H～0FFFH的最低4k个字节，这时片外扩充的程序存储器地址编号应由1000H开始，如果将8051当做8031使用，不想利用片内4kROM，全用片外存储器，则地址编号仍可由0000H开始。不过，这时应使8051的第{31}脚（即EA脚）保持低电平。当EA为高电平时，用户在0000H至0FFFH范围内使用内部ROM，大于0FFFH后，单片机CPU自动访问外部程序存储器。 数据存储器 单片机的数据存储器由读写存储器RAM组成。其最大容量可扩展到64k，用于存储实时输入的数据。8051内部有256个单元的内部数据存储器，其中00H～7FH为内部随机存储器RAM，80H～FFH为专用寄存器区。实际使用时应首先充分利用内部存储器，从使用角度讲，搞清内部数据存储器的结构和地址分配是十分重要的。因为将来在学习指令系统和程序设计时会经常用到它们。8051内部数据存储器地址由00H至FFH共有256个字节的地址空间，该空间被分为两部分，其中内部数据RAM的地址为00H～7FH（即0～127）。而用做特殊功能寄存器的地址为80H～FFH。在此256个字节中，还开辟有一个所谓“位地址”区，该区域内不但可按字节寻址，还可按“位（bit）”寻址。对于那些需要进行位操作的数据，可以存放到这个区域。从00H到1FH安排了四组工作寄存器，每组占用8个RAM 字节，记为R0～R7。究竟选用那一组寄存器，由前述标志寄存器中的RS1和RS0来选用。在这两位上放入不同的二进制数，即可选用不同的寄存器组。 特殊功能寄存器 特殊功能寄存器（SFR）的地址范围为80H～FFH。在MCS－51中，除程序计数器PC和四个工作寄存器区外，其余21个特殊功能寄存器都在这SFR块中。其中5个是双字节寄存器，它们共占用了26个字节。各特殊功能寄存器的符号和地址见附表2。其中带＊号的可位寻址。特殊功能寄存器反映了8051的状态，实际上是8051的状态字及控制字寄存器。用于CPU PSW便是典型一例。这些特殊功能寄存器大体上分为两类，一类与芯片的引脚有关，另一类作片内功能的控制用。与芯片引脚有关的特殊功能寄存器是P0～P3，它们实际上是4个八位锁存器（每个I/O口一个），每个锁存器附加有相应的输出驱动器和输入缓冲器就构成了一个并行口。MCS－51共有P0～P3四个这样的并行口，可提供32 根I/O线，每根线都是双向的，并且大都有第二功能。其余用于芯片控制的寄存器中，累加

单片机存储器类型及结构

51单片机存储器结构 51单片机存储器采用了通用的哈弗型机构，器存储器在物理机构上分为4部分： ● 片内程序存储器； ● 片外程序程序存储器； ● 片内数据存储器； ● 片外数据存储器。 从逻辑上则存储器结构为3部分,访问不同的逻辑空间是采用不同的指令： ● 片内与片外统一编址的64KB 程序存储器----MOVC ； ● 片内低128B 的数据存储器和高128B 的特殊功能寄存器----MOV ； ● 片外64KB 的数据存储器----M OVX ； C51通过变量修饰符来指定变量在存储器的位置，按照修饰符将存储器分类： ● code----片内外64KB 程序存储器； ● data---片内128B 数据存储器，采用直接寻址方式； ● idata ---片内所有256B （包括低128B 的RAM ）的数据存储器，采用间接寻址方式。 ● bdata ---片内的16B 的数据存储器（位寻址区），可位存取和字节存取。 ● xdata ---- 片外64KB 的数据存储器； 51单片机的存储空间地址是重叠的，采用不同的数据传送指令解决了该问题。图1表示51单片机存储器空间结构： 图1 51单片机存储器空间结构 1. 程序存储器(ROM) 程序存储器只允许读，专用于存放程序指令代码及表格常数。目前通用的的51单片机(如AT89S51)内部有4KB 的可电擦除的Flash 型的程序存储器，存储器地址编码为0000H-0FFFH ， 片内数据存储器 片外数据存储器 程序存储器

可对外扩展到64KB。由于程序存储器片内外统一编址，内部的存储器已经占用4KB空间，因此对外扩展扩展的存储器大小仅为60KB，地址范围为1000F-FFFFH，采用MOVC指令进行访问。 当EA=1时单片机1的PC在0000～0FFFH范围内执行片内程序存储器中的程序，当指令地址超过0FFFH 后就自动转向片外程序存储器中取指令。 当EA=0时CPU只能从片外程序存储器中取指令，单片机片内程序存储器不起作用。 51单片机的程序存储器中有6个特殊的存储单元： ●0000H：单片机系统复位后，PC=0000H，即程序从0000H单元开始执行； ●0003H：外部中断0入口地址； ●000BH：定时器T0溢出中断入口地址； ●0013H：外部中断1入口地址； ●001BH：定时器T1溢出中断入口地址； ●0023H：串行口中断入口地址。 用户定义的初始主程序入口通常设置在0023H地址单元以后，运行时从0000H单元开始启动，使用无条件跳转指令跳转到到用户主程序的入口处。从上面各个中断入口地址可以看出，每个中断服务程序只有8个字节单元。这段空间由于过小通常不存放中断服务子程序，而是在中断入口地址处安放一条无条件转移指令，使CPU响应中断时自动跳转到用户定义的中断服务子程序的起始地址。 2. 数据存储器(RAM) 数据存储器用于存放运算的中间结果、数据暂存和缓冲、标志位等。片内和片外存储器独立编址，使用不同指令进行访问。51内核的单片机由于内部使用8位数据总线，故片内RAM最大为256B。内部的128B特殊功能寄存器（SFR）本质上属于RAM，是单片机特殊的RAM，但通常不把它成为单片机的内部RAM。特殊功能寄存器和内部高128B的地址是重叠的，使用不同的寻址方式即可实现在这两区域的存取。按照内部数据存储器的结构可将分为3部分： ●片内低128B的RAM（00H～7FH），使用MOV指令直接或间接寻址方式访问； ●特殊功能寄存器SFR（80H～FFH），只能使用直接寻址方式，指令为MOV； ●片内高128的RAM（80H～FFH），只能使用间接寻址方式，指令为MOV； ●片外64KBRAM，只能使用间接寻址方式，指令为MOVX； 51单片机的内部数据存储器结构如图2所示：

实验三：存储器读写实验

计算机组成原理实验报告 Computer Organization Lab Reports ______________________________________________________________________________ 班级： __________ 姓名：___________ 学号：__________ 实验日期：_____________ 学院： _____________________________ 专业：__________________________________ 实验顺序：_______ 原创：___________ 实验名称：______________________________ 实验分数：_______ 考评日期:________ 指导教师：张旭 ______________________________________________________________________________ 一、实验目的 熟悉和了解存储器逻辑结构与总线组成的数据通路及其基本的工作原理。 理解AR地址寄存器与PC地址寄存器的各自的作用。 二、实验要求 按照实验步骤完成实验项目，掌握存储部件在原理计算机中的运用。 三、实验原理 存储器是计算机的存储部件，用于存放程序和数据。存储器是计算机信息存储的核心， 是计算机必不可少的部件之一，计算机就是按存放在存储器中的程序自动有序不间断地进行 工作。 本系统从提高存储器存储信息效率的角度设计数据通路，按现代计算机中最为典型的分 段存储理念把存储器组织划分为程序段、数据段等，由此派生了数据总线（DBus）、指令总 线（IBus）、微总线（μBus）等与现代计算机设计规范相吻合的实验环境。 实验所用的存储器电路原理如图3-1所示，该存储器组织由二片6116构成具有奇偶概 念的十六位信息存储体系，该存储体系AddBus由IP指针和AR指针分时提供，E/M控位 为“1”时选通IP，反之选通AR。该存储体系可随机定义总线宽度，动态变更总线结构， 把我们的教学实验提高到能与现代计算机设计规范相匹配与接轨的层面。 图3-1 存储器数据通路