计算机组成原理移位寄存实验报告

实验报告成绩课程名称计算机组成原理指导教师实验日期院(系) 计算机科学与技术学院专业班级实验地点学生姓名学号同组人实验项目名称实验三移位器一、实验目的和要求实验目的：1.掌握移位器的结构及工作原理；2.掌握层次化设计方法。

实验要求：1.使用层次化设计方法（见1.3），将移位器生成部件。

2.生成部件时，注意引脚不要锁定，直接编译，引脚命名不要重名。

3.注意保存好该实验生成的移位器部件，实验五将调用它。

4.完成详细的实验报告。

二、实验原理设计一个4位二进制数的移位电路，可以实现左移1位、右移1位和直接传送功能。

在LM（左移）的控制下可实现左移1位，空位补0。

在RM（右移）的控制下可实现右移1位，空位补0。

在DM（直送）的控制下可实现直接传送。

三、主要仪器设备1. 操作系统为WINDOWS的计算机一台；2. 数字逻辑与计算机组成原理实验系统一台；3. 两输入与门7408、三输入或门74hc32。

四、实验方法与步骤1.用图形输入法完成移位器逻辑电路输入。

2.管脚锁定：将四位二进制数a3-a0定义在K3－K0上；将4位输出q3-q0定义在LD3－LD0上；将LM定义在K8上，高电位有效；将DM定义在K9上，高电位有效；将RM定义在K10上，高电位有效，完毕后下载。

3.设置K3－K0为任意4位数，在LM、DM、RM的作用下分别观察LD3－LD0的显示，并分析其正确性。

4.生成元件符号。

五、实验结果分析六、实验心得通过本次实验，掌握了移位器的结构以及工作原理；掌握了层次化设计方法。

对后续实验打下坚实的基础。

千里之行，始于足下。

计算机组成原理实验报告-寄存器实验计算机组成原理实验报告-寄存器实验》一、实验目的本次实验旨在通过设计和实现一个基本的寄存器，加深对计算机组成原理中寄存器的理解，并掌握寄存器在计算机中的应用。

二、实验设备及软件1. 实验设备：计算机2. 实验软件：模拟器软件Mars3. 实验材料：电路图、线缆、元器件三、实验原理寄存器是计算机的一种重要组成部分，用于存储数据和指令。

一个基本的寄存器通常由一组触发器组成，可以存储多个位的信息。

本实验中，我们需要设计一个16位的寄存器。

四、实验步骤1. 确定寄存器的结构和位数：根据实验要求，我们需要设计一个16位的寄存器。

根据设计要求，选择合适的触发器和其他元器件。

2. 组装寄存器电路：根据电路图，将选择好的元器件按照电路图连接起来。

3. 连接电路与计算机：使用线缆将寄存器电路连接到计算机的相应接口上。

4. 编写程序：打开Mars模拟器软件，编写程序来测试寄存器的功能。

可以编写一段简单的程序，将数据写入寄存器并读取出来，以验证寄存器的正确性。

5. 运行程序并测试：将编写好的程序加载到Mars模拟器中，并运行程序，观察寄存器的输出和模拟器的运行结果。

第1页/共3页锲而不舍，金石可镂。

五、实验结果在本次实验中，我们成功设计和实现了一个16位的寄存器，并进行了相关测试。

经过多次测试，寄存器的功能和性能良好，能够准确地存储和读取数据。

六、实验心得通过本次实验，我对寄存器的结构和工作原理有了更深入的了解。

寄存器作为计算机的一种重要组成部分，起着存储和传输数据的作用。

通过实际操作和测试，我更加清楚了寄存器在计算机中的应用和重要性。

在实验过程中，我遇到了一些问题，如电路连接不稳定、程序错误等，但通过仔细检查和调试，最终解决了这些问题。

这次实验也让我深刻体会到了学习计算机组成原理的重要性，只有深入理解原理并通过实践运用，才能真正掌握计算机的工作原理和能力。

通过这个实验，我有了更深入的认识和理解，对计算机组成原理的学习也更加系统和完整。

计算机组成原理实验二移位寄存实验一、实验目的：1、了解移位寄存器的硬件电路，验证移位控制与寄存的组合功能。

2、利用寄存器进行数据传输。

二、实验要求：实现寄存器移位操作，了解通用寄存器的运用。

三、实验原理：移位运算实验原理图移位运算实验原理如图所示，使用了一片74LS299作为移位发生器，其八输入/输出端以排针方式和总线单元连接。

299—B信号控制其使能端，T4时序为其时钟脉冲，实验时将“W/R UNIT”中的T4接至“STATE UNIT”中的KK2单脉冲发生器，由S0、S1、M控制信号控制其功能状态，其列表如下：299—B S 1 S 0 M 功能0 0 0 任意保持0 1 0 0 循环右移0 1 0 1 带进位循环右移0 0 1 0 循环左移0 0 1 1 带进位循环左移任意 1 1 任意装数四、实验连接：1.运算器控制信号连接：S0，S1，M，LDCZY，LDR0，/SW-B，/SR-B，/R0-B2.完成连接并检查无误后接通电源。

五、实验仪器状态设定：在闪动的“P.”状态下按动“增址”命令键，使LED显示器自左向右第一位显示提示符“H”，表示本装置已进入手动单元实验状态。

五、实验项目：（一）移位寄存器置数首先置CBA=000，然后按下面流程操作：数据开关（01101011）三态门置数（01101011）三态门[CBA=001] [S0=1，S1=1] [CBA=111][ “按STEP” ]（二）寄存器移位置CBA=001并输入数据，然后置CBA＝111,参照实验原理中的移位寄存器控制特性表改变S0、S1、M，按动“单步”命令键，实验发现数据移位正确。

（三）移位结果寄存我们选取R0，把移位寄存器移位后的内容寄存到通用寄存器。

在移位操作后保持CBA=111，S0=0，S1=0，然后令LDR0=1，再按动“单步”命令键，完成移位结果保存。

（四）移位结果读出置CBA=100，总线指示灯显示R0内容，与上步中存的数一致。

广东工业大学广东工业大学实验报告计算机学院计算机科学与技术专业班成绩评定学号姓名（合作者号）教师签名实验五题目带移位运算模型机的设计与实现一、实验目的与要求：1、熟悉由微程序控制器控制模型机的数据通道。

2、掌握4条移位指令使用和编程。

3、学习设计与调试计算机的基本步骤及方法。

二、实验方案1、本实验是在基本模型机的基础上搭接移位控制电路，实现移位控制运算。

2、试验新增4条单字长（8位）一位运算指令，其格式如下：助记符机器指令码说明RR 将R0寄存器的数据循环右移一位。

RRC 将R0寄存器的数据带进位循环右移一位，即R0寄存器中数据右边第一位移入进位，而进位位移至R0的最左边。

RL 将R0寄存器的数据循环左移。

RLC 将R0寄存器的数据带进位循环左移一位，即R0寄存器中数据左边第一位移入进位，而进位位移至R0的最右边。

3、微指令格式其中A8、A9是2：4译码器（74LS139）的输入端，Y0、Y1、Y2、Y3是译码器输出端，其电路结构如下：其中Y0为SW-B ，Y1为CE ，Y2为LED-B ，Y3为空。

注意事项：（1） 详细的联机操作请参看附录1联机软件使用说明。

（2） 把串行通讯电缆分别插在实验仪及PC 微机的串口，即可实现实验仪与PC 的联机操作。

（3） 本实验用的程序文件名为EX2。

（4） 运行程序时，要把编程开关MJ20置为RUN(运行)状态，SWA 、SWB 、CLR 开关一定要处于为1、1、1状态。

实验仪上“STATE UNIT ”中的STEP 开关置为“STEP ”状态，STOP 开关置为“RUN ”状态。

（5） 每次运行前，都要拨动CLR 开关清零（1-0-1）。

清零后，微地址显示灯（实验仪上UA5-UA0）应为。

（6） 实验仪的微程序控制器单元中的微地址显示灯（UA5-UA0）显示的是后继微地址的二进制控制信息。

（7） 在屏幕下部显示相关微指令的详细表中，第三行第一列显示的是微地址，程序运行时默认显示为下一条微地址（八进制），括号里用N 表示，这时表中24~1各字段所显示的是下一条微指令的控制信息的二进制代码，最后一列显示微指令执行中主要的有效控制信号。

数学与计算机学院计算机组成原理实验报告
年级08 学号2008431066 姓名刘泽隶成绩
专业数计实验地点主楼528 指导教师陈昊
实验项目移位器实验日期2010/11/3
一、实验题目：
（1）理解寄存器、移位器的原理
（2）掌握5种移位器及其用途
二、实验现象：
本实验对8位操作数进行移位操作。

输入输出规则如下：
（1）将开关CLKSEL拨到1，将短路子DZ3短接且短路子DZ4断开，使FPGA-CPU所需要的时钟使用正单脉冲时钟。

（2）输入的8位操作数D7~D0对应开关SD15~ SD8。

（3）移动的位数n（3位数）对应开关SD7~ SD5.
（4）方向dir（左移还是右移）对应开关SD4，0代表左移1代表右移。

（5）位移类型kind（2位）对应开关SD3~ SD2，00代表算数位移，01代表逻辑位移，10代表循环移。

（6）在按下实验台上的单脉冲按钮后，对操作数位移的结果在灯A7~A0上体验。

如对8位数10011110进行逻辑左移2位的操作。

（1）拨动开关SD15~ SD8输入8位操作数10011110，SD7~ SD5输入移动的位数010，SD4输入位移的方向0，SD3~ SD2输入移动类型01。

（2）将观察到的结果填入表中
第一组数据：1011 0110
第二组数据：0100 1101
第三组数据：0101 0101。

计算机组成原理移位运算实验报告移位运算是计算机中非常基础的运算之一，用于将二进制数的位数进行移动。

移位运算可分为左移和右移两种，左移是将二进制数的位数向左移动，右移则是将二进制数的位数向右移动。

移位运算通常用于二进制数的乘除运算、数据压缩、程序优化等方面。

在本次实验中，我们将通过Verilog HDL 设计一个移位器，实现移位运算。

1. 实验原理和设计设计移位器需要对移位运算的原理有一定的理解。

在二进制数的移位运算中，移位的方向和位移的距离都是明确的，因此我们可以通过调整输入信号的位置，分别实现左移和右移。

具体实现方法可以采用逻辑门电路实现，也可以采用移位指令指令直接实现。

在本次实验中，我们采用逻辑门的实现方法。

移位器的设计主要分为以下几个步骤：1. 采用Verilog HDL 自定义输入端口和输出端口。

2. 采用逻辑门电路实现移位器，包括左移和右移两种方式。

3. 对移位器进行仿真调试，验证移位器的正确性。

以下是实验所采用的Verilog HDL 代码：module shifter(input [15:0] in_data,input [1:0] shift_direction,input [3:0] shift_distance,output [15:0] out_data);wire [15:0] shift_out;assign shift_out = shift_direction[0] ? (in_data << shift_distance) : (in_data >> shift_distance);assign out_data = shift_direction[1] ? (in_data << shift_distance) : (in_data >> shift_distance);endmodule代码中定义了4 个输入端口和一个输出端口，在输入端口中，`in_data` 为需要进行移位的二进制数，`shift_direction` 为移动方向（0 为右移，1 为左移），`shift_distance` 为移动的距离。

计算机组织与体系结构课程设计报告⏹题目带移位模型机设计与实现⏹学号1062810222⏹姓名陆晓杨⏹指导老师周小芹摘要：本文主要介绍了利用微程序设计控制器的指令系统的过程，指令系统中包过IN(读数)，ADD（加），STA（存数）并，ＯＵＴ（存数），ＪＭＰ（跳转），RR(右环移), RRC(带进位右环移)，RL(左环移)，RLC(带进位左环移)，SET（置1）10条机器指令。

并详细介绍了置1操作的实现过程。

最后就本实验遇到的问题和处理方法进行了总结。

1.设计思路实现指令系统，从较小的方面来说就是实现一些基本操作的机器指令，从更小的方面来说就是写出实现机器指令的微程序。

下面给出实现指令系统的步骤：1. 设计指令系统2．根据数据通路框图画出流程图3．根据流程图和数据通路框图写出微指令4. 将二进制的微指令转换成十六进制5. 根据指令编号编写测试程序6. 实验箱连线，验证指令的正确性下面给出本次实验的数据通路图74299芯片可以实现对数据的左环移，右环移，带进位左环移，带进位右环移74181 ALU可以根据M和CN做逻辑运算和算术运算，根据s3s2s1s0的不同组合做不同的算术和逻辑运算。

DR1，DR2分别为运算器的两个输入端。

R0：寄存器PC：为程序计数器AR：地址寄存器IR: 指令寄存器，取指周期中存放从内存读出的指令RAM：内存，用存储指令和数据INPUT: 对应于试验箱上的K7~K0为，用于输入数据OUTPUT:输出数据2.设计指令系统本实验共实现10条机器指令分别为：表1助记符机器指令码说明IN 0000 0000 输入指令ADD 0001 0000 加法指令STA 0010 0000 存数指令OUT 0011 0000 输出指令JMP 0100 0000 跳转指令RR 0101 0000 不带循环右移指令RRC 0110 0000 带循环右移指令RL 0111 0000 不带循环左移指令RLC 1000 0000 带循环左移指令SET 1001 0000 置1操作3.画出流程图指令系统中的所有指令有一个公共的微指令：取指微指令，当取出微指令的时候通过判别测试字段判断指令的类型并决定程序是否需要跳转。

实验4 移位运算实验一、实验目的1.掌握移位寄存器的工作原理及其应用。

2.熟悉移位寄存器的逻辑功能及实现各种移位功能的方法。

二、实验设备74LS194组件一片，单脉冲一个,开关若干，灯泡若干三、实验原理移位寄存器是一种由触发器连接组成的同步时序电路，每个触发器的输出连到下一级触发器的数据输入，所有触发器共用一个时钟脉冲源，在时钟脉冲的作用下，存储在移位寄存器中的二进制信息，逐位左移或右移。

移位寄存器原理框图如图4所示：在上图中，每一个方框A、B、C、D代表一位寄存器。

如果移位寄存器原状态为1000，A输入接地，每送一个CP时钟之后，数码“1”由A―D的方向移动一位，若逐级移动，它就实现了寄存器的串行输入――串行输出的移位工作方式。

四、实验步骤五、 1. 选择实验设备：根据实验原理图，将所需要的组件从组件列表中拖到实验设计流程栏中。

六、 2. 搭建实验流程：将已选择的组件进行连线,搭建好的实验流程图如图5所示。

3. 验证74LS194双向移位寄存器的逻辑功能。

芯片引脚如下: 0－3号引脚是4个并行输入端A～D， 4，5号是和右移输入端DSR和左移输入端DSL， 6、7号引脚是S0.S1两个控制输入端，8号是复位端RD （低电平有效）为“异步清零”输入端，9、10号引脚分别是CP时钟脉冲和电源信号，11－14号为QA～QD输出端，15号引脚是接地端。

它能实现清零,存数,移位.保持等功能.①清零：给RD一个低电平，则清除原寄存器中的数码，实现QA、QB、QC、QD 清零。

②存数：当S1=S0=1时，CP上升沿到达时，触发器被置为QAn+1=A,QBn+1=B,QCn+1=C, QDn+1=D,移位寄存器处于“数据并行输入”状态。

③移位：S1=0,S0=1,CP上升沿到达时，触发器被置为QAn+1=DSR , QBn+1=QAn, QCn+1=QBn , QDn+1= QCn,这时移位寄存器处在“右移”工作状态。