实验一 寄存器实验

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1、寄存器实验计科0903童燕翔20093102003331、实验要求1、熟悉和掌握MAX+plusII设计软件，学会利用该软件设计逻辑图，并通过该软件编译，以确保所设计的逻辑图不出现逻辑错误。能通过模拟仿真创建波形文件和编辑波形文件。2、利用CP226实验仪上的K16..K23开关做为DBUS的数据，其它开关做为控制信号，将数据写入寄存器中。2、实验目的了解模型机中累加器A的结构、工作原理及其控制方法。利用Max+plusII中的芯片设计寄存器，并设计输入信号，分析所产生的输出波形，从而更加了解累加器A。3、实验器材及设备计算机组成原理课本，基于EDA平台的实践教程，装有MAX+plusII

2、软件的计算机，模型机的说明书。4、实验方案根据寄存器设计的原理，在MAX+plusII设计软件中利用74374芯片以及相关的与或门设计一个的寄存器。5、实验原理1、寄存器的作用是用于保存数据的，因为我们的模型机是8位的，因此在本模型机中大部寄存器是8位的。MAX+plusII设计软件中我们也采用8位寄存器以贴近模型机。2、74374芯片逻辑图如下，其中D1-D8表示输入信号，Q1-Q8为输出信号，OEN为使能控制端，CLK为脉冲信号输入端，通过模拟仿真可观测相应输入信号的输出波形。3、当OEN端接低电平，CLK端接输入脉冲信号以及选通信号后，可在D1-D7端设计输入信号波形。4、当CLK由

3、低电平变为高电平时，产生一个上升沿，D1-D7端的数据在CLK上升沿打入到8个触发器中（即寄存器）。OEN为高电平时，即使CLK有上升沿，寄存器的数据也不会改变。1、实验步骤1、在草稿纸上先设计寄存器的逻辑电路图。2、按程序->MAX+plusII10.0BASELINE,双击击打开软件，新建一个项目（File->Project->Name），命名后再新建一个图形编辑文件，即可出现电路设计编辑窗口。3、在双击空白页面，选取实验中所要用到的芯片和元件：74374芯片（1片），或门（1个），输入及输出等。4、将芯片以及或门按照逻辑图进行连接，并注意对Input和Output进行命名。5、连线、

4、命名完毕后，使用MAX+plusII中的Compiler进行逻辑图的连接检查，查看是否有逻辑连线上的错误，逻辑图如下图所示：6、逻辑图连线检查通过后，新建一个波形文件，将逻辑设计图中的所有输入/输出引脚导入波形图中。7、设计输入端DUBS[8..1]，脉冲信号端CK，选通信号端OEN的波形，设计好以后，选择Simulator选项，设置开始时间为0.0ns，结束时间为140.0ns，选择Start，模拟器开始模拟当前项目，模拟结束，得到如下图所示的输出波形。1、实验结果分析1、在10.0ns至30.0ns时，使能控制端OEN为高电平，触发器的输出被关闭。虽然CK有上升沿，数据也不会写入寄存器

5、，由上图的输出波形可验证其正确性。2、在40.0ns至50.0ns时，OEN为低电平，根据实验原理，若此时CK有上升沿，数据将会被写入寄存器，而图中在40.0ns至50.0ns时，CK没有上升沿，所以触发器数据保持不变，输出如图可证。3、O[8..1]输出端的波形产生改变的时间晚于CK及OEN信号的有效时间的分析：CK信号在进入74374芯片以前首先通过了一个或门，由此可推断可能是由于或门产生了一个时间延迟，导致[8..1]的输出波形改变晚于CK信号。8、实验小结寄存器实验的主要难处是运用MAX+plusII软件设计模型机上寄存器的逻辑图，并通过模拟仿真显示寄存器工作时候的波形图。首先是对

6、MAX+plusII软件的熟悉和掌握花了我很多时间和精力，可能是刚接触这个软件和希望快速了解运用它。导致很多细节方面都没有掌握，在实验运用时漏洞百出。还有就是对编译的不熟悉，以至于浪费很多时间在摸索上。还有就是实验指导上的芯片在软件上找不到，很是着急，最后没有办法，问同学才解决了。讨论和交流对实验的完成很重要，在弄不懂的情况下，自己找资料或是看书效率很慢，找一些基础知识比较好的同学询问一下，然后自己在领悟效率会更高。