实验题目
2.1寄存器实验
2.2运算器实验
2.3数据输出实验/移位门实验
综合实验：
任选两个操作数分别输入R0~R3寄存器中，要求完成这两个数的交换（若第一个数在R0寄存器中，第二个数在R1寄存器中，那么操作后第二个数应该在R0寄存器中，第一个数在R1寄存器中，寄存器的编号任选）。
具体题目：
将34H写入R0寄存器、43H写入R1寄存器，完成这两个数的交换。
实验器材
CP-TH计算机组成原理实验系统
实验目的
了解模型机中各种寄存器结构、工作原理及其控制方法。
了解模型机中算术、逻辑运算单元的控制方法。
了解模型机中多寄存器接数据总线的实现原理。
了解运算器中移位功能的实现方法。
了解R0～R3寄存器的使用原理，并能实现寄存器内数的交换。
实验原理
初步设想：
（1）通过累加器A、工作寄存器W与直通门的关系，将R0寄存器内数据向数据总线输出，再存入R2寄存器。
（2）随后再R1寄存器内数据存入R0寄存器，最后将R2寄存器内数据存入R1寄存器。
（3）完成R0、R1寄存器间数据的交换。
完成
具体实现：
（1）34H、43H分别存入R0、R1寄存器。
此时R0、R1、R2、R3内数据分别为：43H、43H、FF、FF。
（2）将R0寄存器内数据（34H）写入累加器A（工作寄存器W内初始状态默认为0），用开关控制ALU做加运算得到运算结果（34H），并将结果输出到直通门D。
（3）通过直通门输出数据（34H），将数据写入R3，完成R0内数据（34H）写入R2。
此时R0、R1、R2、R3内数据分别为：34H、43H、34H、FF。
（4）重复上述操作，将R1内数据（43H）写入R0。
此时R0、R1、R2、R3内数据分别为：43H、43H、34H、FF。
（5）重复操作，将R2内数据（34H）写入R1。
（6）完成R0、R1寄存器内数据的交换。
此时R0、R1、R2、R3内数据分别为：43H、34H、34H、FF。
实验原理图：
SA、SB的选择决定寄存器的选择。
AEN、WEN决定累加器A、工作寄存器W的写入。
RRD、RWR的决定R0～R3寄存器进行读出/写入操作。
X2，X1，X0决定输出路径。
实验内容
（1）J1与J2相连。K14、K13与AEN、WEN相连，决定累加器A、工作寄存器W的写入是否有效（低电平有效）；K7～K6与X2～X0相连，决定数据输出路线；K3、K2与SA、SB相连，决定R0～R3寄存器的选择；K1、K0与RRD、RWR相连，决定R0～R3寄存器进行读出/写入操作（低电平有效）；K23～K16用于数据输入。
Tips：
AEN、WEN、RRD、RWR皆为低电平有效（0），控制台上默认初始状态为低电平（0），注意实验开始后先全部置为高电平（1），便于理解实验。
表一中RRD、RWD用于控制R0～R3寄存器的读出和写入，低电平有效（0），则RRD下拨（即置为0时），表示R0～R3寄存器的读出；RWR下拨（即置为0时），表示R0～R3寄存器的写入。
AEN、WEN同理。
（2）K23-K16开关置零，按[RST]钮，按[TV/ME]键三次，进入"Hand......"手动状态。
此时K23～K16皆为0；K14、K13置为11；K7～K6置为000；K3、K2置为00；K1、K2置为11；K1、K0置为11。
（3）K23～K16置00110100（34H），K3、K2置00（R0寄存器），K1、K0置10（RWR低电平有效），K7～K6置000（外部输入门），按STEP脉冲键，完成34H写入R0。
Tips：
K7～K6表X2～X0，决定数据输出路线，初始默认000，无需如AEN、WEN、RRD、RWR置为1，若置为111表没有输出。
（4）K23～K16置01000011（43H），K3、K2置01（R1寄存器），K1、K0置10（RWR低电平有效），K7～K6置000（外部输入门），按STEP脉冲键，完成43H写入R1。
（5）K23～K1置00000000，K14、K13置01（A累加器可写入），K1、K0置01（RRD低电平有效），K3、K2置00（R0寄存器），按STEP脉冲键，R0内数据读出并写入A累加器。
（6）此时直通门显示34H，K7～K6置100（直通门），K1、K0置10（RWR低电平有效），K3、K2置10（R2寄存器），按STEP脉冲键，直通门数据读出并写入R2。
此时R0、R1、R2、R3内数据分别为：34H、43H、34H、FF。
（7）K1、K0置01（RRD低电平有效），K3、K2置01（R1寄存器），按STEP脉冲键，R1内数据读出并写入A累加器。
（8）K1、K0置10（RWR低电平有效），K3、K2置00（R0寄存器），按STEP脉冲键，直通门数据读出并写入R0。
此时R0、R1、R2、R3内数据分别为：43H、43H、34H、FF。
（9）K1、K0置01（RRD低电平有效），K3、K2置10（R2寄存器），按STEP脉冲键，R2内数据读出并写入A累加器。
（10）K1、K0置10（RWR低电平有效），K3、K2置0（R1寄存器），按STEP脉冲键，直通门数据读出并写入R1。
（11）R0、R1内数据交换完成。
此时R0、R1、R2、R3内数据分别为：43H、34H、34H、FF。
实验结果与讨论
2.1实验一
数据是在放开STEP键后改变的；WEN，AEN为高时，即使CK有上升沿，寄存器的数据也不会改变。
2.1实验二
寄存器R0-R3的红色输出指示灯亮时，R0-R3寄存器的数据送上数据总线。
2.2
运算器在加上控制信号及数据(A,W)后，立刻给出结果，不须时钟。
2.3
移位与输出门是否打开无关，无论运算器结果如何，移位门都会给出移位结果。结果由X2X1X0输出选择决定。CN为0，不带进位移位，CN为1，带进位移位；CyIN为进位的值，为1或0。
综合实验：
AEN、WEN、RRD、RWR皆为低电平有效（0），控制台上默认初始状态为低电平（0），注意实验开始后先全部置为高电平（1），便于理解实验。
RRD、RWD用于控制R0～R3寄存器的读出和写入，低电平有效（0），则RRD下拨（即置为0时），表示R0～R3寄存器的读出；RWR下拨（即置为0时），表示R0～R3寄存器的写入。AEN、WEN同理。
但K7～K6表X2～X0，决定数据输出路线，初始默认000，无需如AEN、WEN、RRD、RWR一样置为1，若置为111表没有输出，后续输入无法进行。
