目錄

實(shí)驗(yàn)要求

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

主要集成電路芯片及其邏輯功能

實(shí)驗(yàn)原理

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

思考題

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實(shí)驗(yàn)要求

利用CP226實(shí)驗(yàn)箱上的K16～K23二進(jìn)制撥動(dòng)開關(guān)作為DBUS數(shù)據(jù)輸入端，其它開關(guān)作為控制信號(hào)的輸入端，將通過(guò)K16～K23設(shè)定的數(shù)據(jù)寫入運(yùn)算器輸入鎖存器A和W。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/h3>

掌握模型機(jī)中運(yùn)算器輸入鎖存器的引腳結(jié)構(gòu)、工作原理及其控制方法。

具體到本實(shí)驗(yàn)：

通過(guò)本實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)并掌握運(yùn)算器輸入鎖存器的工作原理、引腳結(jié)構(gòu)及其控制方法。具體目標(biāo)包括：

1. 理解74HC574鎖存器的工作原理：掌握如何通過(guò)控制時(shí)鐘信號(hào)（CLK）的上升沿，將輸入數(shù)據(jù)通過(guò)DBUS寫入鎖存器，并通過(guò)OC信號(hào)控制數(shù)據(jù)輸出的過(guò)程。
2. 掌握鎖存器A和W的操作：通過(guò)手動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)箱上的開關(guān)K16～K23，學(xué)習(xí)如何將特定數(shù)據(jù)寫入模型機(jī)中的鎖存器A和W，理解鎖存器的選擇信號(hào)（AEW、WEW）和數(shù)據(jù)寫入的控制邏輯。
3. 熟悉脈沖信號(hào)的作用：掌握如何通過(guò)脈沖信號(hào)CK的控制，在正確的時(shí)機(jī)將DBUS上的數(shù)據(jù)穩(wěn)定地寫入相應(yīng)的鎖存器，理解時(shí)鐘上升沿對(duì)數(shù)據(jù)鎖存的關(guān)鍵作用。
4. 實(shí)際操作和驗(yàn)證：通過(guò)實(shí)際操作，將不同數(shù)據(jù)寫入鎖存器A和W，并觀察實(shí)驗(yàn)箱上的指示燈變化，驗(yàn)證數(shù)據(jù)寫入和鎖存器的工作狀態(tài)，進(jìn)一步鞏固對(duì)鎖存器工作原理的理解。

主要集成電路芯片及其邏輯功能

實(shí)驗(yàn)涉及的主要集成電路芯片是74HC574，這是一種用于鎖存運(yùn)算器輸入端數(shù)據(jù)的8位D觸發(fā)器。其功能表如下：

OC	CLK	Q7～Q0	注釋
1	X	高阻態(tài)	OC為1時(shí)，觸發(fā)器輸出關(guān)閉
0	0	Q7～Q0	OC=0時(shí)輸出有效
0	1	Q7～Q0	保持?jǐn)?shù)據(jù)
X	↑	D7～D0	上升沿將輸入數(shù)據(jù)打入觸發(fā)器

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實(shí)驗(yàn)原理

• 鎖存器A和W 通過(guò)選通控制信號(hào)AEW、WEW和脈沖信號(hào)CK來(lái)控制數(shù)據(jù)的寫入。74HC574在CLK上升沿時(shí)將數(shù)據(jù)寫入鎖存器。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟

1. 實(shí)驗(yàn)連接線

   • 使用K23～K16撥動(dòng)開關(guān)作為DBUS輸入。
   • AEN (K3) 用于控制鎖存器A的選通（低電平有效）。
   • WEN (K4) 用于控制鎖存器W的選通（低電平有效）。

2. 清零和手動(dòng)狀態(tài)設(shè)定

   將K23～K16置零，按下[RST]按鈕，并通過(guò)[TV/ME]鍵進(jìn)入手動(dòng)模式。

3. 將數(shù)據(jù)8AH寫入鎖存器A

   • K23～K16設(shè)定為數(shù)據(jù)8AH。
   • 控制信號(hào)K4（WEN）設(shè)為1，K3（AEN）設(shè)為0。
   • 按住STEP脈沖鍵，寄存器A的黃色指示燈亮起。釋放STEP鍵后，CK產(chǎn)生上升沿，數(shù)據(jù)8AH寫入A寄存器。

4. 將數(shù)據(jù)6CH寫入鎖存器W

   • K23～K16設(shè)定為數(shù)據(jù)6CH。
   • 控制信號(hào)K4（WEN）設(shè)為0，K3（AEN）設(shè)為1。
   • 按住STEP脈沖鍵，寄存器W的黃色指示燈亮起。釋放STEP鍵后，CK產(chǎn)生上升沿，數(shù)據(jù)6CH寫入W寄存器。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1. 將57H寫入A鎖存器時(shí)，填寫二進(jìn)制開關(guān)狀態(tài)：

K23	K22	K21	K20	K19	K18	K17	K16	K4(WEN)	K3(AEN)
0	1	0	1	0	1	1	1	1	0

1. 將0A8H寫入W鎖存器時(shí)，填寫二進(jìn)制開關(guān)狀態(tài)：

K23	K22	K21	K20	K19	K18	K17	K16	K4(WEN)	K3(AEN)
1	0	1	0	1	0	0	0	0	1

思考題

1. 按住STEP脈沖鍵時(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：
   • 寄存器指示燈亮起，表明該寄存器被選擇，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好進(jìn)行寫入。
2. 放開STEP鍵時(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：
   • CK產(chǎn)生一個(gè)上升沿，數(shù)據(jù)被成功寫入到對(duì)應(yīng)鎖存器，指示燈恢復(fù)到初始狀態(tài)。
3. 數(shù)據(jù)寫入鎖存器的時(shí)機(jī)：

   • 數(shù)據(jù)在CLK的上升沿被寫入74HC574鎖存器。這是因?yàn)?4HC574是D觸發(fā)器，數(shù)據(jù)在時(shí)鐘上升沿傳遞至輸出，并保持不變。

   1. 按住STEP脈沖鍵時(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：
      • 當(dāng)按住STEP脈沖鍵時(shí)，實(shí)驗(yàn)箱中的顯示現(xiàn)象是對(duì)應(yīng)寄存器的指示燈亮起，表明該寄存器（A或者W）已經(jīng)被選中，準(zhǔn)備進(jìn)行數(shù)據(jù)寫入。此時(shí)鎖存器沒有執(zhí)行數(shù)據(jù)寫入動(dòng)作，而是等待脈沖上升沿觸發(fā)。系統(tǒng)處于準(zhǔn)備狀態(tài)，數(shù)據(jù)暫時(shí)停留在輸入端。
   2. 放開STEP鍵時(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：
      • 當(dāng)放開STEP鍵時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)上升沿脈沖。此時(shí)數(shù)據(jù)通過(guò)DBUS從輸入端被寫入到相應(yīng)的鎖存器A或W中，寄存器的指示燈保持亮起，表示數(shù)據(jù)寫入成功。隨后，寄存器的指示燈可能會(huì)熄滅或返回初始狀態(tài)，表示數(shù)據(jù)已經(jīng)穩(wěn)定保存。
   3. 數(shù)據(jù)是在什么時(shí)候被打入鎖存器的？并從74HC574鎖存器工作原理上加以解釋：
      • 數(shù)據(jù)是在時(shí)鐘CLK的上升沿被打入鎖存器的。根據(jù)74HC574的工作原理，當(dāng)CLK信號(hào)從低電平變?yōu)楦唠娖?#xff08;即上升沿）時(shí)，鎖存器會(huì)捕捉輸入端D7～D0的數(shù)據(jù)，并將其存入Q7～Q0中。同時(shí)，輸出狀態(tài)取決于OC（輸出控制信號(hào)）。如果OC為0，數(shù)據(jù)輸出有效；如果OC為1，輸出被關(guān)閉為高阻態(tài)。數(shù)據(jù)被打入鎖存器后，除非時(shí)鐘再次產(chǎn)生上升沿，否則數(shù)據(jù)在鎖存器中保持不變。