计算机组成原理实验五 节拍发生器

一、 实验目的和要求

1. 了解 CPU 时序系统的工作原理；
2. 掌握层次化的方法；
3. 掌握节拍发生器的工作原理和构成。

二、 实验内容

设计一个 3 位二进制同步计数器和一个 3 线～8 线译码器，当计数器在连续时钟脉冲作用下，其输出通过译码后在实验板的 8 个指示灯依次显示出来。

三、 主要仪器设备

1. 操作系统为 WINDOWS XP 的计算机一台；
2. 计算机组成原理实验箱 TD-CMA 一台；
3. 38 译码器、异步模 8 加 1 计数器（本实验生成部件）。

四、 实验方法与步骤

1. 原理图输入：根据图 3.8 电路，先生成计数器元件符号和译码器元件符号，再在顶层电路原理图中进行调用，完成节拍发生器的顶层电路原理图设计。
   
   

2. 管脚定义：完成原理图中输入、输出的管脚定义。
   将计数器的计数脉冲端 CP 接入连续脉冲上。
   将计数器的复位端 RE 接入 K0 上。
   将译码器的输出分别定义在 L7－L0 上。

3. 原理图编译、适配和下载：在 QuartusⅡ环境中选择 EP4CE6E22C8 器件，进行原理图的编译和适配，无误后完成下载。

4. 功能测试：若连接无误，则 L7－L0 将依次循环点亮。调整连续时钟脉冲插座上短路块的位置（见图 3.6）改变连续脉冲频率，则 LED 闪烁频率将随之改变。

5. 生成元件符号。
   38译码器：
   

   异步模8加1计数器：
   

   节拍器:
   
   

   编译：
   

五、 实验结果分析

改变连续脉冲频率，则 LED 闪烁频率将随之改变。
扳动K6实现L7－L0 依次循环点亮。

六、 实验总结

通过节拍发生器实验，我深入了解了CPU时序系统工作原理、层次化方法以及节拍发生器的原理与构成。在实验操作上，从原理图输入、管脚定义到编译、适配和下载等步骤，让我熟悉了一整套实验流程。在功能测试阶段，看到指示灯根据时钟脉冲依次循环点亮，改变脉冲频率能调整LED闪烁频率。