计算机组成原理实验
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计算机组成原理实验计算机组成原理实验第一章TEC-5 计算机组成实验箱简介运算器运算器74181通用寄存器通用寄存器系统编程器系统编程器时序发生器时序发生器双端口存储器RAM寄存器地址寄存器地址指示灯地址指示灯数据总线指示灯PC指示灯指示灯指示灯指示灯指示灯指示灯C进位标志指示灯微动开关微动开关BUSYL#指示灯指示灯BUSYR#指示灯逻辑笔与实验连接第二章 计算机组成原理实验 实验一 实验1由运算器组成 实验目的1。熟悉双端口通用寄存器堆的读写操作2。熟悉简单操作员的数据传输通路3。验证操作员 74LS181 算术逻辑功能4.按给定数据，完成指定的算术和逻辑操作 二 实验电路图显示了本实验中使用的计算器数据通路图。参与运算的数据首先通过实验台操作板 八个二进制数据开关 SW7-SW0 设置，然后输入双端口通用寄存器堆 RF 中。参与运算的数据首先通过实验台操作板 八个二进制数据开关 SW7-SW0 设置，然后输入双端口通用寄存器堆 RF 中。RF(U54)由一个 ispLSll016 实现相当于四个功能 8 用于保存参与运算的通用寄存器 运算后的数据和结果也应发送到 RF 中保存。在双端口寄存器堆模块的控制信号中，RSl、RS0 用 于选择从 B 通用寄存器读取端口(右端口)，RDl、RD0 用于选择从 A 读读端口(左端口) 用寄存器。而 WRl、WR0 用于选择写入的通用寄存器。LDRi 当 LDRi 二 1 数据总线 DBUS 上的数据在 T3 写入由 WRl、WR0 指定的通用 寄存器。RF 的 A、B 操作数临存器端口和操作数临存器端口 DRl、DR2 连接；此外，RF 的 B 通过一个端口 三态门连接到数据总线 DBUS 上，因而 RF 中间的数据可以直接通过 B 端口送到 DBUS 上。DRl(U24)和 DR2(U25)各由 1 片 74LS273 构成，用于临时存储参与操作的数据。DRl 接 ALU的 A 输入端口，DR2 接 ALU 的 B 输入端口。ALU(U55、U60)由两片 74LSl81 构成，ALU 的 输出通过三态门(74LS244发送到数据总线 DBUS 上。实验台上的八个发光二极管 DBUS7-DBUS0 显示灯接在 DBUS 输入数据或运输可以显示在上面 算结果。另一个指示灯 C 显示运算器进位标志信号状态。图中尾部粗短线标记的信号是控制信号，其中 S3、S2、S1、S0、M、Cn0、LDDRl、LDDR2、ALU BUS#、SW．BUS#、LDRi、RSl、RS0、RDl、RD0、WRl、WR0 都是电位信号，在本实验中 中用拨动开关 K0--K15 来模拟；T2、T3 脉冲信号，已连接到实验台的印刷板上的时序电 路。单拍操作在实验中进行，每次只产生一组 T1、T2、T3、T4 时序脉冲需要在实验台上使用 DP、DB 正确设置开关。单拍操作在实验中进行，每次只产生一组 T1、T2、T3、T4 时序脉冲需要在实验台上使用 DP、DB 正确设置开关。 DP 开关置 1，DB 开关置 0，每按一次 QD 按钮，顺序生成 T1、T2、丁 3、T4 一组单脉冲。 三、实验设备三、实验设备一。 TEC-5 实验系统由计算机组成 1 台2． 一支逻辑测试笔(在 TEC-5 实验台上) ．3． 4.双踪示波器 一个万用表(公用) 四、实验任务四、实验任务一。 将计算器模块连接到实验台操作板上的线路。由于运算器模块内部 连接由印刷板连接，因此连接任务仅完成数据开关、控制信号模拟开关和运算器模块 外部连线。注：手动连接是绝对必要的，以建立清晰的整机概念，培养严谨的科研能力。2． 用开关 SW7 一 SW0 一般寄存器堆 R1=内的 R0--R3 寄存器的数量。然后读出 R0— R3 在数据总线 DBUS 显示在上面。3． 验证 ALU 正逻辑算术，逻辑操作功能。令 DRl=55H，DR2=OAAH，Cn#=l。在 M---0 和 M=I 在两种情况下，令 S3 一 S0 的值从 0000B 变到 1111B，列表显示实验结果。实验结果包括进位 C，进位 C 显示指示灯。注：注：注： 进位进位 C 是运算器是运算器 ALU 最高位进位最高位进位 Cn 4~反，即有进位为反，即有进位为反 一、无进位，无进位 0。 五、实验要求五、实验要求 1． 做好实验预习，掌握数据传输通路及其功能特性，熟悉本实验中使用的模型 拟开关的功能和使用方法。 2.写实验报告: (1) 实验目的。 (2) 按实验任务 3 列表显示实验结果。 (3) 按实验任务 4 在表中填写控制信号模拟开关值和操作结果值。 (4) 分析记录实验过程、数据等。(5) 填写学校实验报告专用格式报告 6.实验步骤和结果6.实验步骤和结果(1) 1)实验任务 2 实验步骤和结果如下:(假设令 R0=34H,R1=21H,R2=52H,R3=65H)1、 置 DP=1,DB=0,编程开关到正常位置.接线表如下：数据通路WR0WR1RS0RS1SW_BUS#RS_BUS#LDRi电平开关K0K1K2K3K4K5K62、打开电源 (以下是(以下是) 34H,21H,52H,65H34H,21H,52H,65H 分别写入和写入 R0,R1,R2,R3R0,R1,R2,R3)) 3、置 K0(WR0)=0, K1(WR1)=0, K4(SW_BUS#)=0, K5(RS_BUS#)=1, K6(LDRi)=1, SW7-SW0=34H.在 DBUS 上将观察到 DBUS=34H.按 QD 按钮,将 34H 写入 R0. 4、置 K0(WR0)=1, K1(WR1)=0, K4(SW_BUS#)=0, K5(RS_BUS#)=1, K6(LDRi)=1, SW7-SW0=21H.在 DBUS 上将观察到 DBUS=21H.按 QD 按钮,将 21H 写入 R1. 5、置 K0(WR0)=0, K1(WR1)=1, K4(SW_BUS#)=0, K5(RS_BUS#)=1, K6(LDRi)=1, SW7-SW0=52H.在 DBUS 上将观察到 DBUS=52H.按 QD 按钮,将 52H 写入 R2. 6、置 K0(WR0)=1, K1(WR1)=1, K4(SW_BUS#)=0, K5(RS_BUS#)=1, K6(LDRi)=1, SW7-SW0=65H.在 DBUS 上将观察到 DBUS=65H.按 QD 按钮,将 65H 写入 R3. (以下是在(以下是在 DBUSDBUS 总线显示在总线上 R0,R1,R2,R3R0,R1,R2,R3 值)值)值)值) 7、置 K2(RS0)=0, K3(RS1)=0, K4(SW_BUS#)=1, K5(RS_BUS#)=0, K6(LDRi)=0.在 DBUS 上将观察到 DBUS=34H. 8、置 K2(RS0)=1, K3(RS1)=0, K4(SW_BUS#)=1, K5(RS_BUS#)=0, K6(LDRi)=0.在 DBUS 上将观察到 DBUS=21H. 9、置 K2(RS0)=0, K3(RS1)=1, K4(SW_BUS#)=1, K5(RS_BUS#)=0, K6(LDRi)=0.在 DBUS 上将观察到 DBUS=52H. 10、置 K2(RS0)=1, K3(RS1)=1, K4(SW_BUS#)=1, K5(RS_BUS#)=0, K6(LDRi)=0.在 DBUS 上将观察到 DBUS=65H. 11.关闭电源，拆线 ((2 2)实验任务 3 实验步骤和结果如下： 1、 置 DP=1,DB=0,编程开关到正常位置. 接线表如下：数据通路WR0WR1RD0RD1RS0RS1LDRi电平开关K0K1K2K3K4K5K6数据通路LDDR1LDDR2S0S1S2S3M电平开关K7K7K8K9K10K11K12数据通路ALU_BUS#SW_BUS#电平开关K13K14数据通路信号 Cn#接 VCC 2、打开电源 ( (以下以下 2 2 向条是向条 R0R0 写入写入 55H,55H,向向 R1R1 写入写入 0AAH)0AAH) 3、置 K0(WR0)=0, K1(WR1)=0, K6(LDRi)=1, K13(ALU_BUS#)=1, K14(SW_BUS#)=0.置 SW7-SW0 为 55H,按 QD 按钮,将 55H 写入 R0. 4、置 K0(WR0)=1, K1(WR1)=0, K6(LDRi)=1, K13(ALU_BUS#)=1, K14(SW_BUS#)=0.置 SW7-SW0 为 0AAH,按 QD 按钮,将 0AAH 写入 R1.( (以下以下 1 1 条是将条是将 R0R0 写入写入 DR1,DR1,将将 R1R1 写入写入 DR2)DR2) 5、置 K2(RD0)=0, K3(RD1)=0, K4(RS0)=1, K5(RS1)=0, K6(LDRi)=0, K7(LDDR1 和 LDDR2)=1.按 QD 按钮,将 R0 写入 DR1,将 R1 写入 DR2.这时 DR1=55H,DR2=0AAH. ( (以下以下 2 2 条是条是 M=HM=H 逻辑操作时进行逻辑操作) ) 6、置 K6(LDRi)=1, K7(LDR1 和 LDR2)=0, K8(S0)=0, K9(S1)=0, K10(S2)=0, K11(S3)=0,K12(M)=1, K13(ALU_BUS#)=0, K14(SW_BUS#)=1.数据总线 DBUS 观察逻辑运算结果 0AAH. 按 QD 按钮，观察进位 C 为 0. 7.其他开关不变，只变 K8(S0), K9(S1), K10(S2), K11(S3)观察其他设置 15 种逻辑运算 结果, 并按 QD 按钮，观察进位 C. ( (以下以下 2 2 条是条是 M=LM=L 算术操作时进行算术操作) ) 8、置 K6(LDRi)=1, K7(LDR1 和 LDR2)=1, K8(S0)=0, K9(S1)=0, K10(S2)=0, K11(S3)=0,K12(M)=0, K13(ALU_BUS#)=0, K14(SW_BUS#)=1.数据总线 DBUS 观察算术运算结果 55H.按 QD 按钮，观察进位 C 为 0. 9.其他开关不变，只变 K8(S0), K9(S1), K10(S2), K11(S3)观察其他设置 15 种算术运算结果, 并按 QD 按钮，观察进位 C. 实验任务 3 实验结果表(DR1=55H,DR2=0AAH)输入工作方式选择逻辑运算(M=H,Cn#=1)算术运算(M=L,Cn#=1)S3 S2 S1S0运算结果进位 C运算结果 进位 C0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111 关键词：计算机 组成 原理 实验
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