计算机组成原理实验-计算机组成实验报告
曾国江计算机组成原理实验报告 - 0 - 计算机原理课程实验报告9.3 实验姓由运算器组成 名： 曾国江 学 号： 系 别： 计算机工程学院 班 级： 网络工程1班 指导老师： 完成时间： 评语：得分：曾国江计算机组成原理实验报告 - 1 - 9.3运算器组成实验 一、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。 2.熟悉简单操作员的数据传输通路。 3.验证运算器74LS算术逻辑功能181。 4.根据给定数据完成指定的算术和逻辑操作。 二、实验电路 ALU-BUS# DBUS7 DBUS0 Cn# C 三态门(244) 三态门(244) ALU(181) ALU(181) S3 S2 S1 S0 M A7A6A5A4 F7F6F5F4 F3F2F1F0 B3B2B1B0 Cn 4 Cn Cn Cn 4 LDDR2 T2 T2 LDDR1 LDRi T3 SW-BUS# DR1(273) DR2(273) 双端口通用寄存器堆RF (ispLSI1016) RD1 RD0 RS1 RS0 WR1 WR0 数据开关(SW7-SW0) 数据显示灯 A3A2A1A0 B7B6B5B4 图3.1 计算器实验电路 LDRi T3 A B 三 态 门 RS-BUS# 图3.1显示了本实验中使用的计算器数据通路图。首先通过实验台参与运算的数据 操作板上的八个二进制数据开关SW7-SW设置0，然后输入双端口通用寄存器堆RF曾国江计算机组成原理实验报告 - 2 - 中。首先通过实验台参与运算的数据 操作板上的八个二进制数据开关SW7-SW设置0，然后输入双端口通用寄存器堆RF曾国江计算机组成原理实验报告 - 2 - 中。 RF(U30)由一个ispLSI实现1016相当于四个8位通用寄存器的功能 参与运算的数据，运算后的结果也应发送到RF中保存。控制双端口寄存器堆模块的信号 中，RS1、RS用于选择从B端口(右端口)读取的通用寄存器，RD1、RD0用于选择从 A通用寄存器读取端口(左端口)。而WR1、WR用于选择写入的通用寄存器。LDRi 当LDRi=1时，数据总线DBUS上的数据在T3写入由WR1、WR0指定 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DR1、DR二相连；另外，RF的B端 通过三态门连接到数据总线DBUS上，因而RF中间的数据可以通过B端口直接发送 到DBUS上。 DR1和DR2各由1片74LS用于暂存参与运算的数据构成273。DR1接ALU的A输 入端口，DR2接ALUB输入端口。ALU由两片74LS181构成，ALU输出通过一个三 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在上面，输入数据可以显示 或计算结果。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、Cn#、LDDR1、LDDR2、ALU_BUS#、SW_BUS#、LDRi、RS1、RS0、RD 1、RD0、WR1、WR0是电位信号，在本实验中使用拨动开关K0—K15来模拟；T2、T3 脉冲信号，时序电路已连接到印刷板上的实验台。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。 将DP开关置1，DB每次按下0个开关QD按钮，顺序生成T1、T2、T3、T4一组单 脉冲。 三、实验设备 1.TEC-计算机组成实验系统1台 2.逻辑测试笔一支(在TEC-5实验台上) 3.一台双跟踪示波器(公用) 4.一个万用表(公用) 四、曾国江计算机组成原理实验报告 - 3 - 1、按图3.1.将计算器模块连接到实验台操作板上的线路。由于运 计算器模块内的连接已由印刷板连接，因此接线任务仅完成数据开关和控制信件 与运算器模块的外部连接。注：为建立清晰的整机概念，培养 严格的科研能力，手工连接是绝对必要的。 2.用开关SW7—SW0到通用寄存器堆RF内的R0—R三、寄存器置数。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DR1=55H，DR2=0AAH，Cn#=1。在M=0和M=在12种情况下，令S3—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，指示灯显示进位C。 注：进位C是运算器ALU最高位进位Cn 4#反，即有进位为1，无进位为0。 五、实验要求 1.做好实验预习，掌握计算器的数据传输通道及其功能特性，熟悉本实验中使用的数据传输通道 模拟开关的功能和使用方法。 2.写实验报告:(1) 实验目的。 (2) 根据实验任务3的要求，列表显示实验结果。 (3) 根据实验任务4的要求，在表中填写控制信号模拟开关值和计算结果 值。 六、实验步骤和结果 (1) 、实验任务2的实验步骤和结果如下:(假设RO=66H,R1=99H) 1.置DP=1，DB=编程开关拨到正常位置。 接线表如下： 数据通路 WR0 WR1 RS0 RS1 SW_BUS# RS_BUS# LDRi 电平开关 K0 K1 K2 K3 K3 K5 K6 2.打开曾国江电源-计算机组成原理实验报告 - 4 -以下2条是将66H、99H分别写入R0、R1 3.置K0(WR0)=0，K1(WR1)=0，K4(SW_BUS#)=0，K5(RS_BUS#)=1，K6(LDRi)=1，SW7-SW0=66H.在DBUS上将观察到DBUS=66H.按QD按钮将66H写入R0。 4.置K0(WR0)=1,K1(WR1)=0，K4(SW_BUS#)=0，K5(RS_BUS#)=1，K6(LDRi)=1,SW7-SW0=99H.在DBUS上将观察到DBUS=99H.按QD按钮将99H写入R1。 R0，拨动SW7-SW0开关如下： SW7 SW6 SW5 SW4 SW3 SW2 SW1 SW0 0 1 1 0 0 1 1 0 拨动数据通路开关如下： 数据通路 WR0 WR1 SW- BUS# RS- BUS# LDRi 电平开关 0 0 0 1 1 DBUS观察情况： 0110 0110 按动QD，将66H数据写入R0。 R1，拨动SW7-SW0开关如下： SW7 SW6 SW5 SW4 SW3 SW2 SW1 SW0 1 0 0 1 1 0 0 1 拨动数据通路开关如下： 数据通路 WR0 WR1 SW-BUS# RS-BUS# LDRi 电平开关 1 0 0 1 1 DBUS观察情况： 1001 1001 按动QD，将99H数据写入R1。以下2条是在DBUS总线上显示R0、R1的值 5.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=66H。以下2条是在DBUS总线上显示R0、R1的值 5.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=66H。 6.置K2(RS0)=1，K