计算机组成原理虚拟实验指导书
《计算机组成原理》实验教案
一、编程
1、将编程开关置为PROM
2、将实验板上STATE UNIT的STEP置为step,STOP置为run
3、置微地址
4、在MK1-MK24置代码
5、按动“START”按钮，根据微地址和微指令格式将微指令二进制代码写入控存
二、校验
1、将编程开关置为READ
2、将实验板上STATE UNIT的STEP置为step,STOP置为run
3、置微地址ma0—ma5
4、按动“START”按钮，启动时序电路，读出微代码，进行检验。
三、单步执行
1、将编程开关置为run
2、将实验板上STATE UNIT的STEP置为step,STOP置为run
3、CLR=1,微地址清零。
4、按动“START”按钮，启动时序电路，根据微地址灯和微命令灯，读出微代码，进行检验。
3、CLR=1,微地址清零。
4、按动“START”按钮，启动时序电路，单步执行一条微指令，对照流程图，根据微地址灯和微命令灯，读出微代码，进行检验。
四、在微机上运行程序
在计算机上单步/连续运行TDN程序，查看多条机器指令执行的过程。
实验中应
注意事项
1、本实验综合性较强，有一定难度。
2、连线较为繁复，易错。注意连线技巧。
1、实验板连线，注意连线较为繁复，注意遍记录遍插排线
2、用串行线连接计算机RS232口和实验板RS232口
二、联机读写程序
在计算机上运行TDN程序，将微程序写入控存，机器/汇编指令程序写入实验板存储器。
三、实验板上运行程序
1、将编程开关置为run
2、将实验板上STATE UNIT的STEP置为step,STOP置为run
20XX年10月 12日第 5、6 节
计算机组成原理实验指导书
计算机组成原理实验指导书适用TD-CMA实验设备实验一基本运算器实验一、实验原理运算器内部含有三个独立运算部件，分别为算术、逻辑和移位运算部件，要处理的数据存于暂存器A和暂存器B，三个部件同时接受来自A和B的数据（有些处理器体系结构把移位运算器放于算术和逻辑运算部件之前，如ARM），各部件对操作数进行何种运算由控制信号S3 0CN来决定，任何时候，多路选择开关只选择三部件中一个部件的结果作为ALU的输出。
如果是影响进位的运算，还将置进位标志FC，在运算结果输出前，置ALU零标志。
ALU中所有模块集成在一片CPLD中。
逻辑运算部件由逻辑门构成，较为简单，而后面又有专门的算术运算部件设计实验，在此对这两个部件不再赘述。
移位运算采用的是桶形移位器，一般采用交叉开关矩阵来实现，交叉开关的原理如图1-1-2所示。
图中显示的是一个4X4的矩阵（系统中是一个8X8的矩阵）。
每一个输入都通过开关与一个输出相连，把沿对角线的开关导通，就可实现移位功能，即：(1) 对于逻辑左移或逻辑右移功能，将一条对角线的开关导通，这将所有的输入位与所使用的输出分别相连,而没有同任何输入相连的则输出连接0。
(2) 对于循环右移功能，右移对角线同互补的左移对角线一起激活。
例如，在4位矩阵中使用‘右1’和‘左3’对角线来实现右循环1位。
(3) 对于未连接的输出位，移位时使用符号扩展或是0填充，具体由相应的指令控制。
使用另外的逻辑进行移位总量译码和符号判别。
原理如图1-1-1所示图1-1-1 运算器原理图运算器内部含有三个独立运算部件，分别为算术、逻辑和移位运算部件，要处理的数据存于暂存器A和暂存器B，三个部件同时接受来自A和B的数据（有些处理器体系结构把移位运算器放于算术和逻辑运算部件之前，如ARM），各部件对操作数进行何种运算由控制信号S3 0决定，任何时候，多路选择开关只选择三部件中一个部件的结果作为ALU的输出。
如果是算术运算，还将置进位标志FC，在运算结果输出前，置ALU零标志。
《计算机组成原理》实验课教学指导书前言
《计算机组成原理》实验课教学指导书 前言 《计算机组成原理》是计算机和计算机类专业的主干必修课之一。
它以层次结构的观点，以信息加工、处理为主线，讨论了计算机的一般结构及工作原理。
通过教学使学生掌握计算机硬件系统中各大部件的组成原理、逻辑实现方法及互联成整机的技术。
《计算机组成原理》是一门有很强的实践性课程。
在教学中应该既重视课堂理论教学又应重视实验实践教学。
在实验中通过动手，促进动脑，加强学生对计算机各大部件组成原理的理解，掌握数据信息和控制信息的流向和控制的时序。
从而达到培养学生设计、调试和开发计算机系统的能力。
《计算机组成原理实验指导书》是计算机科学与技术专业计算机组成原理课程的实验教材。
目的在于加强学生的基本实验技术和工程设计技术的训练，培养和提高学生的基本操作技能和实际动手能力，使学生掌握计算机硬件及系统中各大部件的组成原理、逻辑实现、设计方法及互连构成整机的技术；培养学生在硬件系统的分析、设计、开发、使用和维护方面的能力。
根据实验大纲要求，共包含7个实验。
通过这7个实验，使学生对计算机的运算器、控制器、存储器、I/O接口的结构和组成原理有个清楚地认识，并掌握中断的原理和中断接口的结构。
目录 实验一 累加器实验．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１ 实验目的．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１ 实验原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１ 实验步骤．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１ 实验要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２ 实验二 半导体存贮器ＲＡＭ实验．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３ 实验目的．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３ 实验原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３ 实验内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３ 实验连线．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４ 实验步骤．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４ 实验要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４ 实验三 微控制器地址，控制，数据总线读时序实验．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．５ 实验目的．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．５ 实验原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．５ 实验内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．５ 实验连线．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．５ 实验步骤．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．５ 实验四 微控制器地址、控制、数据总线写时序实验．．．．．．．．．．．．．．．．．．．７ 实验目的．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．７ 实验原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．７ 实验内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．７ 实验连线．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．７ 实验步骤．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．７ 实验五 微控制器取指令实验．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．８ 实验目的．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．８ 实验原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．８ 实验内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．８ 实验连线．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．８ 实验步骤．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．８ 实验六 微控制器指令组成实验．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１０ 实验目的．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１０ 实验原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１０ 实验内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１０ 实验连线．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１０ 实验步骤．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１０ 实验七 微控制器执行指令实验．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１２ 实验目的．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１２ 实验原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１２ 三． 实验内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１３ 四． 实验连线．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１３ 五 实验方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１３ 附录一 实验要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１５ 附录二 实验成绩的考核与评定办法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１６ 附录三 实验项目设置与内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１９ 实验一累加器实验实验目的了解累加器的用途。
计算机组成原理实验指导书
计算机组成原理实验指导书一、实验目的。
本实验旨在通过实际操作，加深学生对计算机组成原理的理解，掌握计算机硬件的基本组成和工作原理，提高学生的动手能力和实际操作能力。
二、实验器材。
1. 计算机主机。
2. 显示器。
3. 键盘。
4. 鼠标。
5. 逻辑分析仪。
6. 示波器。
7. 电源。
8. 万用表。
9. 逻辑门集成电路。
10. 接线板。
11. 连接线。
三、实验内容。
1. 计算机硬件基本组成的实验。
通过拆卸计算机主机，了解各个硬件组件的作用和连接方式，包括主板、CPU、内存、硬盘、显卡、电源等。
并通过重新组装，加深对计算机硬件组成的理解。
2. 逻辑门电路实验。
使用逻辑门集成电路和连接线搭建基本的逻辑门电路，包括与门、或门、非门等，并通过逻辑分析仪观察输入输出的关系，加深对逻辑门原理的理解。
3. 示波器使用实验。
学习示波器的基本使用方法，观察不同信号的波形，了解数字信号和模拟信号的特点，加深对计算机输入输出原理的理解。
4. 电源电压测量实验。
使用万用表测量计算机主板各个电源接口的电压值，了解各个电源接口的作用和电压标准，加深对计算机电源原理的理解。
四、实验步骤。
1. 计算机硬件基本组成的实验步骤。
（1）拆卸计算机主机，观察各个硬件组件的位置和连接方式。
（2）了解各个硬件组件的作用和特点。
（3）重新组装计算机主机，检查各个硬件组件的连接是否正确。
2. 逻辑门电路实验步骤。
（1）根据实验指导书搭建与门、或门、非门电路。
（2）使用逻辑分析仪观察输入输出的关系，记录实验数据。
3. 示波器使用实验步骤。
（1）学习示波器的基本使用方法。
（2）使用示波器观察不同信号的波形，记录实验数据。
4. 电源电压测量实验步骤。
（1）使用万用表测量各个电源接口的电压值。
（2）比较测量结果与电压标准的差异，记录实验数据。
五、实验注意事项。
1. 在拆卸和重新组装计算机主机时，注意防止静电干扰，避免损坏硬件组件。
2. 在搭建逻辑门电路时，注意连接线的接触是否良好，避免信号传输不畅。
计算机组成原理实验指导书终稿(1)
计算机组成原理实验指导书终稿(1)《计算机组成原理》实验指导书广东石油化工学院计算机与电子信息学院计算机系计算机组成原理实验指导前言实验是《计算机组成原理》课程教学计划中不可缺少的教学环节之一，通过实验，可以使学生对课堂理论教学内容加以巩固和理解，并掌握计算机的原理和设计方法。
能更好的培养学生的创新意识和设计能力。
同时，也可对新型计算机的体系结构方面有一个比较深入的认识和理解。
本实验指导书是依托学校现有的TDN-CM++教学实验设备以及相关专业（计算机科学与技术；网络工程）培养规划而编写。
主要目的是：（1）进一步融会贯通教材内容，掌握计算机各功能模块的工作原理、相互联系和来龙去脉；（2）掌握整机构成方法，各部件分工情况和协调工作的情况；（3）激发学生的学习热情和主动性，培养学生的独立工作能力。
（4）培养严谨的科研作风，使学生养成对待科学要一丝不苟，精益求精的工作态度。
本书只做为广东石油化工学院计算机系《计算机组成原理》课程实验教学使用。
- 2 -计算机组成原理实验指导目录前言实验一算术逻辑运算实验 (4)实验二静态随机存储器实验 (9)实验三微程序控制器实验 (13)实验四总线基本实验 (23)实验五整机实验 (26)复杂模型机设计 (34)- 3 -计算机组成原理实验指导实验一算术逻辑运算实验一．实验目的（1）了解运算器的组成结构。
（2）掌握运算器的工作原理。
（3）学习运算器的设计方法。
（4）掌握简单运算器的数据传送通路。
（5）验证运算功能发生器74LS181的组合功能。
二．实验设备：TDN-CM+或TDN-CM++教学实验系统一套。
三．实验原理：实验中所用的运算器数据通路图如图1-1。
图中所示的是由两片74LS181芯片以并/串形式构成的8位字长的运算器。
右方为低4位运算器芯片，左方为高4位运算器芯片。
低位芯片的进位输出端Cn+4与高位芯片的进位输入端Cn相连，使低4位运算产生的进位送进高4位运算中。
(完整版)《计算机组成原理》实验指导书
《计算机组成原理》实验指导书目录第一部分EL-JY-II计算机组成原理实验系统简介 (1)第二部分使用说明及要求 (5)实验一运算器实验 (12)实验二移位运算实验 (24)实验三存储器实验和数据通路实验 (29)实验四微程序控制器的组成与实现实验 (36)实验五微程序设计实验 (45)实验六、简单实验计算机组成与程序运行实验 (53)实验七、带移位运算实验计算机组成与程序运行实验 (65)实验八、复杂实验计算机组成与程序运行实验 (77)实验九、实验计算机的I/O实验 (93)实验十、总线控制实验(选做) (103)实验十一、可重构原理计算机组成实验(选做) (105)实验十二、简单中断处理实验(选做) (110)实验十三、基于重叠和流水线技术的CPU结构实验(选做) (116)实验十四、RISC模型机实验(选做) (122)第一部分EL-JY-Ⅱ计算机组成原理实验系统简介EL-JY-Ⅱ型计算机组成原理实验系统是为计算机组成原理课的教学实验而研制的，涵盖了目前流行教材的主要内容，能完成主要的基本部件实验和整机实验，可供大学本科、专科、成人高校以及各类中等专业学校学习《计算机组成原理》、《微机原理》和《计算机组成和结构》等课程提供基本的实验条件，同时也可供计算机其它课程的教学和培训使用。
一、基本特点：1、本系统采用了新颖开放的电路结构：（1）、在系统的总体构造形式上，采用“基板+ CPU板”的形式，将系统的公共部分，如数据的输入、输出、显示单片机控制及与PC机通讯等电路放置在基板上，它兼容8位机和16位机，将微程序控制器、运算器、各种寄存器、译码器等电路放在CPU板上，而CPU板分为两种：8位和16位，它们都与基板兼容，同一套系统通过更换不同的CPU板即可完成8位机或16位机的实验，用户可根据需要分别选用8位的CPU 板来构成8位计算机实验系统或选用16位的CPU板来构成16位计算机实验系统；也可同时选用8位和16位的CPU板，这样就可用比一套略多的费用而拥有两套计算机实验系统，且使用时仅需更换CPU板，而不需做任何其它的变动或连接，使用十分方便。
实验指导书_计算机组成原理
●李英王强编●杨勇审《计算机组成原理》实验指导书东华理工学院自编教材 20080XX计算机组成原理实验指导书编写：李英王强审校：杨勇东华理工大学信工学院二○○八年十月目录实验一运算器数据通路实验 (1)实验二总线存储器实验 (11)实验三运算器仿真实验 (20)实验四存储器仿真实验 (25)实验五输入输出接口仿真实验 (29)实验六数据通路仿真实验 (34)实验七微程序实验 (38)实验一 运算器数据通路实验一、实验预习1、复习本次实验所用的各种数字集成电路的性能及工作原理。
2、复习74LS181的工作原理，熟悉各管脚的逻辑功能。
3、按实验原理要求设计运算器，画出逻辑电路图及实验连线图。
4、预先拟订好实验步骤，考虑好可能产生的故障，并想好采取哪些实验技术手段进行排除。
5、74LS181是一个带有输入函数发生器的四位并行加法器，如果要进行8位或更多位的运算，应如何处理？6、实验中挂在总线上的器件（如运算器、寄存器、开关等）向总线发信息时应注意些什么问题？二、实验目的1、熟悉74LS181函数功能发生器的功能，提高器件在系统中应用的能力。
2、熟悉运算器的数据传送通路。
3、完成几种算术/逻辑运算器操作，加深对运算器工作原理的理解。
三、实验仪器实验仪器：1、综合硬件公共箱NS-GG12、逻辑电路搭试板NS-DS13、接线工具和连接导线 实验器件：1、四位函数功能发生器74LS181 2片2、八D 锁存器74LS373 1片3、八D 触发器74LS273 2片4、八缓冲器74LS244 1片器件介绍：1、八D 锁存器74LS3732、八D 触发器74LS2733、八缓冲器74LS244图1-1 八D 锁存器74LS373四、实验原理1．运算器基本结构运算器是计算机中对数据进行加工处理的部件，是中央处理单元（CPU ）的主要组成部分之一。
运算器基本结构一般由算术逻辑运算单元（ALU ）、输入数据选择电路、通用寄存器组、输出数据控制电路等组成。
计算机组成原理实验指导书
TEC-4计算机组成原理实验系统TEC-4计算机组成原理实验系统由北京邮电大学计算机学院、清华大学同方教学仪器设备公司、深圳拓普威电子技术有限公司联合研制。
它是一个8位的计算机模型实验仪器，可用于大专、本科、硕士研究生计算机组成原理课程、计算机系统结构课程的教学实验。
该仪器将提高学生的动手能力，提高学生对计算机整体和各组成部分的理解，提高学生对计算机系统的综合设计能力。
一、TEC-4计算机组成原理实验系统特点1.计算机模型简单、实用，运算器数据通路、控制器、控制台各部分划分清晰。
2.计算机模型采用了数据总线和指令总线双总线体制，能够实现流水控制。
3.控制器有微程序控制器、硬联线控制器两种类型，每种类型又有流水和非流水两种方案。
4.寄存器堆由1片ispLSI1016组成，运算器由1片ispLSI1024组成，设计新颖。
5.实验台上包括了1片在系统编程芯片ispLSI1032，学生可用它实现硬联线控制器等多种设计。
6.该系统能做运算器组成、双端口存储器、数据通路、微程序控制器、中断、CPU组成与指令执行等六个基本教学实验。
7.该系统能完成流水微程序控制器、硬联线控制器、流水硬联线控制器等三个大型课程设计实验。
8.电源部分采用模块电源，重量轻，具有抗电源对地短路能力。
9.器件外部采用自锁紧累接接线方式，可靠性比面包板提高5倍。
图1 TEC-4计算机组成原理实验系统二、TEC-4计算机组成原理实验系统的组成TEC-4计算机组成原理实验系统由下述六部分组成：1.控制台2.数据通路3.控制器4.用户自选器件试验区5.时序电路6.电源部分下面分别对各组成部分予以介绍。
三、电源电源部分由一个模块电源、一个电源插座、一个电源开关和一个红色指示灯组成。
电源模块通过四个螺栓安装在实验台下面，它输出+5V电压，最大负载电流3A，内置自恢复保险功能，具有抗+5V对地短路能力。
电源插座用于接交流220V市电，插座内装有保险丝。
《计算机组成原理》实验指导书
第二章分部实验为掌握计算机的基本组成和工作原理，并为课程设计做准备，本章安排了四个分部实验，这些实验均在COP2000计算机组成原理实验仪上进行。
§2.1 分部实验1本实验包括寄存器的验证实验及运算器的验证、设计实验。
2.1.1 寄存器实验寄存器是一种重要的数字电路部件, 常用来暂时存放数据、指令等。
一个触发器可以存储一位二进制代码，存放N位二进制代码，用N个触发器即可。
因为我们的模型机是8位的，因此在本模型机中大部分寄存器是8位的，标志位寄存器(Cy, Z)是二位的。
在COP2000实验仪中，寄存器由74HC574构成，它可以存放8位二进制代码，其中的一位二进制代码是由一个D触发器来存储的。
首先，我们先介绍一下74HC574的工作原理。
图2-1是74HC574的原理图。
图2-1 74HC574原理图我们可以看到，在CLK的上升沿，输入端的数据被打入到8个触发器中。
当OC = 1 时，触发器的输出被关闭，当OC=0时，触发器输出数据。
表2-1列出了74HC574的使用方法。
表2-1 74HC574使用方法图2-2为74HC574的工作波形图。
图2-2 74HC574工作波形图一、实验一：A，W寄存器实验1、实验器材COP2000计算机组成原理实验仪、万用表。
2、实验目的（1）了解并掌握74HC574的工作原理及使用方法。
（2）掌握寄存器A，W的工作原理。
3、实验要求分别验证A，W寄存器的功能。
4、实验原理A，W寄存器是作用于ALU输入端的两个寄存器，两个参与运算的数分别来自A或W。
图2-3、图2-4分别为寄存器A，W的原理图。
图2-3 寄存器A原理图图2-4 寄存器W原理图A，W寄存器的写工作波形如图2-5所示。
图2-5 寄存器A，W写工作波形图其中，AEN、WEN分别为A选通和B选通。
5、实验步骤与内容（1）按照表2-2连线表2-2 A，W寄存器实验连线表（2）将数据55H写入A寄存器首先将二进制开关K23-K16用于数据总线DBUS[7：0]的数据输入，置数据55H。
计算机组成原理实验指导书
实验一8位算术逻辑运算实验一、实验目的1、掌握算术逻辑运算器单元ALU（74LS181）的工作原理。
2、掌握简单运算器的数据传送通路组成原理.3、验证算术逻辑运算功能发生器74LSl8l的组合功能。
4、按给定数据，完成实验指导书中的算术／逻辑运算。
二、实验内容1、实验原理实验中所用的运算器数据通路如图1.1所示。
其中运算器由两片74LS181以并／串形成8位字长的ALU构成。
运算器的输出经过一个三态门74LS245 （U33)到ALUO1插座,实验时用8芯排线和内部数据总线BUSD0～D7插座BUSl～6中的任一个相连，内部数据总线通过LZDO～LZD7显示灯显示；运算器的两个数据输入端分别由二个锁存器74LS273（U29、U30）锁存，两个锁存器的输入并联后连至插座ALUBUS，实验时通过8芯排线连至外部数据总线EXD0~D7插座EXJl～EXJ3中的任一个；参与运算的数据来自于8位数据开并KD0～KD7，并经过一三态门74LS245（U51)直接连至外部数据总线EXD0～EXD7，通过数据开关输入的数据由LD0～LD7显示。
图1。
1中算术逻辑运算功能发生器74LS18l（U3l、U32)的功能控制信号S3、S2、Sl、S0、CN、M并行相连后连至SJ2插座，实验时通过6芯排线连至6位功能开关插座UJ2,以手动方式用二进制开关S3、S2、S1、S0、CN、M来模拟74LSl8l （U31、U32）的功能控制信号S3、S2、S1、S0、CN、M；其它电平控制信号LDDRl、LDDR2、ALUB’、SWB’以手动方式用二进制开关LDDRl、LDDR2、ALUB、SWB 来模拟，这几个信号有自动和手动两种方式产生,通过跳线器切换，其中ALUB'、SWB’为低电平有效，LDDRl、LDDR2为高电平有效。
另有信号T4为脉冲信号，在手动方式下进行实验时，只需将跳线器J23上T4与手动脉冲发生开关的输出端SD相连，按动手动脉冲开关，即可获得实验所需的单脉冲.2、实验接线本实验用到4个主要模块： (1)低8位运算器模块 （2）数据输入并显示模块 （3）数据总线显示模块（4）功能开关模块（借用微地址输入模块）。
计算机组成原理实验指导书
计算机组成原理实验指导书一、实验目的。
本实验旨在帮助学生深入理解计算机组成原理的相关知识，通过实际操作加深对计算机内部结构和工作原理的理解，提高学生的实际动手能力和解决问题的能力。
二、实验器材。
1. 计算机主板。
2. CPU。
3. 内存条。
4. 硬盘。
5. 显卡。
6. 电源。
7. 鼠标、键盘、显示器。
8. 实验用电路板。
9. 逻辑分析仪。
10. 示波器。
三、实验内容。
1. 计算机主板组装实验。
在本实验中，学生将学会如何正确组装计算机主板，包括CPU、内存条、硬盘、显卡、电源等组件的安装和连接。
通过这一步骤，学生可以深入了解计算机各个组成部分的功能和作用。
2. 逻辑分析仪应用实验。
逻辑分析仪是一种用于测量和分析数字信号的仪器，本实验将教会学生如何正确使用逻辑分析仪来观察和分析计算机内部的数字信号，从而更好地理解计算机的工作原理。
3. 示波器应用实验。
示波器是一种用于观察和分析电子信号的仪器，本实验将教会学生如何正确使用示波器来观察和分析计算机内部的电子信号，从而更好地理解计算机的工作原理。
四、实验步骤。
1. 将计算机主板放置在工作台上，依次安装CPU、内存条、硬盘、显卡和电源，并连接鼠标、键盘、显示器等外部设备。
2. 使用逻辑分析仪对计算机内部的数据总线、地址总线、控制总线等进行观察和分析，了解各个总线的作用和相互关系。
3. 使用示波器对计算机内部的时钟信号、控制信号等进行观察和分析，了解各个信号的波形特点和工作原理。
五、实验注意事项。
1. 在组装计算机主板时，注意防静电，避免对电子元件造成损坏。
2. 在使用逻辑分析仪和示波器时，注意正确连接和操作，避免对仪器造成损坏。
3. 在实验过程中，学生应严格遵守实验室规章制度，确保实验安全。
六、实验总结。
通过本实验，学生可以更直观地了解计算机内部各个组件的工作原理和相互关系，提高对计算机组成原理的理解和掌握。
同时，通过实际操作，学生还可以提高实际动手能力和解决问题的能力，为今后的学习和工作打下良好的基础。
计算机组成原理实验指导书
计算机组成原理实验指导书一、实验目的。
本实验旨在通过对计算机组成原理的实际操作，加深对计算机硬件组成和工作原理的理解，提高学生的实际动手能力和解决问题的能力。
二、实验内容。
1. 计算机硬件组成的实际操作。
2. 计算机工作原理的实验验证。
3. 解决计算机硬件故障的实际操作。
三、实验器材。
1. 主板、CPU、内存、硬盘、显卡等计算机硬件组件。
2. 万用表、示波器等实验仪器。
3. 计算机硬件故障排除工具。
四、实验步骤。
1. 计算机硬件组成的实际操作。
a. 拆卸和安装主板、CPU、内存、硬盘、显卡等计算机硬件组件。
b. 连接各硬件组件之间的数据线和电源线。
c. 启动计算机，观察各硬件组件的工作状态。
2. 计算机工作原理的实验验证。
a. 使用示波器观察CPU的工作波形。
b. 使用万用表测量各硬件组件的电压和电流。
c. 运行不同的软件程序，观察计算机的工作状态。
3. 解决计算机硬件故障的实际操作。
a. 分析计算机硬件故障的可能原因。
b. 使用故障排除工具对计算机硬件进行检测和排除。
c. 测试排除故障后的计算机工作状态。
五、实验注意事项。
1. 在操作计算机硬件时，要小心谨慎，避免对硬件组件造成损坏。
2. 在使用示波器和万用表时，要按照操作规范进行操作，避免对实验仪器造成损坏。
3. 在解决计算机硬件故障时，要仔细分析故障原因，避免对硬件进行不必要的更换和修理。
六、实验结果与分析。
通过本次实验，我们对计算机硬件组成和工作原理有了更深入的了解，掌握了一定的实际操作技能。
同时，我们也发现了一些常见的计算机硬件故障，并学会了一些解决故障的方法。
七、实验总结。
本次实验不仅加深了我们对计算机组成原理的理解，还提高了我们的实际动手能力和解决问题的能力。
希望通过这样的实验，能够使我们更好地掌握计算机组成原理的知识，为今后的学习和工作打下良好的基础。
以上就是本次计算机组成原理实验的全部内容，希望能够对大家有所帮助，谢谢！。
计算机组成原理实验指导书
计算机组成原理实验指导书计算机组成原理实验指导书一、引言本实验指导书旨在为学习计算机组成原理的学生提供实践操作指南。
通过完成一系列实验，学生将深入理解计算机的基本组成和工作原理，为今后的学习和职业生涯打下坚实的基础。
二、实验目标本实验的目标是通过实际操作，使学生掌握计算机的基本组成、工作原理和部件之间的相互关系。
具体目标包括：1、理解计算机的五大组成部分（运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备）及其功能。
2、掌握二进制数的表示、运算和转换方法。
3、了解指令的执行过程，包括取指令、解码、执行和写回结果等阶段。
4、掌握CPU与内存、I/O设备之间的数据传输方法。
5、理解中断的基本概念和操作过程。
6、能够运用所学知识分析、设计和优化计算机系统。
三、实验原理计算机组成原理实验涉及的主要概念和原理包括：1、存储器：包括ROM、RAM等类型，用于存储指令和数据。
2、输入输出系统：包括I/O设备、I/O控制器等，实现计算机与外部设备的通信。
3、中断：用于处理突发事件，使CPU能够及时响应并执行相应的处理程序。
4、程序设计：通过编写程序，实现对计算机的控制和操作。
四、实验材料和方法本实验需要以下设备和软件：1、计算机：配置有实验所需的相关软件和硬件。
2、示波器：用于观察信号的波形和参数。
3、编程软件：用于编写和调试程序。
实验方法包括：1、阅读实验指导书，了解实验目的和要求。
2、编写程序，实现对计算机的基本操作和控制。
3、使用示波器观察信号波形，理解信号传输的过程和特点。
4、记录实验数据，分析实验结果，完成实验报告。
五、实验过程实验过程包括以下几个步骤：1、准备阶段：根据实验指导书的要求，准备实验设备、材料和软件。
2、编写程序：根据实验任务，编写程序并进行调试。
3、连接设备：将实验设备与计算机连接，确保电源和信号传输线路正确。
4、启动实验：运行程序，观察实验现象和数据，记录相关信息。
5、分析结果：根据实验结果，分析计算机的基本组成和工作原理。
计算机组成原理实验指导
计算机组成原理实验指导一、实验介绍计算机组成原理实验是计算机科学与技术专业学生必须进行的一项重要实践活动。
通过实验，学生可以巩固所学的理论知识，了解计算机内部各个组成部分的工作原理，培养解决问题的能力和团队合作精神。
二、实验目的本次实验的主要目的是通过搭建计算机的基本组成部分，深入理解计算机的结构以及各组件的功能和相互之间的关系。
具体目标如下：1. 理解计算机的五大基本组成部分（运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备）的作用和原理。
2. 掌握如何进行计算机系统平台的搭建，包括选择合适的硬件和软件，进行组装和配置。
3. 学习使用相关工具和软件，进行计算机各组件的调试和测试。
三、实验准备1. 实验所需材料和设备列表：- 计算机主机- 显示器- 键盘和鼠标- 适配器和线缆- 操作系统安装光盘- 实验指导书和实验报告模板2. 实验环境准备：- 确保实验室或实验场地的安全和舒适性。
- 确保计算机硬件设备的正常工作以及软件环境的稳定。
- 检查实验所需软件是否已安装并进行初始化设置。
四、实验步骤1. 硬件组装根据提供的硬件组装指南，将计算机主机的各个组件安装到合适的位置，确保连接牢固。
2. 系统安装将操作系统安装光盘插入主机光驱，按照操作指南进行系统安装。
确保系统安装过程中的参数设置正确。
3. 硬件配置和调试启动计算机，按照引导界面进行硬件配置和调试，确保各个硬件设备能够正常工作。
如有异常情况，根据实验指导书的相关内容进行故障排查。
4. 软件配置和测试根据实验指导书的具体要求，安装和配置相关软件。
完成配置后，进行系统测试，确保软件和系统的兼容性和稳定性。
5. 实验报告撰写根据实验过程中的观察和实验结果，撰写实验报告。
报告可以包括实验目的、实验所用材料和设备、实验过程、实验结果、实验心得等内容。
五、实验注意事项1. 注意个人和他人的安全。
在实验过程中，要注意电器设备的正确使用和安全操作。
2. 硬件设备的连接要牢固可靠。
计算机组成原理虚拟实验指导书
__________________________________________________计算机组成原理实验指导书(虚拟实验系统)实验1 1位全加器➢实验目的⏹掌握全加器的原理及其设计方法。
⏹熟悉组成原理虚拟教学平台的使用。
➢实验设备与非门（3片）、异或门（2片）、开关若干、指示灯若干➢实验原理1位二进制加法器单元有三个输入量：两个二进制数Ai，Bi和低位传来的进位信号Ci，两个输出量：本位和输出Si以及向高位的进位输出C(i+1)，这种考虑了全部三个输入量的加法单元称为全加器。
来实验要求利用基本门搭建一个全加器，并完成全加器真值表。
➢实验步骤各门电路芯片引脚显示于组件信息栏。
1. 测从组件信息栏中添加所需组件到实验流程面板中，按照图1.1所示搭建实验。
图1.1 组合逻辑电路实验流程图2. 打开电源开关，按表1设置开关的值，完成表1-1。
表1-1实验2 算术逻辑运算实验➢实验目的⏹了解运算器的组成结构⏹掌握运算器的工作原理⏹掌握简单运算器的组成以及数据传送通路⏹验证运算功能发生器（74LS181）的组合功能➢实验设备74LS181（2片）,74LS273(2片), 74LS245(2片),开关若干,灯泡若干,单脉冲一片➢实验原理实验中所用的运算器数据通路图如图2.1所示，实验中的运算器由两片74LS181以并/串形式构成8位字长的ALU。
运算器的输出经过一个三态门（74LS245）和数据总线相连，运算器的两个数据输入端分别由两个锁存器（74LS373）锁存，锁存器的输入连至数据总线，数据开关用来给出参与运算的数据(A和B)，并经过一个三态门（74LS245）和数据显示灯相连，显示结果。
⏹74LS181：完成加法运算⏹74LS273：输入端接数据开关，输出端181。
在收到上升沿的时钟信号前181和其输出数据线之间是隔断的。
在收到上升沿信号后，其将输出端的数据将传到181，同时，作为触发器，其也将输入的数据进行保存。
计算机组成原理实验指导书1-3
第1章教学计算机系统概述§1.1 教学计算机系统的实现方案和硬软件资源概述TEC-XP16计算机组成原理实验系统是TEC-XP 系列教学机的一个型号，是TEC-2000A的更新换代产品，由清华大学计算机系研制，并且通过了教育部主持的成果鉴定，重点用于计算机组成原理和计算机系统结构等课程的教学实验。
它的功能与组成、设计和实现技术，覆盖了课程主要的教学内容，支持的教学实验项目多，水平高，文字与图纸资料相对齐全。
这台教学计算机系统的硬、软件配置比较完整，覆盖了计算机系统完整6个层次的基本内容，还用PC计算机设计实现了功能完全相同的软件模拟系统。
硬件实现的和软件模拟实现的两个教学机系统的组成如图1.1和图1.2所示。
从图1.1可以看到，该计算机硬件系统组成中，功能部件是完整齐备的，运算器、控制器、存储器、输入输出接口、计算机总线等配备齐全，还可以接通PC机仿真终端执行输入输出操作，同时实现了微程序方案的和硬连线方案的2种控制器。
从计算机组成原理课程教学需求的角度看，该计算机软件系统的组成也是完整的，支持简单的高级语言（包括浮点运算指令和基本函数运算功能），汇编语言（支持基本伪指令功能）和二进制的机器语言，配有自己的监控程序，以及PC机仿真终端程序等。
毫无疑问，全部软件的源程序代码是宝贵的教学参考资料。
从图1.2可以看到，软件实现的计算机系统级和指令级模拟系统，可以脱离硬件教学计算机系统，直接在PC机的Windows平台上运行教学机的程序，可以在PC机上运行教学机的监控程序，其运行效果和在真正的教学计算机上运行监控程序是相同的。
微程序和硬连线这一级别的模拟软件，可以查看计算机内部数据、指令流动的过程和全部控制信号的运行状态，可以辅助同学完成两种类型的控制器设计，设计结果可以直接在PC机上模拟运行，模拟正确的设计结果会生成用于教学机硬件系统中各现场可编程器件的下载文件，为同学修改、调试教学机已有的软件功能或完成自己新的硬件设计有着重要的辅助作用。
计算机组成原理实验指导书
目录目录 (1)实验一寄存器实验 (2)实验内容1：A，W寄存器实验 (2)实验内容2：R0，R1，R2，R3寄存器实验 (4)实验内容3：MAR地址寄存器，ST堆栈寄存器，OUT输出寄存器实验 (7)实验二运算器实验 (9)实验三数据输出和移位实验 (11)实验四存储器EM实验 (15)实验内容1： PC/MAR输出地址选择 (15)实验内容2：存储器EM写实验 (16)实验内容3：存储器EM读实验 (17)实验五微程序存储器uM实验 (18)实验内容1：使用试验仪小键盘输入uM (18)实验内容2：微程序存储器uM读出 (19)实验一寄存器实验实验要求：利用CPTH实验仪上的K16‥K23开关作为DBUS的数据，其他开关作为控制信号，讲数据写入寄存器，这些寄存器包括累加器A，工作寄存器Ｗ，数据寄存器组R0‥R3，地址寄存器MAR，地址寄存器ST，输出寄存器OUT。
实验目的：了解模型机各种寄存器结构，工作原理及其控制方法。
实验电路：实验内容1：A，W寄存器实验实验步骤：（1）照下表连接线路（2）系统清零和手动状态设定：K23～K16开关置零，按RST钮，按TV/ME键三次，进入手动状态（液晶屏幕上有“Hand……”显示）。
注意：后面的实验中实验模式为手动的操作方法不再详述，如此相同。
（3）将55H写入A寄存器置控制信号为：按住STEP脉冲键，CK由高变低，这时寄存器A的黄色选择指示灯亮，表明选择A寄存器。
放开STEP键，CK由低变高，产生一个上升沿，数据55H被写入A寄存器。
（4）将66H写入W寄存器二进制开关K23～K16用于DBUS【7…0】的数据输入，设置数据66H置控制信号为：按住STEP脉冲键，CK由高变低，这时寄存器W的黄色选择指示灯亮，表明选择W寄存器。
放开STEP键，CK由低变高，产生一个上升沿，数据66H被写入W寄存器。
请仔细观察实验结果，并回答以下问题：1.数据是何时打入的？是按下STEP键还是放开STEP键后？2.WEN，AEN为高时，CK有上升沿，寄存器数据会不会改变？实验内容2：R0，R1，R2，R3寄存器实验实验步骤：（2）系统清零和手动状态设定：K23～K16开关置零，按RST钮，按TV/ME键三次，进入手动状态（液晶屏幕上有“Hand……”显示）。
计算机组成原理实验指导书（JSY）
计算机组成原理实验指导书（JSY）计算机组成原理实验指导书青岛科技⼤学数字技术实验中⼼⽬录实验⼀运算器实验 (1)实验⼆进位运算和移位运算实验 (7)实验三静态存储器原理实验 (11)实验四数据通路实验 (13)实验五微程序控制器实验 (15)实验六微程序控制器实验 (25)实验⼀运算器实验⼀、实验⽬的1)熟悉实验装置；2)学习算术逻辑单元电路的构成及其⼯作原理，掌握运算器实验的数据传送通路的结构及不同实验状态下的各运算数据的流程；3)验证运算功能发⽣器（74LS181）的组合功能；⼆、实验设备JYS-4计算机组成原理实验箱及导线若⼲。
三、实验内容1、实验装置简介JYS-4计算机组成原理实验装置是⼀种能够通过多种“原理计算机”的设计和构造，来灵活地实现“计算机组成原理”课程的实验教学，以满⾜不同层次和不同教学环节实验要求的开放式教学实验设备。
使⽤JYS-4计算机组成原理实验装置可完成运算器实验、进位和移位控制实验、静态存储器原理实验、计算机的数据通路实验、微程序控制器实验、基本模型机的设计与实现实验、带移位运算的模型机的设计与实现等实验。
JYS-4计算机组成原理实验装置采⽤内、外总线结构，并按开放式结构要求设计了各关联的单元实验电路，除进⼀步规范了可组成的原理计算机结构外，也为实验教学提供了充⾜的硬件可设计空间和软件可设计空间，在实验电路构造⽅⾯，系统也提供了多种⼿段，可按部件层次组合⽅式逐次构造不同结构和复杂程度的部件实验电路及模型计算机。
整个实验仪器是由分散元器件构成，包括计算机中的各组成部件：运算器、存储器、控制器等，这些器件的内部连线已经连好，需要连接的是⼀些控制信号线。
实验板上对各个器件的划分⽐较清楚，都⽤⽩⾊框线表⽰，每个器件的名称也⽤⽩⾊注明。
JYS-4计算机组成原理实验装置具有以下特点：1)系统装置⽀持三种实验电路构造⽅式，即实验元件零连线⽅式（在⾯包板上⾃⼰搭建实验电路）、单元电路跨接⽅式（使⽤装置提供的排线通过跨接构造出实验电路）和实验“软连线”⽅式（使⽤可编程逻辑器件通过编程设计实验电路）。
《计算机组成原理》实验指导书
《计算机组成原理》实验指导书课程名称：计算机组成原理（Principle of Computer Organization）课程类别：必修编号：091204 学时：8H编者姓名：薛纪文单位：计算机科学学院职称：副教授授课对象：本科生专业：计算机科学与技术年级：三年级先修课程：《数字逻辑与数字系统》、《程序设计》课程目的《计算机组成原理》是计算机科学与技术专业本科教学中的一门技术基础课。
通过本课程的学习，使学生掌握计算机硬件各子系统的组成原理及实现技术，建立计算机系统的整体概念，对设计开发计算机系统有重要作用。
为今后学习计算机网络、计算机体系结构、分布与并行处理等课程打下基础。
实验一运算器组成的实验一、实验目的1、掌握算术逻辑运算加、减、乘、与的工作原理。
2、熟悉简单运算的数据传送通路。
3、验证实验台运算的8位加、减、与、直通功能。
4、验证实验台的4位乘4位功能。
5、按给定数据，完成几种指定的算术和逻辑运算。
二、实验电路图6示出了本实验所用的运算器数据通路图。
ALU由1片ispLSI1024构成。
四片4位的二选一输入寄存器74HC298构成两个操作数寄存器DR1和DR2，保存参与运算的数据。
DR1接ALU的B数据输入端口，DR2接ALU的A数据输入端口，ALU的输出在ispLSI1024内通过三态门发送到数据总线DBUS7-DBUS0上，进位信号C保存在ispLSI1024内的一个D寄存器中。
当实验台下部的IR/DBUS开关拔到DBUS位置时，8个红色发光二极管指示灯接在数据总线DBUS上，可显示运算结果或输入数据。
另有一个指示灯C显示运算进位信号状态。
由ispLSI1024构成的8位运算器的运算类型由选择端S2，S1，S0选择，功能如表3所示。
表3 运算器运算类型选择表进位C只在加法运算和减法运算时产生，与、乘、直通操作不影响进位C 的状态，即进位C保持不变。
减法运算采用加减数的反码再加以1实现。
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计算机组成原理实验指导书 (虚拟实验系统)实验1 1位全加器➢实验目的⏹掌握全加器的原理及其设计方法。
⏹熟悉组成原理虚拟教学平台的使用。
➢实验设备与非门（3片）、异或门（2片）、开关若干、指示灯若干➢实验原理1位二进制加法器单元有三个输入量：两个二进制数Ai，Bi和低位传来的进位信号Ci，两个输出量：本位和输出Si以及向高位的进位输出C(i+1)，这种考虑了全部三个输入量的加法单元称为全加器。
来实验要求利用基本门搭建一个全加器，并完成全加器真值表。
➢实验步骤各门电路芯片引脚显示于组件信息栏。
1. 测从组件信息栏中添加所需组件到实验流程面板中，按照图1.1所示搭建实验。
图1.1 组合逻辑电路实验流程图2. 打开电源开关，按表1设置开关的值，完成表1-1。
表1-1实验2 算术逻辑运算实验➢实验目的⏹了解运算器的组成结构⏹掌握运算器的工作原理⏹掌握简单运算器的组成以及数据传送通路⏹验证运算功能发生器（74LS181）的组合功能➢实验设备74LS181（2片）,74LS273(2片), 74LS245(2片),开关若干,灯泡若干,单脉冲一片➢实验原理实验中所用的运算器数据通路图如图2.1所示，实验中的运算器由两片74LS181以并/串形式构成8位字长的ALU。
运算器的输出经过一个三态门（74LS245）和数据总线相连，运算器的两个数据输入端分别由两个锁存器（74LS373）锁存，锁存器的输入连至数据总线，数据开关用来给出参与运算的数据(A和B)，并经过一个三态门（74LS245）和数据显示灯相连，显示结果。
⏹74LS181：完成加法运算⏹74LS273：输入端接数据开关，输出端181。
在收到上升沿的时钟信号前181和其输出数据线之间是隔断的。
在收到上升沿信号后，其将输出端的数据将传到181，同时，作为触发器，其也将输入的数据进行保存。
因此，通过增加该芯片，可以通过顺序输入时钟信号，将不同寄存器中的数据通过同一组输出数据线传输到181芯片的不同引脚之中⏹74LS245：相当于181的输出和数据显示灯泡组件之间的一个开关，在开始实验后将其打开，可以使181的运算结果输出并显示到灯泡上图2.1 运算器通路图➢实验步骤1. 选择实验设备：根据实验原理图，将所需要的组件从组件列表中拖到实验设计流程栏中。
搭建实验流程：将已选择的组件进行连线（鼠标从一个引脚的端点拖动到另一组件的引脚端，即完成连线）。
搭建好的实验流程图如图2.2所示。
图2.2 运算器实验流程图2. 初始化各芯片的控制信号，仔细检查无误后点击【电源开/关】按钮接通电源，用二进制数码开关向DR1 和DR2 寄存器置数。
具体操作步骤图示如下：其中T4的脉冲信号通过鼠标双击单脉冲产生。
3. 检验DR1 和DR2 中存的数是否正确，具体操作为：关闭数据输入三态门（SW-B=1），打开ALU 输出三态门（ALU-B=0），当置S3、S2、 S1、S0 、M 为１１１１１时，总线指示灯显示DR1中的数，而置成１０１０１时总线指示灯显示DR2 中的数。
4. 验证74LS181 的算术运算和逻辑运算功能（采用正逻辑）在给定DR1=65、DR2=A7 的情况下，改变运算器的功能设置，观察运算器的输出，填入下表2-2中，并和理论分析进行比较、验证。
74LS181的功能见表2-1， A和B分别表示参与运算的两个数，“+”表示逻辑或，“加”表示算术求和。
表2-1表2-265 A7 0 1 0 0 F=( ) F=( ) F=( )65 A7 0 1 0 1 F=( ) F=( ) F=( )65 A7 0 1 1 0 F=( ) F=( ) F=( )65 A7 0 1 1 1 F=( ) F=( ) F=( )65 A7 1 0 0 0 F=( ) F=( ) F=( )65 A7 1 0 0 1 F=( ) F=( ) F=( )65 A7 1 0 1 0 F=( ) F=( ) F=( )65 A7 1 0 1 1 F=( ) F=( ) F=( )65 A7 1 1 0 0 F=( ) F=( ) F=( )65 A7 1 1 0 1 F=( ) F=( ) F=( )65 A7 1 1 1 0 F=( ) F=( ) F=( )65 A7 1 1 1 1 F=( ) F=( ) F=( )➢思考与分析1. 运算器主要由哪些器件组成？怎样连接这些器件？实验3 存储器实验➢实验目的⏹掌握静态存储随机存储器RAM的工作特性⏹掌握静态存储随机存储器RAM的读写方法➢实验设备74LS273（一片），静态存储器MEMORY 6116（一片），与门（一片），与非门（一片），单脉冲（一片）,开关若干，灯泡若干➢实验原理在微机系统中，常用的静态RAM 有6116、6264、62256 等。
在本实验中使用的是6116。
6116 为2K╳8 位的静态RAM，其逻辑图3.1如下：图3.1 6116逻辑图其中A0～10 为11 根地址线，I/O0～7 为8 根数据线，CS 为片选端，OE 为数据输出选通端，WR 为写信号端。
其工作方式见下表3-1：表3-1工作方式表控制信号CS OE WR数据线读L L H输入写L X L输出非选H X X高阻态（2K×8）构成，其数据线接至数据总线，地址线由地址锁存器（74LS273）给出。
地址灯AD0—AD7 与地址线相连，显示地址线内容。
数据开关经一三态门（74LS245）连至数据总线，分时给出地址和数据。
图3.2 存储器实验原理图因地址寄存器为8 位，接入6116 的地址A7—A0，而高三位A8—A10 接地，所以其实际容量为256 字节。
6116 有三个控制线：CE（片选线）、OE（读线）、WE（写线）。
当片选有效（CE=0）时，OE=0时进行读操作，WE=0 时进行写操作。
本实验中将OE 常接地，在此情况下，当CE=0、WE=0 时进行读操作，CE=0、WE=1 时进行写操作，其写时间与T3 脉冲宽度一致。
控制信号SW-B 为低电平有效，控制信号LDAR 为高电平有效。
➢实验步骤1. 选择实验设备：根据实验原理图，将所需要的组件从组件列表中拖到实验设计流程栏中。
搭建实验流程：将已选择的组件进行连线（鼠标从一个引脚的端点拖动到另一组件的引脚端，即完成连线）。
搭建好的实验流程图如图3.3所示。
图3.3 存储器实验流程图2. 初始化各芯片的控制信号，仔细检查无误后点击【电源开/关】按钮接通电源。
3. 写存储器。
给存储器的00、01、02、03、04 地址单元中分别写入数据11H、12 H、13 H、14 H、15 H。
由图3.2 存储器实验原理图看出，由于数据和地址全由一个数据开关给出，因此要分时地给出。
下面的写存储器要分两个步骤，第一步写地址，先关掉存储器的片选（CE=1），打开地址锁存器门控信号（LDAR=1），打开数据开关三态门（SW-B=0），由开关给出要写入的存储单元的地址，双击单脉冲产生T3 脉冲将地址输入到地址锁存器；第二步写数据，关掉地址锁存器门控信号（LDAR=0），打开存储器片选，使之处于写状态（CE=0，WE=1），由开关给出此单元要写入的数据，，双击单脉冲产生T3 脉冲将数据写入到当前的地址单元中。
写其他单元依次循环上述步骤。
写存储器流程如图3.4所示（以向00 号单元写入11H 为例）。
图3.4 写存储器流程图4. 读存储器。
依次读出第00、01、02、03、04 号单元中的内容，观察上述各单元中的内容是否与前面写入的一致。
同写操作类似，读每个单元也需要两步，第一步写地址，先关掉存储器的片选（CE=1），打开地址锁存器门控信号（LDAR=1），打开数据开关三态门（SW-B=0），由开关给出要写存储单元的地址，双击单脉冲产生T3 脉冲将地址输入到地址锁存器；第二步读存储器，关掉地址锁存器门控信号（LDAR=0），关掉数据开关三态门（SW-B=1），片选存储器，使它处于读状态（CE=0，WE=0），此时数据总线上显示的数据即为从存储器当前地址中读出的数据内容。
读其他单元依次循环上述步骤。
读存储器操作流程如图3.5所示（以从00 号单元读出11H 数据为例）图3.5 读存储器流程图➢思考与分析1. 由两片6116（2K*8）怎样扩展成（2K*16）或（4K*8）的存储器？怎样连线？实验4 总线基本实验➢实验目的⏹掌握静态存储随机存储器RAM的工作特性⏹掌握静态存储随机存储器RAM的读写方法➢实验设备74LS374（一片），74LS245（一片），74LS273（一片），静态存储器MEMORY 6116（一片），8位数据排线（一片），与门（两片），与非门（一片），单脉冲（三片）,开关若干，灯泡若干。
➢实验原理总线传输实验框图如图4.1所示，它将几种不同的设备挂至总线上，有存储器、输入设备、输出设备、寄存器。
这些设备都需要有三态输出控制，按照传输要求恰当有序的控制它们，就可实现总线信息传输。
图4.1 总线传输实验框图总线基本实验要求如下：根据挂在总线上的几个基本部件，设计一个简单的流程。
（1）输入设备将一个数输入R0 寄存器。
（2）输入设备将另一个数输入地址寄存器。
（3）将R0 寄存器中的数写入到当前地址的存储器中。
（4）将当前地址的存储器中的数用LED 数码管显示。
➢实验步骤1. 选择实验设备：根据实验原理图，将所需要的组件从组件列表中拖到实验设计流程栏中。
搭建实验流程：将已选择的组件进行连线（鼠标从一个引脚的端点拖动到另一组件的引脚端，即完成连线）。
搭建好的实验流程图如图4.3所示。
2. 初始化各芯片的控制信号，仔细检查无误后点击【电源开/关】按钮接通电源。
图4.2 总线基本实验流程图3. 实验的具体操作步骤如图4.2 所示。
首先应关闭所有三态门（SW-B=1，CS=1，R0-B=1，LED-B=1），并将关联的信号置为：LDAR=0，LDR0=0，W/R（RAM）=1，W/R（LED）=1。
然后参照如下操作流程，先给数据开关置数，打开数据输出三态门，开关LDR0置1，并双击旁边的单脉冲，使产生一个上升沿将数据输入到R0 中；然后继续给数据开关置数，开关LDAR置1 ，并双击旁边的单脉冲，使产生一个上升沿将数据输入到AR 中；关闭数据开关三态门，打开R0 寄存器输出控制（开关LDR0和开关R0-B都置0），使存储器处于写状态（W/R=0、CS=0）将R0 中的数写到存储器中；关闭存储器片选，关闭R0 寄存器输出（开关R0-B置0），使存储器处于读状态（W/R=1、CS=0）。
图4.3 实验步骤图实验5 模型机实验➢实验目的⏹掌握微程序执顺序强制改变的原理⏹掌握机器指令与微程序的对应关系⏹掌握机器指令的执行流程⏹本实验提供了五条机器指令，编写相应的微程序，并调试验证，形成整机概念。