方楚姗实验一

仲恺农业工程学院实验报告纸
信科院（院、系）计算机专业121 班组计算机组成原理实验课学号201210214105 姓名方楚姗实验日期2014/5/17 教师评定
实验一脱机运算器实验
一、实验目的：
1、深入了解AM2901运算器的功能与具体用法，4 片AM2901的级联方式。

2、深入了解运算器部件的组成、设计、控制与使用等诸项知识。

二、实验设备与器材：
TEC-XP16
三、实验内容与步骤：
在脱机方式下，通过设置SWl、SW2、SW3各微码字段和数据开关，可实现多种运算。

以实现AAAAH→R1为例说明操作过程。

1、按照表1中的微码和数据开关，对运算器的功能进行设置。

操作步骤如下：
表1 微动开关及数据开关设置
微动开关数据开关I8-I6 I5-I3 I2-I0 SST SSH SCi B A D15-D0 011 000 111 001 00 00 0001 不用AAAAH
(1) 将教学机左下方的5个拨动开关置为1XX00（单步、16 位、脱机）；先按一下RESET
按键，再按一下START按键，进行初始化。

(2) 通过16个数据开关设置立即数AAAAH。

(3) 通过SWl、SW2、SW3设置各微码。

2、按一次START键，立即数AAAAH置入R1，通过显示灯察看按START键后的输出。

若要进行其他操作：
(1) 重新设置SWl、SW2、SW3、数据开关，通过显示灯观察输出。

(2) 然后按START键执行操作，通过显示灯观察按下START键后的输出，检查运算结果是
否正确。

3、完成表2中的各种运算，记录按START键前和按START键后的ALU输出及标志位C、Z、V、S的值。

表2 指令微码及输出状态表
运算I8-I6 I5-I3 I2-I0 SST SSH SCi B A 压START前压START后
ALU
输出
CZVS ALU
输出
CZVS
0101→R0011 000 111 001 00 00 0000 0000 0101 1111 0101 0000 1010→R1011 000 111 001 00 00 0001 0000 1010 0000 1010 0000 R0+R1→R0011 000 001 001 00 00 0000 0001 1111 0000 2121 0000 R0-R1→R0011 001 001 001 00 01 0000 0001 0101 0000 F0F1 1000 R1-R0→R1011 001 001 001 00 01 0001 0000 0F0F 1000 0E0E 1000 R0∨R1→R0011 011 001 001 00 00 0000 0001 0F0F 1000 0F0F 1010 R0∧R1→R0011 100 001 001 00 00 0000 0001 0F0F 1010 0F0F 1010 R0⊕R1→R
011 110 001 001 00 00 0000 0001 0000 1010 0F0F 0100 ⌝( R0⊕R1)
→R0
011 111 001 001 00 00 0000 0001 F0F0 0100 0000 1001 2*R0→R0111 000 011 001 00 00 0000 0000 F0F0 1001 E1E0 0001 R0/2→R0101 000 011 001 00 00 0000 0000 E1E0 0001 C0F0 0001 说明：
1、12位微型开关的具体控制功能分配如下：
A口、B口地址：送给AM2901器件用于选择源与目的操作数的寄存器编号。

I8-I0：选择操作数来源、运算操作功能、选择操作数处理结果和运算器输出内容的3组3位的控制码。

SCi、SSH和SST：用于确定运算器最低位的进位输入、移位信号的入/出和怎样处理AM2901产生的状态标志位的结果。

2、开关位置说明：
做脱机运算器实验时，要用到提供24位控制信号的微动开关和提供16位数据的拨动开关。

微动开关是红色的，一共有三个，一个微动开关可以提供12位的控制信号，三个开关分别标有SW1 micro switch 、SW2 micro switch 和SW3 micro switch ，他们对应的控制信号见表3；数据开关是黑色的，左边的标有SWH的是高8位，右边的标有SWL的是低8 位。

微动开关与控制信号对应关系见表(由左到右)：
表3 微动开关与控制信号对应关系表
SW1 Micro switch SW2 Micro switch SW3 Micro switch T3-T0 REQ/MIO/WE I2-I0 I8-I7 I6-I3 B PORT A PORT SST SSH SCI DC2 DC1
注意事项：
1、连接电源线和通讯线前TEC-XP16实验系统的电源开关一定要处于断开状态，否则可能会对TEC-XP16实验系统上的芯片和PC机的串口造成损害。

2、五个黑色控制开关的功能如下：
单步手动置指令组合逻辑联机8位
○○○○○上面
○○○○○下面
连续从内存读指令微程序脱机16位
3、几种常用的工作方式（开关拨到上方表示为1，拨到下方为0）
表4 工作方式及对应开关表
工作方式5个拨动开关连续运行程序、组合逻辑控制器、联机、16位机00110
连续运行程序、微程序控制器、联机、16位机00010
单步、手动置指令、组合逻辑控制器、联机、16位机11110
单步、手动置指令、微程序控制器、联机、16位机11010
16位机、脱机运算器实验1XX00
四、思考题：
问题：分析比较各指令按START键前和按START键后的值，是否有不同并解释。

前两步操作压START前后都没有变，第三部开始压START前后就开始了变化，这是因为前两步只是把数据存进入相应的寄存器中，并没有进行运算，
但第三步操作是R0寄存器和R1寄存器的内容相加后放入R0中，压START 之后就把寄存器的内容又做了一次加法运算，所以压START之后改变了结果，即是但是没改变寄存器里存放的内容。

之后的结果类似。

五、实验心得：
这是计组的第一次实验，刚开始听老师讲迷迷糊糊的，在填指令微码及输出状态表也不知道该怎么填，后来再老师的再一次详细讲解下才明白了。

这让我明白预习是很重要的。

接下来的实验操作比较简单，只要细心一点不出错就好了。