组成原理实验指导书
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验一通用寄存器传送实验
一、实验目的
1.熟悉通用寄存器的数据通路。
2.掌握通用寄存器的构成和运用。
二、实验要求
在掌握了AX、BX运算寄存器的读写操作后，继续完成CX、DX通用寄存器的数据写入与读出。
三、实验原理
实验中所用的通用寄存器数据通路如下图所示。由四片8位字长的74LS574组成CX（R1 R0）、DX（R3 R2）通用寄存器组。图中X2 X1 X0定义输出选通使能，RS1为通用寄存器源编码，由指令寄存器IR1定义，XP为源奇偶控制位。O2 O1 O0为目的寄存器选择，Rd1为通用寄存器目的编码，由指令寄存器IR1定义，OP为目的奇偶控制位。T4信号为寄存器组写脉冲，上升沿有效。准双向I/O端口用于置数操作，经2片74LS245三态门与数据总线相连。
图1 通用寄存器数据通路
W 总线字长：1=16位字操作，0=8位字节操作 XP 源部件奇偶标志：1=偶寻址，0=奇寻址 OP
目标部件奇偶标志：1=偶寻址，0=奇寻址
四、实验内容
1. 寄存器组写操作 (1) 目的寄存器写编码
(2) 寄存器组的字写入
通过“I/O 单元”把CX 的地址00打入IR ，然后向CX 写入2211h ，操作步骤如下：
数据来源I/O 单元置地址I/O=XX00h
打地址IR=XX00h 置数据I/O=2211h
写数据CX=2211h X2 X1 X0=011XP W=11
MWR IR=11
OP=1，按[单拍]MWR IR=00
o2 o1 o0=111OP=1，按[单拍]
通过“I/O 单元”把DX 的地址02打入IR ，然后向DX 写入4433h ，操作步骤如下：
表2 IR 指令寄存器写入 表3 IR 指令寄存器取指
I/O单元I/O=XX02h IR=XX02h I/O=4433h DX=4433h
X2 X1 X0=011 XP W=11MWR IR=11
OP=1，按[单拍]
MWR IR=00
o2 o1 o0=111
OP=1，按[单拍]
(3)寄存器组的字节写入
通过“I/O单元”把CX的地址00打入IR，然后向CL写入55h，操作步骤如下：
数据来源I/O单元
置地址
I/O=XX00h
打地址
IR=XX00h
置数据
I/O=XX55h
写数据
CL=55h
X2 X1 X0=011 XP W=11MWR IR=11
OP=1，按[单拍]
MWR IR=00
o2 o1 o0=111
OP=0，按[单拍]
W=0
在IR保持为“XX00”的条件下，可省略打地址环节，按下流程向CH写入AAh。
置数据
I/O=XXAAh X2 X1 X0=011 XP W=10
写数据
CL=55h
关闭写选通
o2 o1 o0=000 o2 o1 o0=111
OP=0，按[单拍]
2.寄存器读操作
(1)
(2)寄存器组字读
通过“I/O单元”把CX地址打入IR，然后CX送总线，操作步骤如下：
数据来源I/O单元
置地址
I/O=XX00h
打地址
IR=XX00h
数据来源
CX
X2 X1 X0=011 XP W=11MWR IR=11
OP=1，按[单拍]
MWR IR=00
X2 X1 X0=110
XP W=11
通过“I/O单元”把DX地址打入IR，然后DX送总线，操作步骤如下：
数据来源I/O单元
置地址
I/O=XX02h
打地址
IR=XX02h
数据来源
DX
X2 X1 X0=011 XP W=11MWR IR=11
OP=1，按[单拍]
MWR IR=00
X2 X1 X0=110
XP W=11
(3)寄存器组字节读
通过“I/O单元”把CX地址打入IR，然后按字节方式分别读出CL、CH。
I/O单元I/O=XX00h IR=XX00h CL
X2 X1 X0=011 XP W=11MWR IR=11
OP=1，按[单拍]
MWR IR=00
X2 X1 X0=110
XP W=10
CH
X2 X1 X0=110
XP W=00
实验二运算器实验
一、实验目的
完成算术、逻辑、移位运算实验，熟悉ALU运算控制位的运用。
二、实验原理
实验中所用的运算器数据通路如图1所示。ALU运算器由CPLD描述。运算器的输出经过2片74LS245三态门与数据总线相连，2个运算寄存器AX、BX的数据输入端分别由4个74LS574锁存器锁存，锁存器的输入端与数据总线相连，准双向I/O输入输出端口用来给出参与运算的数据，经2片74LS245三态门与数据总线相连。
图1运算器数据通路
图中AX、BX的写控制由O2~O0编码定义，通过按【单拍】钮完成运算源的数据打入。
三、运算器功能编码
表1 ALU运算器编码表
算术运算逻辑运算
K15 K13 K12 K11
功能K15 K13 K12 K11
功能
M S2 S1 S0 M S2 S1 S0
1 0 1 0 RR 0 0 0 0 A 1 0 0 1 RL 0 0 0 1 A+1 1 0 1 0 A—B 0 0 1 0 A&B 1 0 1 1 A+B 0 0 1 1 A#B 1 1 0 0 RRC 0 1 0 0 A=0 1 1 0 1 RLC 0 1 0 1 A-1 1 1 1 0 A—B—C 0 1 1 0 /A 1 1 1 1 A+B+C 0 1 1 1 B