广工计算机组成原理实验报告

计算机组成原理- 实验报告

实验环境

Dais−CMX16+Dais−CMX16+

实验内容

1.第一次实验

手动实验环境

十六位机运算器实验

2.第二次实验

通用寄存器实验

准双向I/O口实验

地址总线组成实验

3.第三次实验

十六位数据总线实验

存储器读写实验

指令总线运用实验

4.第四次实验

微控制器实验

内容详细

手动控制实验环境

所谓手动控制，就是用二进制拨动开关模拟微控制信号，以手动方式设置相互关联的逻辑控制电位，建立“源与目”的有效状态，实现和完成实验制定的控制任务。

实验目的

在Dais−CMX16+Dais−CMX16+ 手控态提供“在线”与“搭接”两种实验方式，“在线”态其内部线路已按规范连接，“搭接”态则可忽略微控制器组成环节，自定义和连接单元部件与关联电路。

本次实验采用“搭接”方式，一方面可以让我们了解实验箱“在线”态内部一些线路，另一方面也是让我们动手体验一次实验连接环节与实验拆除环节。

十六位机运算器实验

实验目的

掌握十六位机字与字节运算的数据传输格式，验证运算功能发生器及进位控制组合功能。

实验原理

通过准双向I/O输入输出端口给出参与运算的数据，两个运算寄存器AX,BXAX,BX 与ALUALU 相连，给出相应的功能编码，然后经过ALUALU 运算后输出到FUNFUN 。

实验过程

总线源编码选择IORIOR ，打开字写功能，通过I/OI/O 单元向累加器AXAX 与暂存器BXBX 置数。

总线源编码选择ALUALU ，通过M、S2、S1、S0M、S2、S1、S0 选择相应的逻辑运算或算数运算。

FUNFUN 即为运算结果。

运算器功能编码

MM S2S2 S1S1 S0S0 功能

0 0 0 0 A+B+CA+B+C

0 0 0 1 A−B−CA−B−C

0 0 1 0 RLCRLC

0 0 1 1 RRCRRC

0 1 0 0 A+BA+B

0 1 0 1 A−BA−B

0 1 1 0 RLRL

0 1 1 1 RRRR

逻辑运算

MM S2S2 S1S1 S0S0 功能

1 0 0 0 BB

1 0 0 1 /A/A

1 0 1 0 A−1A−1

1 0 1 1 A=0A=0

1 1 0 0 A#BA#B

1 1 0 1 A&BA&B

1 1 1 0 A+1A+1

1 1 1 1 AA

通用寄存器实验

寄存器组写操作

目的寄存器写编码

目标使能通用寄存器目标编址

K19...K17K19...K17 IRIR K16K16 K6K6 功能说明

o2...o0o2...o0 IR1IR1 OPOP WW T4T4

0 0 0 ↑↑ CX字写

0 0 1 ↑↑ CL偶字节写

000 0 1 X ↑↑ CH奇字节写

1 0 0 ↑↑ DX字写

1 0 1 ↑↑ DL偶字节写

1 1 X ↑↑ DH奇字节写

寄存器组写入

K21 (MWR)K21 (MWR) EM程序存储器写使能

K16 (OP)K16 (OP) 目标部件奇偶标志

K2 (LDIR)K2 (LDIR) IR指令寄存器写使能

首先打开总线编码的IOR功能（利用K6 (M)K6 (M) 确定总线字长）CX地址：00

DX地址：02

LDIR与MWR置为0

打入CX或DX地址到IR指令寄存器中

关闭LDIR与MWR

K19...K17=000K19...K17=000 为CX字写操作

其中，我们可以利用K6(W)K6(W) 来指定总线字长，从而可以实现寄存器组的字写入与字节写入。

寄存器组读操作

源寄存器读编码

源编码通用寄存器源地址

K10...K8K10...K8 IRIR K7K7 K6K6 功能说明

X2...X0X2...X0 IR1IR1 XPXP W W

0 0 0 CX字读

0 0 1 CL偶字节读

001 0 1 X CH奇字节读

1 0 0 DX字读

1 0 1 DL偶字节读

1 1 X DH奇字节读

寄存器组读取

打开总线编码IOR功能

LDIR、MWR、OP置0，IR可写

打入CX或DX地址到IR，以便于读取

关闭LDIR与MWR

总线功能选择RRD ( K10...K6=001K10...K6=001 )

在寄存器组读取过程中，我们可以通过改变K6K6 来控制是字读操作还是字节读操作，如果处于字节操作中，利用K7K7 可选择CL 与CH，从而可以分别传输寄存器高位与地位内容到总线中。

问题

打入IR指令寄存器的CX与DX地址00与02是否是在出厂时规定好的数据

如果打入的地址是其他数据为什么也可以选择到CX寄存器

准双向I/O口实验

I/O写操作

数据来源FUN

K10...K6=11000K10...K6=11000 其中K10...K8=110K10...K8=110 指总线选择ALU

K7...K6=00K7...K6=00 即XP=0XP=0 与W=0W=0 打开IO字写操作

AX取反送数据总线

K15...K11=11001K15...K11=11001

K15=1K15=1 ALU进行逻辑运算

K13...K11=001K13...K11=001 即S2...S0=001S2...S0=001 进行的逻辑运算为¬A¬A

IO写选通

K19...K16=0100K19...K16=0100