计算机组成原理_实验四

合集下载

计算机组成原理实验四移位控制实验

计算机组成原理实验四移位控制实验

实验四移位控制实验一、实验目的(1)了解移位寄存器芯片(74LS299)的逻辑功能。

(2)掌握移位寄存器数据的载入、左移、右移的方法。

(3)掌握移位寄存器工作模式的设置,观察在不同工作模式下移位寄存器的逻辑功能。

二、实验原理移位操作时算术逻辑运算部件ALU众多操作中的一种,74LS181 算数逻辑运算芯片不带位移功能,需要在其他芯片的配合下才能实现移位操作。

实验台选用74LS299作为移位部件,与74LS181组成具有移位功能的算术逻辑运算部件(ALU UNIT)。

移位操作有很重要的逻辑意义,对一个数据左移一个二进制位就相当于进行了一次乘2操作(Si+仁Si X 2),左移和算数加结合可实现算数乘操作;右移一个二进制位就相当于进行了一次除2操作(Si+仁Si宁2),右移和算数减的结合可实现算数除操作。

1. 芯片74LS299的逻辑功能4LS299是一种数据宽度为8为的多功能移位寄存器芯片,片内含有8为寄存器D7-DO,与普通寄存器芯片不同之处是D7- DO与1/06 —1/00除了——对应输出外还可有左右移位输出。

左移时D0对应I/O1、D1对应I/O2……以此类推;右移时D7对应I/O6、D6对应I/O5……也以此类推。

对于输出、左右移位输出功能的选择,由S1、SO的功能控制端决定。

芯片封装在具有20引脚的封装壳中,封装型式见图2-5。

5V S1 SL Q7 107 IO5 103 101 CP SR肓7Fi 171 ITFI nr 131 121 m74LS299123456789 10SO 0E1 0E2 I06 I04 I02 IO0 QO M GDN图2-574LS29974LS299芯片的主要引脚有:(1) I07 —IO0:数据输入/输出端,芯片的输入/输出共用一个引脚,不同于74LS181输入、输出端引脚是分开的。

(2) SO、S1 :功能控制端,控制左移、右移等逻辑功能。

(3) OE1 OE2输出使能端,低电平时,IO7-IO0处于输入状态,高电平时,IO7-IO0处于输入状态。

实验四

实验四

南通大学计算机科学与技术学院上机实验报告课程名称:计算机组成原理年级:2012级上机日期:姓名:学号: 班级:软件工程122实验名称:简单数据通路组成与故障分析教师:王杰华成绩:一:目的及要求目的:(1)将运算器模块与存储器模块进行连接;(2)进一步熟悉计算机的数据通路;(3)炼分析问题与解决问题的能力,学会在出现故障的情况下,独立分析故障现象并排除故障。

要求:(1)做好实验前的预习工作,掌握实验电路的数据通路特点和集成电路的功能特性。

(2)写出实验报告,内容为:①实验目的。

②实验电路图。

③实验数据记录(仿真波形及仿真结果的分析方法、分析过程和分析结果)。

④写出本次实验的心得,讨论实验中遇到的问题。

二:环境(软硬件平台)软件:Quartus II 2.0硬件:一台PC机三:内容及步骤(包括程序流程及说明)(1)设计一实验电路图,把前面进行的运算器实验模块与存储器实验模块两部分电路连接在一起。

RAM和ROM的输出应能送至寄存器DR1和DR2作为运算器的输入,而运算器的结果应既可以送入R0暂存,又可以送入RAM的指定单元。

整个电路总线结构的形式自行设计。

本实验结合第二次和第三次实验。

掌握好运算器跟储存器的数据传输。

电路图如下:(2)排除实验电路中的故障,正确连线。

(3)给ROM的02H单元和09H单元分别置入初始数据12H和19H,把31H写入RAM的81H单元,然后完成以下运算:(02H)+(81H)(81H)(81H)-(09H)(81H)验证运算结果和存储器单元的内容是否正确。

四:运行结果对于用ROM存储的02H单元的数据12H,09H单元的数据19H,则一开始初始化;如图所示:而对于用RAM存储的81H单元的数据31H,则在调波形的时候初始化并使用数据,如图对81H单元数据的存储及验证:(1):完成运算:(02H)+(81H)(81H)答:先是对81H单元进行存储;再取02H单元的数据,寄存到DR1中;再取81H单元的数据,寄存到DR2中;进行数据相加,并寄存到R0中;将R0中的数据存到81H单元中,并验证。

计算机组成原理实验四

计算机组成原理实验四
同时,这个地址就自然(zìrán)的成为这条(机器)指令的 二进制数表达形式,它就是指导书87页表中的“机器码1”。这 个机器码将按用户程序的编写顺序存放在“指令存储器”EM中, 等待PC寄存器的调用。
IBUS 2 IBUS 3
Vcc
Ck IREN RST
P0 Q0 P1 Q1 P2 Q2 P3 Q3
精品资料
三. 实验过程(guòchéng)举例
实验任务:查看指令F8的各微指令的编码(biān mǎ),推断F8的功能,然后将 其改为:“A+IN+Cy”后右移一位的值送OUT。
1、查看指令F8的各微指令的编码(biān mǎ) 由于指令(最低2位置0)是其微程序的入口地址,所以在μEM中,在Adr字段送
A0单元(dānyuán)),则在Adr下打入A0, DB下打入F8。
B.在微程序存储器μEM模式下,输入此指令对应的四条微指令,即在 Adr下打入F8,MH、MM、ML下打入FFFF0F;按NX键进入F9地址, 打入FFDEBC,FA为CBFFFF,FB为FFFFFF。
C.在内部寄存器μpc模式下赋值、执行 给μpc打入值 (如00(任意取指指令)), PC(A0),A(11), W IN:22H(K16--K23), 第一步取指 (STEP) 取指令F8 第二步实现功能(STEP) IN送W(22) 第三步实现功能 (STEP) A(11)+W(22)+Cy R门为19,再按一次STEP。则OUT寄存器中为19。
CEP
CET 161
CLK PE TC MR
IBUS 4 IBUS 5 IBUS 6 IBUS 7
P0 Q0 P1 Q1 P2 Q2 P3 Q3
CEP CET
161
Cபைடு நூலகம்K

计算机组成原理实验报告(四个实验 图)

计算机组成原理实验报告(四个实验 图)

福建农林大学计算机与信息学院计算机类实验报告课程名称:计算机组成原理姓名:周孙彬系:计算机专业:计算机科学与技术年级:2012级学号:3126010050指导教师:张旭玲职称:讲师2014年06 月22日实验项目列表序号实验项目名称成绩指导教师1 算术逻辑运算单元实验张旭玲2 存储器和总线实验张旭玲3 微程序控制单元实验张旭玲4 指令部件模块实验张旭玲福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告系:计算机专业:计算机科学与技术年级: 2012级姓名:周孙彬学号: 3126010050 实验课程:实验室号:_______ 实验设备号:实验时间:指导教师签字:成绩:实验一算术逻辑运算单元实验实验目的1、掌握简单运算器的数据传输方式2、掌握74LS181的功能和应用实验要求完成不带进位位算术、逻辑运算实验。

按照实验步骤完成实验项目,了解算术逻辑运算单元的运行过程。

实验说明1、ALU单元实验构成(如图2-1-1)1、运算器由2片74LS181构成8位字长的ALU单元。

2、2片74LS374作为2个数据锁存器(DR1、DR2),8芯插座ALU-IN作为数据输入端,可通过短8芯扁平电缆,把数据输入端连接到数据总线上。

运算器的数据输出由一片74LS244(输出缓冲器)来控制,8芯插座ALU-OUT 作为数据输出端,可通过短8芯扁平电缆把数据输出端连接到数据总线上。

图2-1-1图2-1-22、ALU单元的工作原理(如图2-1-2)数据输入锁存器DR1的EDR1为低电平,并且D1CK有上升沿时,把来自数据总线的数据打入锁存器DR1。

同样使EDR2为低电平、D2CK有上升沿时把数据总线上的数据打入数据锁存器DR2。

算术逻辑运算单元的核心是由2片74LS181组成,它可以进行2个8位二进制数的算术逻辑运算,74LS181的各种工作方式可通过设置其控制信号来实现(S0、S1、S2、S3、M、CN)。

当实验者正确设置了74LS181的各个控制信号,74LS181会运算数据锁存器DR1、DR2内的数据。

计算机组成原理-运算器实验

计算机组成原理-运算器实验

实验题目实验四运算器实验实验类型验证性实验实验日期4月6日题目来源1、必修 2、选修 3、自拟(设计) 4、专题一、实验目的及要求(1)掌握算术逻辑运算加、减、与等的工作原理。

(2)熟悉简单运算器的数据传送通路。

(3)验证实验台运算器的 8 位加、减、与、直通功能。

(4)按给定数据,完成几种指定的算术和逻辑运算。

二、实验仪器设备与软件环境TEC-9 计算机组成原理实验台、PC机、组成原理实验环境三、实验过程及实验结果分析(包括实验原理、步骤、数据、图表、结果及分析。

软件类实验应写出程序代码;硬件类实验画出电路原理图(或逻辑框图)、列出实验数据,并对实验结果进行分析)(1)根据个人理解,画出本次实验的电路逻辑框图。

向DR2存入55H,二进制为:0101 0101,设置开关,按QD.实验结果:控制信号 RS-BUSRS0 RD0 RS1 RD1WRD WR0 WR1S3S2S1S0MCN #LDD R2LDD R1 ALU-BUS SW-BUS开关 K15 K14 K13 K12 K11 K10 K9 K8 K7 K6 K5 K4 K3 K2 K1 K0 内容112、验证运算器的算术运算和逻辑运算功能。

置 SW_BUS = 0,关闭数据开关 SW0—SW7 对数据总线 DBUS 的输出;置ALU_BUS = 1,开启 ALU 对 DBUS 的输出。

正确选择 S3、S2、S1、S0,完成表 2的实验内容,记下实验结果(数据和进位)并对结果进行分析。

完成表2的部分实验,对A 取反。

DR2中数据作为A,DR1中数据作为B ,进行算数和逻辑运算。

向DR2存入FFH,二进制为:1111 1111,设置开关,按QD.并进行逻辑运算,对A 取反,将结果保存到寄存器堆R3中,设置开关,按QD.实验结果:1111 1111 取反为00H3、结合实验二内容,设计硬件连线和实验步骤,完成从寄存器堆中取数参与运算, 记下实验结果(数据和进位)并对结果进行分析。

计算机组成原理实验报告四

计算机组成原理实验报告四

实验报告实验四数据通路组成实验一、实验目的1.将运算器模块于存储器模块联机2.进一步熟悉计算机的数据通路3.将存储器的两个存储单元的内容通过运算器相加并且将结果送回存储单元。

二、实验设备1.TDN-CM+计算机组成原理实验系统一套2.若干导线和排线三、实验电路四、实验数据并完成以下运算:( 01H )+( 02H ) →03H( 01H )⊕(02H )→04H五、实验结果分析与体会这次实验是这学期最后一次实验, 也是最为复杂的一次实验, 因为是将实验一中运算器的算术运算和实验三中的存储器结合到一起, 所以实验内容很多, 实验步骤很复杂。

然而颜老师在我们是眼前首先对实验的各环节作了详细的说明, 对我们可能在会哪些地方出错也做了明确的指导和提示, 特别是在T4和T3连接脉冲的连线上给我们做了很详细的说明。

虽然我们对实验电路图理解的很是模糊, 也基本上看不懂图的含义。

但是由于对以前两次实验的原理及步骤了解的都十分到位, 而且实验前颜老师又做了特别指点, 所以我们对本次实验的步骤大致知道了。

1、在明确步骤后我和刘佳兵开始了实验, 由于是将第一次和第三次的实验图连接到一块, 所以很多控制开关上出现了重复, 不能有效控制信号。

我们根据老师的提示将重复的开关重新定义。

具体实验步骤如下:2、按照实验一和实验三的电路图连接电路, 重新定义了线路WB、CB、LDAR的二进制控制开关(由PC-B控制WB, 由LDPC控制CB, 由LOAD控制LDAR)。

3、验证试验三写入存储器的实现。

4、将数据AAH、55H分别写入到RAM的01H和02H单元中。

(1)将数据01H作为地址置入AR中;(2)重新设置模拟开关位置, 把数据AAH置入RAM的01H;(3)将数据02H作为地址置入AR中;(4)把数据55H置入RAM的02H;5、从RAM的01H和02H单元中读出刚刚写入的数据。

(1)再一次将数据01H作为地址置入AR中;(2)把置入在RAM的01H数据的AAH读出;(3)将数据02H作为地址置入AR中;(4)把置入RAM的02H数据55H读出;6、讲读出的数据分别放入寄存器DR1和DR2中。

计算机组成原理实验报告精品9篇

计算机组成原理实验报告精品9篇

计算机组成原理实验报告课程名称计算机组成原理实验学院计算机专业班级学号学生姓名指导教师20年月日实验一:基础汇编语言程序设计实验1实验目的●学习和了解TEC-XP+教学实验监控命令的用法;●学习和了解TEC-XP+教学实验系统的指令系统;●学习简单的TEC-XP+教学实验系统汇编程序设计。

2实验设备及器材●工作良好的PC机;●TEC-XP+教学实验系统和仿真终端软件PCEC。

3实验说明和原理实验原理在于汇编语言能够直接控制底层硬件的状态,通过简单的汇编指令查看、显示、修改寄存器、存储器等硬件内容。

实验箱正如一集成的开发板,而我们正是通过基础的汇编语言对开发板进行使用和学习,过程中我们不仅需要运用汇编语言的知识,还需要结合数字逻辑中所学的关于存储器、触发器等基本器件的原理,通过串口通讯,实现程序的烧录,实验箱与PC端的通讯。

4实验内容1)学习联机使用TEC-XP+教学实验系统和仿真终端软件PCEC;2)学习使用WINDOWS界面的串口通讯软件;3)使用监控程序的R命令显示/修改寄存器内容、D命令显示存储内容、E命令修改存储内容;4)使用A命令写一小段汇编程序,U命令反汇编输入的程序,用G命令连续运行该程序,用T、P命令单步运行并观察程序单步执行情况。

5实验步骤1)准备一台串口工作良好的PC机器;2)将TEC-XP+放在实验台上,打开实验箱的盖子,确定电源处于断开状态;3)将黑色的电源线一段接220V交流电源,另一端插在TEC-XP+实验箱的电源插座里;4)取出通讯线,将通讯线的9芯插头接在TEC-XP+实验箱上的串口"COM1"或"COM2"上,另一端接到PC机的串口上;5)将TEC-XP+实验系统左下方的六个黑色的控制机器运行状态的开关置于正确的位置,再找个实验中开关应置为001100(连续、内存读指令、组合逻辑、联机、16位、MACH),6)控制开关的功能在开关上、下方有标识;开关拨向上方表示"1",拨向下方表示"0","X"表示任意,其他实验相同;7)打开电源,船型开关盒5V电源指示灯亮;8)在PC机上运行PCEC16.EXE文件,根据连接的PC机的串口设置所用PC机的串口为"1"或"2",其他的设置一般不用改动,直接回车即可; (8)按一下"RESET"按键,再按一下"START"按键,主机上显示:6实验截图及思考题【例3】计算1到10的累加和。

(完整word版)计算机组成原理实验1~4

(完整word版)计算机组成原理实验1~4

实验一寄存器实验一、实验目的1、了解CPTH模型机中寄存器的结构、工作原理及其控制方法.2、熟悉CPTH实验仪的基本构造及操作方法。

二、实验电路寄存器的作用是用于保存数据的,因为CPTH模型机是8位的,因此模型机中大部寄存器是8 位的,标志位寄存器(Cy, Z)是二位的.CPTH 用74HC574 (8—D触发器)来构成寄存器。

74HC574 的功能如表1—1所示:图1-1 74HC574的引脚图1. 在CLK的上升沿将输入端的数据打入到8 个触发器中2. 当OC = 1 时触发器的输出被关闭,当OC=0 时触发器的输出数据表1-1 74HC574功能表图1—2 74HC574工作波形图三、实验内容(一)proteus仿真平台1、proteus仿真平台简介Proteus软件是英国Lab Center Electronics公司出版的EDA工具软件。

它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及外围器件.它的主界面如图1-3所示:图1—3 proteus仿真平台主界面2、在proteus平台上运行电路:寄存器_1.DSN。

拨动开关,观察灯的亮灭,回答思考题1。

思考题1:先使OC=1,拨D0~D7=00110011,按下CK提供CLK上升沿;再拨D0~D7=01000100,OC=0,此时Q0~Q7为多少?3、CPTH模型机上,寄存器A的电路组成如图1-4所示。

在proteus平台上运行电路:寄存器_2.DSN,回答思考题2。

图1-4 寄存器A原理图思考题2:数据从D端传送到Q端,相应的控制端如何设置?3、CPTH模型机上,寄存器组R0~R3的电路组成如图1-5所示。

在proteus平台上运行电路:寄存器_3。

DSN,回答思考题3。

图1—5 寄存器组R0~R3 原理图74LS139是2—4线译码器,由A、B两个输入端选择控制4个输出端Y0~Y3,使能端E低电平有效,允许译码输出。

74HC32是或门,两个输入端同时为低电平,输出为低电平.具体的控制方式见表1-2。

计算机组成原理实验报告

计算机组成原理实验报告

计算机组成原理实验报告实验⼀静态随机存取存贮器实验⼀.实验⽬的了解静态随机存取存贮器的⼯作原理;掌握读写存贮器的⽅法。

⼆.实验内容实验仪的存贮器MEM单元选⽤⼀⽚静态存贮器6116(2K×8bit)存放程序和数据。

CE:⽚选信号线,低电平有效,实验仪已将该管脚接地。

OE:读信号线,低电平有效。

WE:写信号线,低电平有效。

A0..A10: 地址信号线。

I/O0..I/O7:数据信号线。

SRAM6116存贮器挂在CPU的总线上,CPU通过读写控制逻辑,控制MEM的读写。

实验中的读写控制逻辑如下图:读写控制逻辑M_nI/O⽤来选择对MEM还是I/O读写,M_nI/O = 1,选择存贮器MEM;M_nI/O = 0,选择I/O设备。

nRD = 0为读操作;nWR = 0为写操作。

对MEM、I/O的写脉冲宽度与T2⼀致;读脉冲宽度与T2+T3⼀致,T2、T3由CON单元提供。

存贮器实验原理图存贮器数据信号线与数据总线DBus相连;地址信号线与地址总线ABus相连,6116的⾼三位地址A10..A8接地,所以其实际容量为256字节。

数据总线DBus、地址总线ABus、控制总线CBus与扩展区单元相连,扩展区单元的数码管、发光⼆极管上显⽰对应的数据。

IN单元通过⼀⽚74HC245(三态门),连接到内部数据总线iDBus上,分时提供地址、数据。

MAR由锁存器(74HC574,锁存写⼊的地址数据)、三态门(74HC245、控制锁存器中的地址数据是否输出到地址总线上)、8个发光⼆极管(显⽰锁存器中的地址数据)组成。

T2、T3由CON单元提供,按⼀次CON单元的uSTEP键,时序单元发出T1信号;按⼀次uSTEP键,时序单元发出T2信号;按⼀次uSTEP键,时序单元发出T3信号;再按⼀次uSTEP键,时序单元⼜发出T1信号,……按⼀次STEP键,相当于按了三次uSTEP键,依次发出T1、T2、T3信号。

其余信号由开关区单元的拨动开关模拟给出,其中M_nI/O应为⾼(即对MEM 读写操作)电平有效,nRD、nWR、wMAR、nMAROE、IN单元的nCS、nRD 都是低电平有效。

计算机组成原理TEC-4实验手册(含实验步骤)完整6个实验-三个程序设计

计算机组成原理TEC-4实验手册(含实验步骤)完整6个实验-三个程序设计
7.地址寄存器AR1和AR2
地址寄存器AR1(U37)和AR2(U27、U28)提供双端口存储器的地址。AR1是1片GAL22V10,具有加1功能,提供双端口存储器左端口的地址。AR1从数据总线DBUS接收数据。AR1的控制信号是LDAR1和AR1_INC。当AR1_INC = 1时,在T4的上升沿,AR1的值加1;当LDAR1 = 1时,在T4的上升沿,将数据总线DBUS的数据打入地址寄存器AR1。AR2由2片74HC298组成,有两个数据输入端,一个来自程序计数器PC,另一个来自数据总线DBUS。AR2的控制信号是LDAR2和M3。M3选择数据来源,当M3 = 1时,选中数据总线DBUS;当M3 = 0时,选中程序计数器PC。LDAR2控制何时接收地址,当LDAR2 = 1时,在T2的下降沿将选中的数据源上的数据打入AR2。
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或者硬布线控制器两种类型,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。
1.运算器ALU
运算器ALU由一片ispLSI1024(U47)组成,在选择端S2、S1、S0控制下,对数据A和B进行加、减、与、直通、乘五种运算,功能如下:
表1运算器功能表
选择
操作
S2
S1
S0
0
0
0
A & B
0
0
1
A & A(直通)
0
1
0
A + B

计算机组成原理的实验报告

计算机组成原理的实验报告

计算机组成原理的实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是深入理解计算机组成原理中的关键概念和组件,通过实际操作和观察,增强对计算机硬件系统的认识和掌握能力。

具体包括:1、了解计算机内部各部件的工作原理和相互关系。

2、熟悉计算机指令的执行流程和数据的传输方式。

3、掌握计算机存储系统的组织和管理方法。

4、培养分析和解决计算机硬件相关问题的能力。

二、实验设备本次实验使用的设备包括计算机、逻辑分析仪、示波器以及相关的实验软件和工具。

三、实验内容1、运算器实验进行了简单的算术运算和逻辑运算,如加法、减法、与、或等操作。

观察运算结果在寄存器中的存储和变化情况。

2、控制器实验模拟了指令的取指、译码和执行过程。

分析不同指令对计算机状态的影响。

3、存储系统实验研究了内存的读写操作和地址映射方式。

考察了缓存的工作原理和命中率的计算。

4、总线实验观察数据在总线上的传输过程和时序。

分析总线竞争和仲裁的机制。

四、实验步骤1、运算器实验步骤连接实验设备,将运算器模块与计算机主机相连。

打开实验软件,设置运算类型和操作数。

启动运算,通过逻辑分析仪观察运算过程中的信号变化。

记录运算结果,并与预期结果进行比较。

2、控制器实验步骤连接控制器模块到计算机。

输入指令序列,使用示波器监测控制信号的产生和变化。

分析指令执行过程中各个阶段的状态转换。

3、存储系统实验步骤搭建存储系统实验电路。

进行内存读写操作,改变地址和数据,观察存储单元的内容变化。

分析缓存的替换策略和命中率的影响因素。

4、总线实验步骤连接总线模块,配置总线参数。

多个设备同时发送数据,观察总线的仲裁过程。

测量数据传输的时序和带宽。

五、实验结果与分析1、运算器实验结果加法、减法等运算结果准确,符合预期。

逻辑运算的结果也正确无误。

观察到在运算过程中,寄存器的值按照预定的规则进行更新。

分析:运算器的功能正常,能够准确执行各种运算操作,其内部的电路和逻辑设计合理。

2、控制器实验结果指令能够正确取指、译码和执行,控制信号的产生和时序符合指令的要求。

计组实验报告

计组实验报告

计算机组成原理实验报告一一、算术逻辑运算器1.实验目的与要求: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输通道。

③验算由74LS181等组合逻辑电路组成的运输功能发生器运输功能。

④能够按给定数据, 完成实验指定的算术/逻辑运算。

要求: 完成实验接线和所有练习题操作。

实验前, 要求做好实验预习, 掌握运算器的数据传送通道和ALU的特性, 并熟悉本实验中所用的模拟开关的作用和使用方法。

实验过程中, 要认真进行实验操作, 仔细思考实验有关的内容, 把自己想得不太明白的问题通过实验去理解清楚, 争取得到最好的实验结果, 达到预期的实验教学目的。

实验完成后, 要求每个学生写出实验报告。

2.实验方案:1. 两片74LS181(每片4位)以并/串联形式构成字长为8为的运算器。

2. 8为运算器的输出经过一个输入双向三态门(74LS245)与数据总线相连, 运算器的两个数据输入端分别与两个8位寄存器(74LS273)DR1和DR2的输出端相连, DR1和DR2寄存器是用于保存参加运算的数据和运算的结果。

寄存器的输入端于数据总线相连。

3. 8位数据D7~D0(在“INPUT DEVICE”中)用来产生参与运算的数据, 并经过一个输出三态门(74LS245)与数据总线相连。

数据显示灯(BUS UNIT)已与数据总线相连, 用来显示数据总线上所内容。

4. S3.S2.S1.S0是运算选择控制端, 由它们决定运算器执行哪一种运算(16种算术运算或16种逻辑运算)。

5. M是算术/逻辑运算选择, M=0时, 执行算术运算, M=1时, 执行逻辑运算。

6. Cn是算术运算的进位控制端, Cn=0(低电平), 表示有进位, 运算时相当于在最低位上加进位1, Cn=1(高电平), 表示无进位。

逻辑运算与进位无关。

7. ALU-B是输出三态门的控制端, 控制运算器的运算结果是否送到数据总线BUS上。

组成原理实验报告

组成原理实验报告

计算机组成原理实验报告实验一 运算器实验一.实验目的1、掌握简单运算器的数据传输方式;2、验证运算功能发生器(74LS181)及进位控制的组合功能; 二.实验要求完成不带进位及带进位算术运算实验、逻辑运算实验,了解算术运算单元的运用。

三.实验设备计算机组成原理实验箱 四.实验步骤 1.算术运算实验打开实验仪电源,按增址键,调到“L ”工作状态下。

SW_B=0,CE=0,LDDR1=0,LDDR2=0,CBA=010,置M 、S0、S1、S2、S3为11111,在按单步键,数据总线单元显示DR1的内容即:65;若把M 、S0、S1、S2、S3置为10101,在按单步键,数据总线显示DR2的内容,即:A7; 进行算术运算:置CBA=010,CN 、M 、S0、S1、S2、S3状态为101001,按单步键,此时数据单元显示:0CH ,CY 不亮,进位舍弃。

和预测相同,为不进位算术运算。

2.进位控制实验实验“L ”状态下即手动单元实验状态,按复位键,然后进如下操作:数据开关 01100101 三态门 CBA=000 CE=0 SW_B=1 寄存器DR1 01100101 LDDR1=1 LDDR2=0 按单步键 数据开关10100111 寄存器DR210100111LDDR1=0 LDDR2=1 按单步键数据开关01010101三态门 CBA=000 寄存器DR1 01010101 LDDR1=1 数据开关10101010 寄存器DR210101010LDDR1=0 LDDR2=1然后置SW_B=0,CE=0,CBA=010,AR=1,CN 、M 、S0、S1、S2、S3的关态为101001,按单步键,肯数数据总线显示的数据为DR1加DR2,即:FF ,且CY 不‘亮’,表示无进位,和预测结果相同。

置CBA=0102.逻辑运算实验置CBA=010,M 、S0、S1、S2、S3状态为11000,按单步键,此时LED 显示:18H.与预测值相同。

计算机组成原理第四次实验报告

计算机组成原理第四次实验报告

实验报告
计算机组成原理
微程序”窗口,现在此窗口中所有微指令值都是0FFFFFFH,也就是无任何操作,我们需要在此窗口输入每条指令的微程序来实现该指令的功能。

程序开始要执行的第一条微指令应是取指操作,因为程序复位后,PC和uPC的值都为地址处就是程序执行的第一条取指的微指令。

根据此功能,首先选中“_FATCH_”指令的第一行,观察窗口下方的各控制信号,有“勾”表示信号为高,处于无效状态,去掉“勾”信号为低,为有效状态。

要从必需有效,去掉信号下面的“勾”使其有效;读EM的地址要从PC输出,所以
PCOE下面的“勾”,PCOE有效同时还会使PC加1,准备读EM
保存指令系统/微程序]功能,将新建的指令系统/微程序保存下来,以便以后调用。

为不与已有的两个指令系统冲突,将新的指令系统/微程序保存为“NEW_INST.INS”。

对新设计的指令系统的验证:
)在源程序窗口输入下面程序。

计算机组成原理加减器实验报告

计算机组成原理加减器实验报告

网工二班 陈衍席 1205110125实验四 加减器实验【实验环境】1. Windows 2000 或 Windows XP2. QuartusII9.1 sp2、DE2-115计算机组成原理教学实验系统一台,排线若干。

1.实验原理加减器是以二进制方式进行数字的加法或减法运算的器件,它能进行加法或减法运算,做减法运算时,是通过将减法运算转化为加法运算来实现的。

它可以用全加器做成。

(1)1位加法器的原理图设计两个二进制数字A ,B 和一个进位输入C 0相加,产生一个和输出S ,以及一个进位输出C 1,这种运算电路成为全加器(1位加法器)。

1位加法器有两个输出S 和C1,其中S 为加法器的和,C1为进位位输出。

下表中列出一位全加器进行加法运算的输入输出真值表: 加法器的真值表如下表所示:根据以上真值表,可以得到1位加法器的输入与输出逻辑关系。

0)(C B A S ⊕⊕= ; )()()())(()(01C A C B B A C B A B A C ∙+∙+∙=∙⊕+∙=1位加法器的原理图文件:1位加法器的封装图为:(2)8位加法器的原理图设计8位加法器用于对两个8位二进制数进行加法运算,并产生进位。

8位加法器真值表如下所示:8位加法器真值表表中 A[7..0]表示A 有8位输入端:A7-A0;B[7..0]表示B 有8位输入端:B7-B0;S[7..0]表示S 有8位输入端:S7-S0。

8位加法器的A 、B 都有8个输入端,加上进位CIN ,共有17个输入端。

它有9个输出端,即S7-S0和COUT ,因此8位加法器可由8个1位加法器构成。

建立8位加法器原理图文件:输 入 输 出 A[7..0] B[7..0] CIN S[7..0] COUT A B 进位输入 A+B+CIN 进位输出8位加法器的封装图为:(3)32位加法器的原理图设计32位加法器用于对两个32位二进制数进行加法运算,并产生进位。

计算机组成原理实验报告

计算机组成原理实验报告

计算机组成原理实验报告实验一寄存器实验一、实验目的(1)了解模型机中A, W寄存器结构、工作原理及其控制方法。

(2)了解模型机中寄存器组R0..R3结构、工作原理及其控制方法。

二、实验要求(1)A、W寄存器:利用COP2000实验仪上的K16..K23开关做为DBUS的数据,其它开关做为控制信号,将数据写入寄存器A,W。

(2)R0、R1、R2、R3寄存器实验:利用COP2000实验仪上的K16..K23开关做为DBUS的数据,其它开关做为控制信号,对数据寄存器组R0..R3进行读写。

三、实验说明寄存器的作用是用于保存数据的,因为我们的模型机是8位的,因此在本模型机中大部寄存器是8位的,标志位寄存器(Cy, Z)是二位的。

COP2000用74HC574来构成寄存器。

74HC574的功能如下:注意:1. 在CLK的上升沿将输入端的数据打入到8个触发器中74HC574工作波形图四、实验原理实验1:A,W寄存器实验(1)原理图寄存器A原理图寄存器W原理图(2)工作波形图寄存器A,W写工作波形图(4)实验数据a.)将31H写入A寄存器二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入,置数据31H。

置控制信号为:按住CLOCK脉冲键,CLOCK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CLOCK键,CLOCK由低变高,产生一个上升沿,数据31H被写入A寄存器。

b)将61H写入W寄存器二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入,置数据61H。

置控制信号为:按住CLOCK脉冲键,CLOCK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CLOCK键,CLOCK由低变高,产生一个上升沿,数据61H被写入A寄存器。

实验2:R0,R1,R2,R3寄存器实验(1)原理图寄存器R0,R1,R2,R3原理图寄存器R写工作波形图(4)实验数据注意观察:1. 数据是在放开CLOCK键后改变的,也就是CLOCK的上升沿数据被打入。

计组实验报告5

计组实验报告5
结果分析:
本次实验锁存器相当于寄存器,起到缓冲数据的作用。第一组实验中数据开关设置的
是(01H),使数据直接存入锁存器中。将数据开关设置成(02H),数据也直接存入锁存 器中,此时,数据总线和锁存输出显示(02H)。
七、实验总结
本次实验主要掌握了输入/输出的硬件电路,对锁存器的功能有了进一步的体会。实验 步骤简单易懂,实验过程顺利。
设置数据开关,具体操作步骤如下:
数据开关
(00000001)
三态门 CBA=000
CE=0 SW-B=1
寄存器DR2
(00000001)
LDDR1=0 LDDR2=1 按单步建
寄存器DR1
(00000001)
LDDR1=1 LDDR2=0 按单步建
结果分析:
运算单元的 DR1、DR2 与数据总线都显示(01H)。
(1)按单步键后,数据总线显示(00H),内存显示(11H),地址总线显示(00H)。 再按单步键后,数据总线显示(11H)。
(2)按单步键后,数据总线显示(01H),内存显示(12H),地址总线显示(01H)。 再按单步键后,数据总线显示(12H)。
(3)按单步键后,数据总线显示(02H),内存显示(13H),地址总线显示(02H)。
(4)寄存器判零
在保持带进位减法运算所设置的状态下,令AR=1,按【单步】,若零标志灯Z“亮”, 表示当前运算结果为零,反之表示结果不为零。
结果分析:
这个实验结果Z灯亮。因为带进位减法运算的结果是(00H)。所以,当 Z 灯亮时结
果为零。
六、实验总结
(1)通过这个实验,熟悉了判零实验的硬件,基本了解了判零实验的原理,加深了 对寄存器判零的理解。
LDAR 为高电平有效,而 WE 为读/写(W/R)控制信号,当 WE=0 时进行读操作,当 WE=1 时进行写操作。

计算机组成原理_实验报告四(含答案)

计算机组成原理_实验报告四(含答案)

湖南科技学院电子与信息工程学院实验报告课程名称:姓名:学号:专业:班级:指导老师:实验四微程序控制组成实验一、实验目的及要求1.将微程序控制器同执行部件(整个数据通路)联机,组成一台模型计算机。

2.用微程序控制器控制模型计算机的数据通路。

3.执行给定的简单程序,掌握机器指令与微指令的关系,牢固建立计算机的整机概念。

二、实验电路本次实验将前面几个实验中的所模块,包括运算器、存储器、通用寄存器堆等同微程序控制器组合在一起,构成一台简单的模型机。

这是最复杂的一个实验,也将是最有收获的一个实验。

在前面的实验中,实验者本身作为“控制器”,完成了对数据通路的控制。

而在本次实验中,数据通路的控制将交由微程序控制器来完成。

实验机器从内存中取出一条机器指令到执行指令结束的一个指令周期,是由微程序完成的,即一条机器指令对应一个微程序序列。

实验电路大致如下面框图所示。

其中控制器是控制部件,数据通路是执行部件,时序发生器是时序部件。

需使用导线将各个部件控制信号与控制器相连。

三、实验主要仪器设备1.TEC-5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)四、实验任务1.对机器指令组成的简单程序进行译码。

将下表的程序按机器指令格式手工汇编成二进制机器代码,此项任务请在预习时完成。

2.3.使用控制台命令将寄存器内容初始化为:R0=11H,R1=22H,R2=0AAH。

4.使用控制台命令将任务1中的程序代码存入内存中(注意起始地址为30H),以及将内存地址为11H的单元内容设置为0AAH。

5.用单拍(DP)方式执行一遍程序,执行时注意观察各个指示灯的显示并做好记录(完成实验表格),从而跟踪程序执行的详细过程(可观察到每一条微指令的执行过程)。

6.用连续方式再次执行程序。

这种情况相当于计算机正常的工作。

程序执行到STP指令后自动停机。

读出寄存器中的运算结果,与理论值比较。

五、实验步骤和实验结果记录1.程序译码。

计算机组成原理全部实验

计算机组成原理全部实验

计算机科学技术系王玉芬2012年11月3日基础实验部分该篇章共有五个基础实验组成,分别是:实验一运算器实验实验二存储器实验实验三数据通路组成与故障分析实验实验四微程序控制器实验实验五模型机CPU组成与指令周期实验实验一运算器实验运算器又称作算术逻辑运算单元(ALU),是计算机的五大基本组成部件之一,主要用来完成算术运算和逻辑运算。

运算器的核心部件是加法器,加减乘除运算等都是通过加法器进行的,因此,加快运算器的速度实质上是要加快加法器的速度。

机器字长n位,意味着能完成两个n位数的各种运算。

就应该由n个全加器构成n位并行加法器来实现。

通过本实验可以让学生对运算器有一个比较深刻的了解。

一、实验目的1.掌握简单运算器的数据传输方式。

2.掌握算术逻辑运算部件的工作原理。

3. 熟悉简单运算器的数据传送通路。

4. 给定数据,完成各种算术运算和逻辑运算。

二、实验内容:完成不带进位及带进位的算术运算、逻辑运算实验。

总结出不带进位及带进位运算的特点。

三、实验原理:1.实验电路图图4-1 运算器实验电路图2.实验数据流图图4-2 运算器实验数据流图3.实验原理运算器实验是在ALU UNIT单元进行;单板方式下,控制信号,数据,时序信号由实验仪的逻辑开关电路和时序发生器提供,SW7-SW0八个逻辑开关用于产生数据,并发送到总线上;系统方式下,其控制信号由系统机实验平台可视化软件通过管理CPU来进行控制,SW7-SW0八个逻辑开关由可视化实验平台提供数据信号。

(1)DR1,DR2:运算暂存器,(2)LDDR1:控制把总线上的数据打入运算暂存器DR1,高电平有效。

(3)LDDR2:控制把总线上的数据打入运算暂存器DR2,高电平有效。

(4)S3,S2,S1,S0:确定执行哪一种算术运算或逻辑运算(运算功能表见附录1或者课本第49页)。

(5)M:M=0执行算术操作;M=1执行逻辑操作。

(6)/CN :/CN=0表示ALU运算时最低位加进位1;/CN=1则表示无进位。

计算机组成原理实验报告(4个)

计算机组成原理实验报告(4个)

上海建桥学院本科实验报告课程名称:计算机组成原理学号:姓名:专业:班级:指导教师:课内实验目录及成绩序号实验名称页码成绩1 八位算术逻辑运算 12 静态随机存取存储器实验63 数据通路114 微程序控制器的实现16总成绩信息技术学院2014年03 月20 日上海建桥学院实验报告课程名称:计算机组成原理实验类型:验证型实验项目名称:八位算术逻辑运算实验地点:实验日期:年月日一、实验目的和要求1、掌握运算器的基本组成结构;2、掌握运算器的工作原理。

二、实验原理和内容实验采用的运算器数据通路如图1-1所示,ALU逻辑功能表如表1-1所示。

图1-1运算器原理图ALU部件由一片 CPLD实现,内部含有三个独立的运算部件,分别为算术、逻辑和移位运算部件。

输入数据IN[7..0](由插座JP22引出)通过拨动开关sK7..sK0产生(开关由插座JP97引出)。

数据存于暂存器A或暂存器 B中(暂存器A和B的数据可在 LED灯上实时显示),三个部件可同时接受来自暂存器 A和 B的数据。

各部件对操作数进行何种运算由控制信号S3…S0和CN_I来决定(S3…S0由插座JP18引出;CN_I由插座JP19引出),可通过拨动开关sK23..sK20和sK12设置(开关由插座JP89、JP19引出)。

运算结果由三选一多路开关选择,任何时候,多路开关只选择三个部件中的一个部件的运算结果作为ALU的输出。

ALU的输出ALU_D7..ALU_D0通过三态门74LS245送至CPU内部数据总线(iDBus)上(由插座JP25引出),并通过扩展区单元的的二位数码管和DS94..DS101LED灯显示(LED灯由插座JP62引出)。

如果运算影响进位标志FC、零标志FZ、正负标志FS,则在T3状态的下降沿,相应状态分别锁存到FC、FZ、FS触发器中,实验仪设有LED灯显示各标志位状态。

操作控制信号wA(允许写暂存器A)、wB(允许写暂存器B)、rALU(允许ALU结果输出到内部数据总线(iDBus)上)由JP19引出,都为低电平有效,实验时可通过连接开关sK15..sK13设置(开关由插座JP92引出)。

  1. 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. 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. 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)。

湖南科技学院
电子与信息工程学院
实验报告
课程名称:
姓名:
学号:
专业:
班级:
指导老师:
实验四微程序控制组成实验
一、实验目的及要求
1.将微程序控制器同执行部件(整个数据通路)联机,组成一台模型计算机。

2.用微程序控制器控制模型计算机的数据通路。

3.执行给定的简单程序,掌握机器指令与微指令的关系,牢固建立计算机的整机概念。

二、实验电路
本次实验将前面几个实验中的所模块,包括运算器、存储器、通用寄存器堆等同微程序控制器组合在一起,构成一台简单的模型机。

这是最复杂的一个实验,也将是最有收获的一个实验。

在前面的实验中,实验者本身作为“控制器”,完成了对数据通路的控制。

而在本次实验中,数据通路的控制将交由微程序控制器来完成。

实验机器从内存中取出一条机器指令到执行指令结束的一个指令周期,是由微程序完成的,即一条机器指令对应一个微程序序列。

实验电路大致如下面框图所示。

其中控制器是控制部件,数据通路是执行部件,时序发生器是时序部件。

需使用导线将各个部件控制信号与控制器相连。

三、实验主要仪器设备
1.TEC-5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)
四、实验任务
1.对机器指令组成的简单程序进行译码。

将下表的程序按机器指令格式手工汇编成二进制机器代码,
此项任务请在预习时完成(指令系统详见参考资料)。

2.
3.使用控制台命令将寄存器内容初始化为:R0=11H,R1=22H,R2=55H。

4.使用控制台命令将任务1中的程序代码存入内存中(注意起始地址为30H),以及将内存地址为
11H的单元内容设置为0AAH。

5.用单拍(DP)方式执行一遍程序,执行时注意观察各个指示灯的显示并做好记录(完成实验表格),
从而跟踪程序执行的详细过程(可观察到每一条微指令的执行过程)。

6.用连续方式再次执行程序。

这种情况相当于计算机正常的工作。

程序执行到STP指令(含有TJ
微命令)后自动停机。

读出寄存器中的运算结果,与理论值比较。

五、实验步骤和实验结果记录
1.程序译码。

2.实验接线(本实验接线比较多,需仔细)
只要把上表种同列的信号用线连接即可,一共接线33条。

接好线后,将编程开关拨到“正常位置”。

合上电源,按CLR#按钮,使TEC-5实验实验系统处于初始状态。

3.实验任务3:使用控制台命令将寄存器内容初始化为:R0=11H,R1=22H,R2=55H的操作步骤及结果记录。

(1)掌握写寄存器WRF的原理和步骤(详见实验参考资料)。

(2)操作过程如下:
注意:设置完R0、R1、R2的值后,最好用读寄存器控制台操作检查一下写入的内容是否正确(需注意读寄存器的选择控制信号为SW3和SW2,而非SW1和SW0!)。

读寄存器内容的控制台操作见参考资料“实验箱(TEC-5)模型机的控制台操作开关SWC、SWB、SWA详解”。

4.实验任务4:使用控制台命令将任务1中的程序代码存入内存起址为30H的连续单元,以及将内存地址为11H的单元内容设置为0AAH。

(1)掌握写寄存器WRM的原理和步骤(详见实验参考资料)。

输入完毕,往存储器输入程序和数据结束,按CLR#按钮,使实验系统恢复到初始状态。

注意:设置完存储器的程序和数据后,最好用存储器器控制台操作检查一下写入的内容是否正确。

读存储器内容的控制台操作见实验参考资料。

5.实验任务5:用单拍(DP)方式执行一遍程序。

(1)置SWC=0,SWB=0,SWA=0,DP=1,DB=0,使实验系统处于单拍运行状态。

(2)置SW7—SW0=30H,使程序从地址30H开始执行。

按CLR#按钮,使实验系统处于初始状态,然后按一次一次按QD按钮,使程序一拍一拍的执行。

结果记录如下(其中,对应完成的微操作一栏请查看参考资料“实验箱(TEC-5)模型机的微程序执行流程”):
执行结果R0=,R1= ,R2=。

存储器11H单元的内容为。

最后的执行结果可通过控制台的读寄存器操作和读存储器操作观察到,在观察最后结果之前,首先应按CLR#按钮,使实验系统处于初始状态。

6.实验任务6:用连续方式再次执行程序。

(1)由于上面的单拍执行程序,已破坏了寄存器R1的内容(其他寄存器和程序没有破坏),因此需要重新设置寄存器R1的初值:R1=22H。

(2)置SWC=0,SWB=0,SWA=0,DP=0,DB=0,使实验系统处于连续运行状态。

(3)置SW7—SW0=30H,使程序从地址30H开始执行。

按CLR#按钮,使实验系统处于初始状态,然后只需按一次QD按钮,程序将自动连续运行到地址为33H的STP指令。

此步需经实验验收。

六、实验小结及心得体会。

相关文档
最新文档