计算机组成原理实验指导书

《计算机组成原理》课程实验指导书

计算机科学与技术专业09级本科

网络工程专业09级本科

胡明编写

佛山科学技术学院计算机系

2011年3月

本课程实验时数为12学时，实验内容由五个实验组成：存储器实验、运算器组成实验、微控制器实验、总线控制实验、基本模型机设计与实现实验，前四个实验各2学时，基本模型机设计与实现实验4学时。

通过实验可以使学生加深对理论课程的理解，有助于学生理论知识的掌握和提高。

“计算机组成原理”实验注意事项

1．注意人身安全和仪器设备安全。

2．使用前后均应仔细检查主机板，防止导线、元件等物品落入装置内导致线路短路、元件损坏。

3．电源关闭后，不能立即重新开启，关闭与重新开启之间至少应有30秒间隔。

4．完成实验后，经教师检查实验结果后才可关闭电源及拆线。

5．先关闭电源，再拆线；拆线时，一手按住主机板，一手拔排线；不要使劲拔线。将排线整理好后放在抽屉里。整理、摆放好仪器设备。

5．注意卫生，保持实验室内清洁，不要将食物带入实验室内，不乱丢纸屑和杂物。6．实验时应遵守纪律，不得大声喧哗，不得打闹。

7．认真实验、撰写实验报告。

计算机组成原理实验注意事项............................................................I 计算机组成原理实验仪器介绍 (1)

实验一存储器实验 (2)

实验二运算器组成实验 (5)

实验三微控制器实验 (10)

实验四总线控制实验 (20)

实验五基本模型机设计与实现 (23)

参考文献

[1]杨小龙.计算机组成原理与系统结构实验教程.西安电子科技大学出版社，2004

[2]唐朔飞.计算机组成原理.高等教育出版社，2002

T D N-C M++计算机组成原理教学实验系统简介

本实验仪由运算器、微程序控制器、半导体存储器、数据通路、时序发生器、时钟电路、模拟输入输出的逻辑开关、电平显示电路及电源等组成。系统各部分电路均已做在一块印刷板上，各种信号均已引到相应的接线插头上。

一、运算器单元（ALU UNIT）

1．运算器单元（ALU UNIT）

2．寄存器堆单元（REG UNIT）

二、计数器与地址寄存器单元（ADDRESS UNIT）

三、指令寄存器单元（INS UNIT）

四、时序电路单元（STATE UNIT）

五、微控器电路单元（MICRO-CONTROLLER UNIT）

六、逻辑译码单元（LOG UNIT）

七、主存储器单元（MAIN MEM）

八、输入设备单元（INPUT DEVICE）

九、输出设备单元（OUTPUT DEVICE）

十、总线单元（BUS UNIT）

十一、控制信号发生单元（W/R UNIT）

十二、外总线单元（EXT BUS）

十三、扩展单元（EX UNIT）

十四、逻辑信号测量单元（OSC UNIT）

十五、单片机控制单元（8051 UNIT）

十六、开关单元（SWITCH UNIT）

十七、指示灯单元（LED UNIT）

十八、PLD单元

十九、接口实验板单元

实验一存储器实验

一、实验目的

1．掌握半导体存储器芯片（SRAM）的工作原理与使用方法。

2．对存储器进行读、写操作。

二、实验设备

1．TDN-CM++计算机组成原理教学实验系统 1台

2．排线若干

三、实验原理

实验原理图见图1-1。

图1-1 存储器实验原理图

存储器实验电路由半导体存储芯片6116、8位地址寄存器AR、总线、三态门等组成。

6116是2K×8位的SRAM，它有（A0～A10）11根地址线，8个输入、输出端，以及片选控制端和读写控制端。在本实验中，地址线只用了（A0～A7）8根，可对多达256个单元进行读写。

6116有三个控制线：CE（片选线）、OE（读线）、WE（写线）。当片选有效（CE=0），且OE=0时，

进行读操作；当片选有效（CE=0），且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；当CE=0、WE=1时进行写操作。

实验中的控制信号、地址信号和数据，均由操作面板上的逻辑开关提供。

SW→为“0”时，若LDAR为“1”，CE为1，则T3'信号上升沿到来时，数据开关D7～D0设B

定的地址送入地址寄存器AR。

SW→为“0”时，若LDAR为“0”，CE为“0”，WE为“1”，当T3'上升沿到来时，总线上的B

数据写入RAM的存储单元内。

当B

SW→为“1”，LDAR为“0”，CE为“0”，WE为“0”时，读出RAM数据送到总线上。

图1-2 实验接线图

四、实验步骤及任务

1．对照图1-2 实验接线图连线，仔细检查线路无误后，接通电源。（由于存储器模块内部的连线已经接好，因此只需完成实验电路的形成、控制信号模拟开关、时钟脉冲信号T3与存储模块的外部连接。）

2．将State Unit的“STOP”开关置为“RUN”状态、“STEP”开关置为“STEP”状态。（这样，每按动一次微动开关Start，则T3输出一个单脉冲。）

3．按存储器实验实验步骤与显示结果表（见表1-1）的顺序对表中的环节进行置“1”或置“0”，观察显示灯B7～B0、AD7～AD0的显示结果。