计算机组成原理实验指导书

计算机组成原理实验报告专业班级：网101班学号：109074299姓名：施马仪指导老师：刘宏申安徽工业大学计算机学院2013年6月计算机组成原理实验报告-1-目录目录.............................................................................................................0实验二运算器实验..................................................................................3实验四存储器EM实验..........................................................................4实验内容1：PC/MAR输出地址选择.................................4实验内容2：存储器EM写实验......................................5实验内容3：存储器EM读实验......................................6计算机组成原理实验报告-2-实验二运算器实验实验要求：利用CPTH实验仪的K16‥K23开关作为DBUS数据，其它开关作为控制信号，将数据写入累加器A和工作寄存器W，利用开关控制ALU的运算方式，实现运算器的功能。实验目的：了解模型机中算术、逻辑运算单元的控制方法。实验电路：CPTH中的运算器由一片CPLD实现，有8中运算，通过S2，S1，S0来控制，运算数据由寄存器A及寄存器W给出，运算结果输出到直通门D。S2S1S0功能说明000A+W加001A-W减010A|W或011A&W与100A+W+C带进位加101A-W-C带进位减110~AA取反111A输出A实验步骤：（1）照下表连接线路连接信号孔接入孔作用状态说明1J1座J3座将K23～K16接入DBUS【7…0】实验模式：手动2S0K0运算器功能选择3S1K1运算器功能选择4S2K2运算器功能选择5AENK3选通A低电平有效6WENK4选通W低电平有效7CyINK5运算器进位输入8CK已连ALU工作脉冲上升沿打入（2）系统清零和手动状态设定：K23～K16开关置零，按RST钮，按TV/ME键三次，进入手动状态（液晶屏幕上有“Hand……”显示）。（3）将55H写入A寄存器二进制开关K23～K16用于DBUS【7…0】的数据输入，设置数据55HK23K22K21K20K19K18K17K1601010101置控制信号为：K5（CyIN）K4（WEN）K3（AEN）K2(S2)K1(S1)K0(S0)010000计算机组成原理实验报告-3-按住STEP脉冲键，CK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STEP键，CK由低变高，产生一个上升沿，数据55H被写入A寄存器。（4）将33H写入W寄存器二进制开关K23～K16用于DBUS【7…0】的数据输入，设置数据55HK23K22K21K20K19K18K17K1600110011置控制信号为：K5（CyIN）K4（WEN）K3（AEN）K2(S2)K1(S1)K0(S0)001000按住STEP脉冲键，CK由高变低，这时寄存器W的黄色选择指示灯亮，表明选择W寄存器。放开STEP键，CK由低变高，产生一个上升沿，数据33H被写WA寄存器。(5)按下表设置控制信号，填写实验结果，并检验运算器的运算结果的正确性。K5（CyIN）K2(S2)K1(S1)K0(S0)结果（直通门D）注释X00088H加运算X00122H减运算X01077H或运算X01111H与运算010088H带进位加运算110089H带进位加运算010122H带进位减运算110121H带进位减运算X110AAHA取反运算X11155H输出A运算注意观察实验过程，回答以下问题：运算器在加上控制信号及数据（A,W）后，结果什么时候产生？需不需要时钟？运算器在加上控制信号及数据(A,W)后，立刻给出结果，不须时钟。计算机组成原理实验报告-4-实验四存储器EM实验实验要求：利用CPTH实验仪的K16‥K23开关作为DBUS数据，其它开关作为控制信号，实现程序存储器EM的读写操作。实验目的：了解模型机中程序存储器EM的工作原理及控制方法。实验电路：存储器EM由一片6116RAM构成，是用户存放程序和数据的地方。存储器EM通过一片74HC245与数据总线相连。存储器EM的地址可选择由PC或MAR提供。存储器EM的数据输出直接接到指令总线IBUS，指令总线IBUS的数据还可以来自一片74HC245。当ICOE为0时，这片74HC245输出中断指令B8.实验步骤：（1）照下表连接线路连接信号孔接入孔作用状态说明1J2座J3座将K23～K16接入DBUS【7…0】实验模式：手动2IRENK6IR，uPC写允许低电平有效3PCOEK5PC输出地址低电平有效4MAROEK4MAR输出地址低电平有效5MARENK3MAR写允许低电平有效6EMENK2存储器与数据总线相连低电平有效7EMRDK1存储器读允许低电平有效8EMWRK0存储器写允许低电平有效9CK已连PC工作脉冲上升沿打入10CK已连MAR工作脉冲上升沿打入11CK已连存储器写脉冲上升沿打入12CK已连IR，uPC工作脉冲上升沿打入（2）系统清零和手动状态设定：K23～K16开关置零，按RST钮，按TV/ME键三次，进入手动状态（液晶屏幕上有“Hand……”显示）。实验内容1：PC/MAR输出地址选择如下表置控制信号，观察地址输出指示灯的情况，并填写下表：计算机组成原理实验报告-5-实验内容2：存储器EM写实验1、向存储单元EM[0]中写入数据11H(1)将地址0写入MAR二进制开关K23～K16用于DBUS【7…0】的数据输入，设置数据00HK23K22K21K20K19K18K17K1600000000置控制信号为：K6K5K4K3K2K1K01110111按STEP键，将地址0写入MAR(2)将数据11H写入EM[0]二进制开关K23～K16用于DBUS【7…0】的数据输入，设置数据00HK23K22K21K20K19K18K17K1600010001置控制信号为：K6K5K4K3K2K1K01101010按STEP键，数据11H写入EM[0]1、向存储单元EM[1]中写入数据22H(1)将地址1写入MAR二进制开关K23～K16用于DBUS【7…0】的数据输入，设置数据00HK23K22K21K20K19K18K17K1600000001置控制信号为：K6K5K4K3K2K1K01110111按STEP键，将地址1写入MAR(2)将数据22H写入EM[1]二进制开关K23～K16用于DBUS【7…0】的数据输入，设置数据00HK23K22K21K20K19K18K17K1600100010置控制信号为：K6K5K4K3K2K1K01101010按STEP键，数据22H写入EM[1]计算机组成原理实验报告-6-实验内容3：存储器EM读实验1、读存储器EM[0]单元信息（1）将地址0写入MAR二进制开关K23～K16用于DBUS【7…0】的数据输入，设置数据00HK23K22K21K20K19K18K17K1600000000置控制信号为：K6K5K4K3K2K1K01110111按STEP键，将地址0写入MAR（2）读EM[0]置控制信号为：K6K5K4K3K2K1K01101101EM[0]被读出，请记录下结果，并比较是否如写入的数据相一致？2、读存储器EM[1]单元信息（1）将地址1写入MAR二进制开关K23～K16用于DBUS【7…0】的数据输入，设置数据00HK23K22K21K20K19K18K17K1600000001置控制信号为：K6K5K4K3K2K1K01110111按STEP键，将地址1写入MAR（2）读EM[1]置控制信号为：K6K5K4K3K2K1K01101101EM[1]被读出，请记录下结果，并比较是否如写入的数据相一致？