《计算机硬件综合实验》答案

考试试卷第1页共4页一、简答题（本题共2小题，每题20分，共40分）1．根据寄存器R原理图，描述其工作原理；将55H、0AAH分别写入R0、R1，绘制状态图。答：工作原理如下：（1）R0-R3由四个74HC574寄存器构成（2）选择信号由两个74HC139的2/4译码器产生，SA、SB为选择信号输入端（3）读写工作原理：a.第一片译码器的输出控制寄存器OC（输出控制）端，因而E（使能）端决定了是否能读到寄存器中数据，即RRD为低电平时输出选中的寄存器的值。b.第二片译码器的输出控制寄存器的CLK（时钟）信号，同时系统时钟CK与RWR通过或门连接到E（使能）端，当RWR为低电平时，CK直接传至被选中的寄存器的CLK端，从而在时钟上升沿将数据写入寄存器。状态图如下所示：考试试卷第2页共4页2．μPC打入实验中，从DBUS输入的数据与实际打入μPC寄存器的值之间满足什么关系？结合工作原理图进行分析。答：实际打入μPC寄存器的值是对从DBUS输入的数据的低两位取零。由下面μPC工作原理图可知，指令IBUS[7:0]的高6位被接到μPC预置的高6位，μPC预置的低两位被置为0。例如DBUS中数据16H，即00010110B，打入μPC之中仅是其高6位，低2位为0（00010100B），即14H。二、程序设计题（本题共1小题，每题20分，共20分）考试试卷第3页共4页1．编写并汇编程序，实现下述功能（程序-（00H））：（1）11H-R022H-R1（2）借助R3，实现R0-R1（3）（R0-R1）2-R2答：地址程序目标代码注释00HMOVR0，#11H8C11H立即数11H-R002HMOVR1，#22H8D22H立即数22H-R103HMOVA，R070HR0-A04HMOVR3，A83HA-R305HMOVA，R171HR1-A06HMOVR0，A80HA-R007HMOVA，R373HR3-A08HMOVR1，A81HA-R109HMOVA,R070HR0-A0AHSUBA，R131H(A–R1)-A0BHRLAC4HA2–A0CHMOVR2,A82HA-R2三、应用设计题（本题共2小题，每题20分，共40分）1．运用ABEL语言设计八位右移寄存器。答：MODULESHIFT8TITLE'SHIFT8'DIN,CLK,CLRPIN;Q7..Q0PINISTYPE'REG';OUT=[Q7..Q0];EQUATIONSOUT.CLK=CLK;OUT.AR=CLR;考试试卷第4页共4页Q0:=Q1;DIN;Q1:=Q2;Q2:=Q3;Q3:=Q4;Q4:=Q5;Q5:=Q6;Q6:=Q7;Q7:=DIN;END2．设计指令ADDA，#*的微指令，详细叙述设计。答：本指令为立即数加法指令，立即数加可分两步。（1）T1状态，微指令C7FFEFH：从EM中读出立即数，送到DBUS并存入W中。a.从EM中读数，EMRD应有效；读EM的地址由PC输出，PCOE要有效；b.读出的数据要送到DBUS，EMEN应有效；c.数据存入W中，WEN应有效。（2）T0状态，微指令CBFF90H：执行加法，并将结果存入A中，同时执行取指。a.执行加法操作，S2S1S0的值应为100，结果无需移位直接输出到DBUS，X2X1X0的值应为100；b.从DBUS将数据再存入A中，AEN应有效；c.ABUS和IBUS空闲，取指可并行执行，即以PC为地址，从EM中读出下条将要执行指令的机器码，并打入IR和uPC中，因此EMRD、PCOE、IREN应有效。