計算機組成原理第五版實驗報告

1、實驗報告1實驗名稱運算器組成：實驗微程序控制器方式和獨立方式實驗地點實驗日期 成績實驗?zāi)康?.熟悉邏輯測試筆的使用方法。 2.熟悉TEC-8 模型計算機的節(jié)拍脈沖T1、T2、T3； 3.熟悉雙端口通用寄存器組的讀寫操作； 4.熟悉運算器的數(shù)據(jù)傳送通路； 5.驗證74LS181 的加、減、與、或功能； 6.按給定的數(shù)據(jù)，完成幾種指定的算術(shù)、邏輯運算運算。7.按照表中提供的功能自行驗證其中幾種即可。（獨立方式） 實驗原理1.1微程序控制器 雙端口寄存器組由1 片EPM7064(U40)(圖2.2 中用虛線圍起來的部分)組成， 內(nèi)部包含4 個8 位寄存器R0、R1、R2、R3，4 選1 選擇器A，4

2、 選1 選擇器B 和1 個2-4 譯碼器。根據(jù)信號RD1、RD0 的值，4 選1 選擇器A 從4 個寄存器中選擇1 個寄存器送往ALU 的A 端口。根據(jù)信號RS1、RS0 的值，4 選1 選擇器B 從4 個寄存器中選擇1 個寄存器送往ALU 的B 端口。2-4 譯碼器對信號RD1、RD0 進行譯碼，產(chǎn)生信號LR0、LR2、LR3、LR4，任何時刻這4 個信號中只有一個為1，其它信號為0。LR3LR0 指示出被寫的寄存器。當DRW 信號為1 時，如果LR0 為1， 則在T3 的上升沿，將數(shù)據(jù)總線DBUS 上的數(shù)寫入R0 寄存器，余類推。 數(shù)據(jù)開關(guān)SD7SD0 是8 個雙位開關(guān)。用手撥動這些開關(guān)，

3、能夠生成需要的SD7SD0 的值。數(shù)據(jù)開關(guān)驅(qū)動器SWD 是1 片74 LS 244(U50)。在信號SBUS 為1 時，SD7SD0 通過SWD 送往數(shù)據(jù)總線DBUS。在本實驗中，使用數(shù)據(jù)開關(guān)SD7SD0 設(shè)置寄存器R0、R1、R2 和R3 的值。 ALU 由2 片74LS181(U41 和U42)、1 片74LS74、1 片74 LS 244、1 片74 LS 245 和1 片74LS30 構(gòu)成。74LS181 完成算術(shù)邏輯運算，74 LS 245 和74 LS 30 產(chǎn)生Z 標志，74 LS 74 保存標志C 和標志Z。ALU 對A7A0 和B7B0 上的2 個8 位數(shù)據(jù)進行算術(shù)邏輯運算，

4、運算后的數(shù)據(jù)結(jié)果在信號ABUS 為1 時送數(shù)據(jù)總線DBUS(D7D0)，運算后的標志結(jié)果在T3 的上升沿保存進位標志位C 和結(jié)果為0 標志位Z。加法和減法同時影響C 標志和Z 標志，與操作和或操作只影響Z 標志。 應(yīng)當指出，74LS181 只是許多種能做做算術(shù)邏輯運算器件中的一種器件，這里它僅作為一個例子使用。 74LS181 能夠進行4 位的算術(shù)邏輯運算，2 片74 LS 181 級連在一起能夠8 位運算，3 片74LS181 級連在一起能夠進行12 位運算，余類推。所謂級聯(lián)方式，就是將低4位74LS181的進位輸出引腳Cn+4與高4位74LS181的進位輸入引腳Cn連接。在TEC-8模型計

5、算機中，U42完成低4位運算，U41完成高4位運算，二者級連在一起，完成8位運算。在ABUS為1時，運算得到的數(shù)據(jù)結(jié)果送往數(shù)據(jù)總線DBUS。數(shù)據(jù)總線DBUS有4個信號來源：運算器、存儲器、數(shù)據(jù)開關(guān)和中斷地址寄存器，在每一時刻只允許其中一個信號源送數(shù)據(jù)總線。 實驗設(shè)備軟件平臺等 序列號名 稱數(shù) 量備 注 1TEC-8 實驗系統(tǒng)1臺2雙蹤示波器1臺3直流萬用表1塊4邏輯測試筆1支在實驗箱上方實 驗 內(nèi) 容 與 實 驗 記 錄（拓撲圖配置圖流程圖線路圖效果圖代碼(段)運行結(jié)果實驗步驟等）實驗步驟 1實驗準備 將控制器轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到微程序位置，將編程開關(guān)設(shè)置為正常位置，將開關(guān)DP撥到向上位置。打開電源。

6、 2用邏輯測試筆測試節(jié)拍脈沖信號T1、T2、T3 將邏輯測試筆的一端插入TEC-8實驗臺上的“邏輯測試筆”上面的插孔中，另一端插入“T1”上方的插孔中。 按復(fù)位按鈕CLR，使時序信號發(fā)生器復(fù)位。 按一次邏輯測試筆框內(nèi)的Reset按鈕，使邏輯測試筆上的脈沖計數(shù)器復(fù)位，2個黃燈D1、D0均滅。 按一次啟動按鈕QD，這時指示燈D1、D0的狀態(tài)應(yīng)為01B，指示產(chǎn)生了一個T1脈沖；如果再按一次QD按鈕，則指示燈D1、D0的狀態(tài)應(yīng)當為10B，表示又產(chǎn)生了一個T1脈沖；繼續(xù)按QD按鈕，可以看到在單周期運行方式下，每按一次QD按鈕，就產(chǎn)生一個T1脈沖。 用同樣的方法測試T2、T3。 3進行加、減、與、或?qū)嶒?

7、設(shè)置加、減、與、或?qū)嶒災(zāi)Ｊ?按復(fù)位按鈕CLR，使TEC-8實驗系統(tǒng)復(fù)位。指示燈A5A0顯示00H。將操作模式開關(guān)設(shè)置為SWC=1、SWB=0、SWA=1，準備進入加、減、與、或?qū)嶒灐?按一次QD按鈕，產(chǎn)生一組節(jié)拍脈沖信號T1、T2、T3，進入加、減、與、或?qū)嶒灐?設(shè)置數(shù)A 指示燈A5A0顯示0BH。在數(shù)據(jù)開關(guān)SD7SD0上設(shè)置數(shù)A。在數(shù)據(jù)總線DBUS指示燈D7D0上可以看到數(shù)據(jù)設(shè)置的正確不正確，發(fā)現(xiàn)錯誤需及時改正。設(shè)置數(shù)據(jù)正確后，按一次QD按鈕，將SD7SD0上的數(shù)據(jù)寫入R0，進入下一步。 設(shè)置數(shù)B 指示燈A5A0顯示15H。這時R0已經(jīng)寫入，在指示燈B7B0上可以觀察到R0的值。在數(shù)據(jù)開關(guān)S

8、D7SD0上設(shè)置數(shù)B。設(shè)置數(shù)據(jù)正確后，按一次QD按鈕，將SD7SD0上的數(shù)據(jù)寫入R1，進入下一步。 進行加法運算 指示燈A5A0顯示16H。指示燈A7A0顯示被加數(shù)A(R0)，指示燈B7B0顯示加數(shù)B(R1)，D7D0指示燈顯示運算結(jié)果A+B。按一次QD按鈕，進入下一步。 進行減法運算 指示燈A5A0顯示17H。這時指示燈C(紅色)顯示加法運算得到的進位C，指示燈Z(綠色)顯示加法運算得到的結(jié)果為0信號。指示燈A7A0顯示被減數(shù)A(R0)，指示燈B7B0顯示減數(shù)B(R1)，指示燈D7D0顯示運算結(jié)果A-B。按一次QD按鈕，進入下一步。 進行與運算 指示燈A5A0顯示18H。這時指示燈C(紅色)

9、顯示減法運算得到的進位C，指示燈Z(綠色)顯示減法運算得到的結(jié)果為0信號。 指示燈A7A0顯示數(shù)A(R0)，指示燈B7B0顯示數(shù)B(R1)，指示燈D7D0顯示運算結(jié)果A and B。按一次QD按鈕，進入下一步。 進行或運算 指示燈A5A0顯示19H。這時指示燈Z(綠色)顯示與運算得到的結(jié)果為0信號。指示燈C保持不變。指示燈A7A0顯示數(shù)A(R0)，指示燈B7B0顯示數(shù)B(R1)，指示燈D7D0顯示運算結(jié)果A or B。按一次QD按鈕，進入下一步。 結(jié)束運算 指示燈A5A0顯示00H。這時指示燈Z(綠色)顯示或運算得到的結(jié)果為0信號。指示燈C保持不變。 按照上述步驟，對要求的7組數(shù)據(jù)進行運算。實

10、驗結(jié)果實驗數(shù)據(jù)實驗結(jié)果數(shù)A數(shù)B加減與或數(shù)據(jù)結(jié)果CZ數(shù)據(jù)結(jié)果CZ數(shù)據(jù)結(jié)果Z數(shù)據(jù)結(jié)果Z0F0H10H0H00E0H1110H0F0H003H05H08H00FEH0001H007H0 1.2 獨立方式 上圖標識出了本實驗所用的運算器數(shù)據(jù)通路圖。參與運算的數(shù)據(jù)首先通過試驗臺操作板上的8個二進制數(shù)據(jù)開關(guān)SD7-SD0來設(shè)置，然后輸入到雙端口通用寄存器堆RF中。 雙端口寄存器堆RF由1個ALTERA EPM 7064實現(xiàn)，功能相當于4個八位通用寄存器，用于保存參與運算的數(shù)據(jù)，運算后的結(jié)果也要送到雙端口通用寄存器堆RF中保存。雙端口寄存器堆模塊RF的控制信號中RD1、RD0用于選擇送ALU的A端口(左端口

11、)的通用寄存器。RS1、RS0用于選擇送ALU的B端口(右端口)的通用寄存器。 按圖所示，將運算器模塊與實驗臺操作板上的線路進行連接。由于運算器模塊內(nèi)部的連線已經(jīng)由印制電路板連接好，故接線任務(wù)僅僅是完成數(shù)據(jù)開關(guān)、控制信號模擬開關(guān)、與運算模塊的外部連線。特別注意：為了建立清楚的整機概念，培養(yǎng)嚴謹?shù)目蒲心芰Γ止みB線是絕對有必要的。 2.用開關(guān)K15-K0向通用寄存器堆RF內(nèi)的R3-R0寄存器置數(shù)據(jù)。然后讀出R3-R0的數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)總線DBUS上顯示出來。 3.驗證ALU的正邏輯算術(shù)、邏輯運算功能。 注意：進位信號C是運算器ALU最高進Cn+4的反，既有進位為1，無進位為0。選擇方式 M=1邏輯運

12、算 M=0算術(shù)運算 S3 S2 S1 S0 邏輯運算 CN=1【有進位】 0 0 0 0 F=/A F=A 0 0 0 1 F=/(A+B) F=(A+B) 0 0 1 0 F=(/A)B F=A+/B 0 0 1 1 F=0 F=-1(補碼形式) 0 1 0 0 F=/(AB) F=A加A(/B) 0 1 0 1 F=/B F=(A+B)加A/B 0 1 10F=A減B減1 0 1 1 1 F=A/B F=(AB/)減1 1 0 0 0 F=/A+B F=A加AB 1 0 01 F=A加B 1 0 1 0 F=B F=(A+/B)加AB 1 0 1 1 F=AB F=AB減1 1 1 0 0

13、 F=1 F=A加A 1 1 0 1 F=A+/B F=(A+B)加A 1 1 1 0 F=A+B F=(A+/B)加A 1 1 1 1 F=A F=A減1 4.具體實驗步驟：將“控制轉(zhuǎn)換”開關(guān)撥到最中間位置既“獨立”燈亮。 第一步：測試寄存器寫入和讀出；【操作模式：1100】 接線表和置開關(guān)如下表：名稱電平控制數(shù)據(jù)開關(guān)K6K5K4K3K2K1K0功能信號名稱RD1RD0DRWSBUSRS1RS0MBUS置R0操作模式11置R1寫REG操作模式：1100111置R2111置R31111 備注：寫寄存器完成后可以直接在寫寄存器操作模式下，通過K6、K5撥動開關(guān)查看寫入寄存器中的數(shù)據(jù)，對應(yīng)的數(shù)據(jù)燈

14、：A7A0。通過K2、K1撥動開關(guān)也可以查看寫入寄存器中的數(shù)據(jù)，對應(yīng)的數(shù)據(jù)燈B7B0。 第二步：運算器實驗【操作模式：1101】 接線表和置開關(guān)如下表：名稱K15K14K13K12K11K10K9K8序號MS0S1S2S3CINABUSLDC運算器組成操作系統(tǒng)：1101送兩個數(shù)到REG，K5K6,K1K2分別選擇加與被加11111 名稱K7K6K5K4K3K2K1K0序號LDZRD1RD0DRWSBUSRS1RS0MBUS111111備注：運算器實驗答案只提供了加法運算的控制信號，其他運算功能請參考上頁中ALU表的運算邏輯功能即可。 實驗結(jié)果實驗數(shù)據(jù)實驗結(jié)果數(shù)A數(shù)B加減與或數(shù)據(jù)結(jié)果CZ數(shù)據(jù)結(jié)果

15、CZ數(shù)據(jù)結(jié)果Z數(shù)據(jù)結(jié)果Z0F0H10H0H00E0H1110H0F0H003H05H08H00FEH0001H007H0和微操作系統(tǒng)得出的結(jié)果一致。實驗結(jié)果分析及結(jié)論、心得分別運用微程序方式和獨立方式對雙端口通用寄存器進行讀寫操作，并且進行了簡單的邏輯運算和算術(shù)運算。微程序較獨立簡單，獨立方式較為清晰的表現(xiàn)了數(shù)據(jù)的痕跡，通過接線的方式清楚看到每個微程序的動作。實驗報告2實驗名稱雙端口存儲器實驗 實驗地點實驗日期成績實驗?zāi)康牧私怆p端口靜態(tài)存儲器IDT7132 的工作特性及其使用方法； 了解半導(dǎo)體存儲器怎樣存儲和讀取數(shù)據(jù)； 了解雙端口存儲器怎樣并行讀寫； 熟悉TEC-8 模型計算機中存儲器部分的數(shù)

16、據(jù)通路。 實驗原理2.1微程序操作 雙端口存儲器實驗電路圖 雙端口RAM 電路 由1 片IDT7132 及少許附加電路組成，存放程序和數(shù)據(jù)。IDT7132 有2 個端口，一個稱為左端口，一個稱為右端口。2 個端口各有獨立的存儲器地址線、數(shù)據(jù)線和3 個讀、寫控制信號： CE#、R/W#和OE#，可以同時對器件內(nèi)部的同一存儲體同時進行讀、寫。IDT7132 容量為2048 字節(jié)，TEC-8 實驗系統(tǒng)只使用64字節(jié)。 在TEC-8實驗系統(tǒng)中，左端口配置成讀、寫端口，用于程序的初始裝入操作，從存儲器中取數(shù)到數(shù)據(jù)總線DBUS，將數(shù)據(jù)總線DBUS上的數(shù)寫入存儲器。當信號MEMW為1時，在T2為1時，將數(shù)據(jù)

17、總線DBUS上的數(shù)D7D0寫入AR7AR0指定的存儲單元；當MBUS信號為1時，AR7AR0指定的存儲單元的數(shù)送數(shù)據(jù)總線DBUS。右端口設(shè)置成只讀方式，從PC7PC0指定的存儲單元讀出指令I(lǐng)NS7INS0，送往指令寄存器IR。 程序計數(shù)器PC由2片GAL22V10(U53和U54)組成。向雙端口RAM的右端口提供存儲器地址。當復(fù)位信號CLR#為0時，程序計數(shù)器復(fù)位，PC7PC0為00H。當信號LPC為1時，在T3的上升沿，將數(shù)據(jù)總線DBUS上的數(shù)D7D0寫入PC。當信號PCINC為1時，在T3的上升沿，完成PC加1。當PCADD信號為1時，PC和IR中的轉(zhuǎn)移偏量(IR3IR0)相加，在T3的上

18、升沿，將相加得到的和寫入PC程序計數(shù)器。 地址寄存器AR由1片GAL22V10(U58)組成，向雙端口RAM的左端口提供存儲器地址AR7AR0。當復(fù)位信號CLR#為0時，地址寄存器復(fù)位，AR7AR0為00H。當信號LAR為1時，在T3的上升沿，將數(shù)據(jù)總線DBUS上的數(shù)D7D0寫入AR。當信號ARINC為1時，在T3的上升沿，完成AR加1。 指令寄存器IR是1片74LS273(U47)，用于保存指令。當信號LIR為1時，在T3的上升沿，將從雙端口RAM右端口讀出的指令I(lǐng)NS7INS0寫入指令寄存器IR。 實驗設(shè)備軟件平臺等 序列號 名 稱 數(shù) 量 備 注 1 實驗系統(tǒng) 1 臺 2 雙蹤示波器 1

19、 臺 3 直流萬用表 1 塊 4 邏輯測試筆 1 支 在試驗箱上方 實 驗 內(nèi) 容 與 實 驗 記 錄（拓撲圖配置圖流程圖線路圖效果圖代碼(段)運行結(jié)果實驗步驟等）實驗步驟 1實驗準備 將控制器轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到微程序位置，將編程開關(guān)設(shè)置為正常位置。打開電源。 2進行存儲器讀、寫實驗 設(shè)置存儲器讀、寫實驗?zāi)Ｊ?按復(fù)位按鈕CLR，使TEC-8實驗系統(tǒng)復(fù)位。指示燈A5A0顯示00H。將操作模式開關(guān)設(shè)置為SWC=1、SWB=1、SWA=0，準備進入雙端口存儲器實驗。 按一次QD按鈕，進入存儲器讀、寫實驗。 設(shè)置存儲器地址 指示燈A5A0顯示0DH。在數(shù)據(jù)開關(guān)SD7SD0上設(shè)置地址10H。在數(shù)據(jù)總線DBUS

20、指示燈D7D0上可以看到地址設(shè)置的正確不正確，發(fā)現(xiàn)錯誤需及時改正。設(shè)置地址正確后，按一次QD按鈕，將SD7SD0上的地址寫入地址寄存器AR(左端口存儲器地址)和程序計數(shù)器PC(右端口存儲器地址)，進入下一步。 寫入第1個數(shù) 指示燈A5A0顯示1AH。指示燈AR7AR0(左端口地址)顯示10H，指示燈PC7PC0(右端口地址)顯示10H。在數(shù)據(jù)開關(guān)SD7SD0上設(shè)置寫入存儲器的第1個數(shù)85H。按一次QD按鈕，將數(shù)85H通過左端口寫入由AR7AR0指定的存儲器單元10H。 寫入第2個數(shù) 指示燈A5A0顯示1BH。指示燈AR7AR0(左端口地址)顯示11H，指示燈PC7PC0(右端口地址)顯示10H

21、。觀測指示燈INS7INS0的值，它是通過右端口讀出的由右地址PC7PC0指定的存儲器單元10H的值。比較和通過左端口寫入的數(shù)是否相同。在數(shù)據(jù)開關(guān)SD7SD0上設(shè)置寫入存儲器的第2個數(shù)60H。按一次QD按鈕，將第2個數(shù)通過左端口寫入由AR7AR0指定的存儲器單元11H。 寫入第3個數(shù) 指示燈A5A0顯示1CH。指示燈AR7AR0(左端口地址)顯示12H，指示燈PC7PC0(右端口地址)顯示11H。觀測指示燈INS7INS0的值，它是通過右端口讀出的由右地址PC7PC0指定的存儲器單元11H的值。比較和通過左端口寫入的數(shù)是否相同。在數(shù)據(jù)開關(guān)SD7SD0上設(shè)置寫入存儲器的第3個數(shù)38H。按一次QD

22、按鈕，將第3個數(shù)通過左端口寫入由AR7AR0指定的存儲器單元12H。 重新設(shè)置存儲器地址 指示燈A5A0顯示1DH。指示燈AR7AR0(左端口地址)顯示13H，指示燈PC7PC0(右端口地址)顯示12H。觀測指示燈INS7INS0的值，它是通過右端口讀出的由右地址PC7PC0指定的存儲器單元12H的值。比較和通過左端口寫入的數(shù)是否相同。在數(shù)據(jù)開關(guān)SD7SD0重新設(shè)置存儲器地址10H。按一次QD按鈕，將SD7SD0上的地址寫入地址寄存器AR(左端口存儲器地址)和程序計數(shù)器PC(右端口存儲器地址)，進入下一步。 左、右兩2個端口同時顯示同一個存儲器單元的內(nèi)容。 指示燈A5A0顯示1FH。指示燈AR

23、7AR0(左端口地址)顯示10H，指示燈PC7PC0(右端口地址)顯示10H。觀測指示燈INS7INS0的值，它是通過右端口讀出的由右地址PC7PC0指定的存儲器單元10H的值。觀測指示燈D7D0的值，它是從左端口讀出的由AR7AR0指定的存儲器單元10H的值。 按一次QD按鈕，地址寄存器AR加1，程序計數(shù)器PC加1，在指示燈D7D0和指示燈INS7INS0上觀測存儲器的內(nèi)容。繼續(xù)按QD按鈕，直到存儲器地址AR7AR0為12H為止。 實驗結(jié)果： 實驗數(shù)據(jù)實驗結(jié)果左端口存儲器地址通過左端口寫入的數(shù)據(jù)第一次從右端口讀出的數(shù)同時讀出時的讀出結(jié)果右端口存儲器地址讀出的數(shù)左端口存儲器地址讀出的數(shù)右端口存

24、儲器地址讀出的數(shù)10H85H11H85H10H85H10H85H11H60H12H60H11H60H11H60H12H38H13H38H12H38H12H38H2.2獨立方式首先將“控制轉(zhuǎn)換”開關(guān)撥到最中間位置既“獨立”燈亮。 雙端口存儲器實驗；【操作模式：1110】 名稱操作模式K15K14K13K12K11K10K9序號SBUSARINCLARMEMWMBUSPCINCLPC111101112111311141115111611171118111名稱K8SD實驗現(xiàn)象備注序號ABUS連線對應(yīng)位置1010置AR,PC/AR=PC=10285寫第一個數(shù)85/AR=11,PC=10,INS=IR=

25、85360寫第二個數(shù)60/AR=12,PC=10,INS=IR=60438寫第三個數(shù)38/AR=13,PC=10,INS=IR=38510重置AR,PC/AR=PC=106AR=PC=10,INS=857AR=PC=11,INS=608AR=PC=12,INS=38 實驗結(jié)果分析及結(jié)論、心得這次實驗了解了雙端口式的存儲器，也是通過微程序操作和獨立操作兩種方式。1.獨立方式中可以看到，將數(shù)據(jù)輸入要先打開SBUS，DBUS,MBUS這樣的開關(guān)，這些不同的開關(guān)組合起來就可以控制開關(guān)存儲器。2.了解了雙端口的基本原理。實驗報告3實驗名稱數(shù)據(jù)通路實驗 實驗地點實驗日期成績實驗?zāi)康倪M一步熟悉TEC-8模型

26、計算機的數(shù)據(jù)通路的結(jié)構(gòu)； 進一步掌握數(shù)據(jù)通路中各個控制信號的作用和用法； 掌握數(shù)據(jù)通路中數(shù)據(jù)流動的路徑。 實驗原理數(shù)據(jù)通路實驗電路圖如圖所示。它由運算器部分、雙端口存儲器部分加上數(shù)據(jù)開關(guān)SD7SD0連接在一起構(gòu)成。 數(shù)據(jù)通路實驗電路圖 數(shù)據(jù)通路中各個部分的作用和工作原理在2.1 節(jié)和2.2 節(jié)已經(jīng)做過詳細說明，不再重述。這里主要說明TEC-8 模型計算機的數(shù)據(jù)流動路徑和方式。 在進行數(shù)據(jù)運算操作時，由RD1、RD0 選中的寄存器通過4 選1 選擇器A 送往ALU 的A 端口，由RS1、RS0 選中的寄存器通過4 選1 選擇器B 送往ALU 的B 端口；信號M、S3、S2、S1 和S0 決定AL

27、U 的運算類型，ALU 對A 端口和B 端口的兩個數(shù)連同CIN 的值進行算術(shù)邏輯運算，得到的數(shù)據(jù)運算結(jié)果在信號ABUS 為1 時送往數(shù)據(jù)總線DBUS；在T3 的上升沿，數(shù)據(jù)總線DBUS 上的數(shù)據(jù)結(jié)果寫入由RD1、RD0 選中的寄存器。 在寄存器之間進行數(shù)據(jù)傳送操作時，由RS1、RS0 選中的寄存器通過4 選1 選擇器B 送往ALU 的B 端口；ALU 將B 端口的數(shù)在信號ABUS 為1 時送往數(shù)據(jù)總線DBUS；在T3 的上升沿將數(shù)據(jù)總線上的數(shù)寫入由RD1、RD0 選中的寄存器。ALU 進行數(shù)據(jù)傳送操作由一組特定的M、S3、S2、S1、S0、CIN 的值確定。 在進行運算操作時，由RS1、RS0

28、 選中的寄存器通過4 選1 選擇器B 送往ALU 的B 端口；由RD1、RD0 選中的寄存器通過4 選1 選擇器A 送往ALU 的A 端口； ALU 對數(shù)A 和B 進行運算，運算的數(shù)據(jù)結(jié)果在信號ABUS 為1 時送往數(shù)據(jù)總線DBUS； 在T3 的上升沿將數(shù)據(jù)總線上的數(shù)寫入由RD1、RD0 選中的寄存器。ALU 進行何種運算操作由M、S3、S2、S1、S0、CIN 的值確定。 在從存儲器中取數(shù)操作中，由地址AR7AR0 指定的存儲器單元中的數(shù)在信號MEMW 為0 時被讀出；在MBUS 為1 時送數(shù)據(jù)總線DBUS；在T3 的上升沿寫入由RD1、RD0 選中的寄存器。 在寫存儲器操作中，由RS1、R

29、S0 選中的寄存器過4 選1 選擇器B 送ALU 的B端口；ALU 將B 端口的數(shù)在信號ABUS 為1 時送往數(shù)據(jù)總線DBUS；在MEMW 為1 且MBUS 為0 時，通過左端口將數(shù)據(jù)總線DBUS 上的數(shù)在T2 為1 期間寫入由AR7AR0 指定的存儲器單元。 在讀指令操作時，通過存儲器右端口讀出由PC7PC0 指定的存儲器單元的內(nèi)容送INS7INS0，當信號LIR 為1 時，在T3 的上升沿寫入指令寄存器IR。 數(shù)據(jù)開關(guān)SD7SD0上的數(shù)在SBUS為1時送到數(shù)據(jù)總線DBUS上，用于給寄存器R0、R1、R2和R3，地址寄存器AR，程序計數(shù)器PC設(shè)置初值，用于通過存儲器左端口向存儲器寫入測試程序

30、。 實驗設(shè)備軟件平臺等 序列號 名 稱 數(shù) 量 備 注 1 實驗系統(tǒng) 1臺 2 雙蹤示波器 1臺 3 直流萬用表 1塊 4 邏輯測試筆 1支 在試驗箱上 實 驗 內(nèi) 容 與 實 驗 記 錄（拓撲圖配置圖流程圖線路圖效果圖代碼(段)運行結(jié)果實驗步驟等） 實驗任務(wù) 1將數(shù)75H寫到寄存器R0，數(shù)28H寫道寄存器R1，數(shù)89H寫到寄存器R2，數(shù)32H寫到寄存器R3。 2將寄存器R0中的數(shù)寫入存儲器20H單元，將寄存器R1中的數(shù)寫入存儲器21H單元，將寄存器R2中的數(shù)寫入存儲器22H單元，將寄存器R3中的數(shù)寫入存儲器23H單元。3從存儲器20H單元讀出數(shù)到存儲器R3，從存儲器21H單元讀出數(shù)到存儲器R

31、2，從存儲器21H單元讀出數(shù)到存儲器R1，從存儲器23H單元讀出數(shù)到存儲器R0。 4顯示4個寄存器R0、R1、R2、R3的值，檢查數(shù)據(jù)傳送是否正確。實驗步驟 1實驗準備 將控制器轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到微程序位置，將編程開關(guān)設(shè)置為正常位置。打開電源。 2進行數(shù)據(jù)通路實驗 設(shè)置數(shù)據(jù)通路實驗?zāi)Ｊ?首先將“控制轉(zhuǎn)換”開關(guān)撥到最下方位置既“微程序”燈亮。按復(fù)位按鈕CLR，使TEC-8實驗系統(tǒng)復(fù)位。指示燈A5A0顯示00H。將操作模式開關(guān)設(shè)置為SWC=1、SWB=1、SWA=1，準備進入數(shù)據(jù)通路實驗。 按一次QD按鈕，進入數(shù)據(jù)通路實驗。 將數(shù)75H寫到寄存器R0、數(shù)28H寫到R1、數(shù)89H寫到R2、數(shù)32H寫到R3

32、。 。指示燈A5A0顯示0FH。在數(shù)據(jù)開關(guān)SD7SD0上設(shè)置數(shù)75H。在數(shù)據(jù)總線DBUS指示燈D7D0上可以看到數(shù)設(shè)置得正確不正確，發(fā)現(xiàn)錯誤需及時改正。數(shù)設(shè)置正確后，按一次QD按鈕，將SD7SD0上的數(shù)寫入寄存器R0，進入下一步。 依照寫R0的方式，在指示燈A5A0顯示32H時，在指示燈B7B0觀測寄存器R0的值，將數(shù)28H寫入R1；在指示燈A5A0顯示33H時，在指示燈B7B0上觀測R1的值，將數(shù)89H寫入R2；在指示燈A5A0顯示34H時，在指示燈B7B0上觀測R2的值，將數(shù)32H寫入R3。 設(shè)置存儲器地址AR和程序計數(shù)器PC 指示燈A5A0顯示35H。此時指示燈B7B0顯示寄存器R3的值

33、。在數(shù)據(jù)開關(guān)SD7SD0上設(shè)置地址20H。在數(shù)據(jù)總線DBUS指示燈D7D0上可以看到地址設(shè)置得正確不正確。地址設(shè)置正確后，按一次QD按鈕，將SD7SD0上的地址寫入地址寄存器AR和程序計數(shù)器PC，進入下一步。 將寄存器R0、R1、R2、R3中的數(shù)依次寫入存儲器20H、21H、22H和23H單元。 指示燈A5A0顯示36H。此時指示燈AR7AR0和PC7PC0分別顯示出存儲器左、右兩個端口的存儲器地址。指示燈A7A0、B7B0和D7D0都顯示寄存器R0的值。按一次QD按鈕，將R0中的數(shù)寫入存儲器20H單元，進入下一步。 依照此法，在指示燈A5A0顯示37H時，在INS7INS0上觀測存儲器20H

34、單元的值，將R1中的數(shù)寫入存儲器21H單元；在指示燈A5A0顯示38H時，在INS7INS0上觀測存儲器21H單元的值，將R2中的數(shù)寫入存儲器22H單元；在指示燈A5A0顯示39H時，在INS7INS0上觀測存儲器22H單元的值，將R3中的數(shù)寫入存儲器23H單元。 重新設(shè)置存儲器地址AR和程序計數(shù)器PC 指示燈A5A0顯示3AH。此時指示燈PC7PC0顯示23H，INS7INS0顯示存儲器23H單元中的數(shù)。在數(shù)據(jù)開關(guān)SD7SD0上設(shè)置地址20H。按一次QD按鈕，將地址20H寫入地址寄存器AR和程序計數(shù)器PC，進入下一步。 將存儲器20H、21H、22H和23H單元中的數(shù)依次寫入寄存器R3、R2

35、、R1和R0。 指示燈A5 A0顯示3BH。此時指示燈AR7AR0和PC7PC0顯示20H，指示燈D7D0和INS7INS0同時顯示存儲器20H中的數(shù)，按一次QD按鈕，將存儲器20H單元中的數(shù)寫入寄存器R3，進入下一步。 依照此法，在指示燈A5A0顯示3CH時，在指示燈B7B0上觀測R3的值，將存儲器21H單元中的數(shù)寫入寄存器R2；在指示燈A5A0顯示3DH時，在指示燈B7B0上觀測R2的值，將存儲器22H單元中的數(shù)寫入寄存器R1；在指示燈A5A0顯示3EH時，在指示燈B7B0上觀測R1的值，將存儲器23H單元中的數(shù)寫入寄存器R0。 觀測R0的值 指示燈A5A0顯示00H。此時指示燈A7A0顯

36、示R0的值，指示燈B7B0顯示R3的值。 實驗結(jié)果 數(shù)據(jù)通路實驗結(jié)果表A5A0A7A0B7B0D7D0ARPCINS7R0R1R2R30FH0H0H0H00380H00032H0H7575H00387500033H0H2828003875280034H0H8989003875288935H75H323200387528893236H75H75252020B27528893237H75H28282120757528893238H75H89H892221287528893239H75H32H32232289752889323AH75H32H20242332752889323BH32H75H7520

37、2332752889323CH89H75H28212332752889753DH28H28H89222332752828753EH75H89H322323327589287500H32H32HF024233232892875 數(shù)據(jù)通路實驗：獨立方式： 首先將“控制轉(zhuǎn)換”開關(guān)撥到最中間位置既“獨立”燈亮?！静僮髂Ｊ剑?111】 名稱K15K14K13K12K11K10K9K8備注信號名SBUSDRWRD1RD0RS1RS1MBUSM序列號1112111311141111516171181191111011111111112111111311111411115 名稱K7K6K5K4K3K2K1K0

38、SD備注信號名S3S1ABUSMEMWLARARINCLPCPCINC序列號1752283894325112061111171111118111111911111012011112113114115實驗結(jié)果分析及結(jié)論、心得在數(shù)據(jù)通路這個實驗中，我更加的理解了數(shù)據(jù)在通路中的流動，在獨立方式的過程中，發(fā)現(xiàn)要將一個數(shù)存入存儲器，首先要打開SBUS開關(guān)，之后控制（00.01.10.11）4個操作碼，將數(shù)據(jù)選擇存入R0.R1.R2.R3這4個寄存器，數(shù)據(jù)存入對應(yīng)端口后，在ALU進行運算后打開ABUS將數(shù)據(jù)在流入總線中。 實驗報告4實驗名稱微程序控制器實驗 實驗地點實驗日期成績實驗?zāi)康恼莆瘴⒊绦蚩刂破鞯脑?/p>

39、理 掌握TEC-8 模型計算機中微程序控制器的實現(xiàn)方法，尤其是微地址轉(zhuǎn)移邏輯的實現(xiàn)方法。 理解條件轉(zhuǎn)移對計算機的重要性。 實驗原理 實驗設(shè)備軟件平臺等 序列號 名 稱 數(shù) 量 備 注 1 實驗系統(tǒng) 1 臺 2 雙蹤示波器 1 臺 3 直流萬用表 1 塊 4 邏輯測試筆 1 支 在試驗箱上 實 驗 內(nèi) 容 與 實 驗 記 錄（拓撲圖配置圖流程圖線路圖效果圖代碼(段)運行結(jié)果實驗步驟等）1正確設(shè)置模式開關(guān)SWC、SWB、SWC，用單微指令方式(單拍開關(guān)DP設(shè)置為1)跟蹤控制臺操作讀寄存器、寫寄存器、讀存儲器、寫存儲器的執(zhí)行過程，記錄下每一步的微地址A5A0、判別位P4P0和有關(guān)控制信號的值，寫出這

40、4種控制臺操作的作用和使用方法。 2正確設(shè)置指令操作碼IR7IR4，用單微指令方式跟蹤除停機指令STP之外的所有指令的執(zhí)行過程。記錄下每一步的微地址A5A0、判別位P4P0和有關(guān)控制信號的值。對于JZ指令，跟蹤Z=1、Z=0兩種情況；對于JZ指令，跟蹤C=1、C=0兩種情況。 實驗步驟 1實驗準備 將控制器轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到微程序位置,微程序燈亮，將編程開關(guān)設(shè)置為正常位置，將單拍開關(guān)設(shè)置為1(朝上)。在單拍開關(guān)DP為1時，每按一次QD按鈕，只執(zhí)行一條微指令。 將信號IR4-I、IR5-I、IR6-I、IR7-I、C-I、Z-I依次通過接線孔與電平K0K5連接。通過撥動開關(guān)K0K5，可以對上述信號設(shè)置

41、希望的值。 打開電源。 2跟蹤控制臺操作讀寄存器、寫寄存器、讀存儲器、寫存儲器的執(zhí)行。按復(fù)位按鈕CLR后，撥動操作模式開關(guān)SWC、SWB、SWA到希望的位置，按一次QD按鈕，則進入希望的控制臺操作模式?？刂婆_模式開關(guān)和控制臺操作的對應(yīng)關(guān)系如下： 操作模式 功能選擇 備注 000 啟動程序運行 001 寫存儲器 010 讀存儲器 011 讀寄存器 100 寫寄存器 按一次復(fù)位按鈕CLR按鈕，能夠結(jié)束本次跟蹤操作，開始下一次跟蹤操作。 3 跟蹤指令的執(zhí)行 按復(fù)位按鈕CLR后，設(shè)置操作模式開關(guān)SWC=0、SWB=0、SWA=0，按一次QD按鈕，則進入啟動程序運行模式。設(shè)置電平開關(guān)K3K0，使其代表希

42、望的指令操作碼IR7IR4，按QD按鈕，跟蹤指令的執(zhí)行。 按一次復(fù)位按鈕CLR按鈕，能夠結(jié)束本次跟蹤操作，開始下一次跟蹤操作。 AARPCA7A0B7B0D7D009H0H0H0H0H0H08H0H0H0H01H01H0AH0H0H0H02H02H0CH0H0H0H03H03H0CH0H0H0H04H04H07H0H0H1H02HF0H06H0H0H3HH04HF0H03H0H0H0H0H20H02H20H0H0H0H20H02H21H0H0H0H01H02H22H0H0H0H02H02H23H0H0H0H03H02H24H0H0H0H04H05H0H0H0H0H20H04H20H0H0H0H

43、01H04H21H0H0H0H02H04H22H0H0H0H03H04H23H0H0H0H04H01H0H0H01H01HF0H（加）21H0H01H04H04H08H21H0H01H08H08H0FH（減）22H0H02H02H02H00H（與）23H0H03H08H03H00H（或）24H0H04H00H01H01H(F=B)25H0H01H01H04H04H0EH04H01H01H04H01H(F=A,F=B)26H0H01H01H04H01H10H0H01H01H04H04H27H01H02H04H04HF0H13H01H02H04H04HF0H28H01H02H04H04HF0H12

44、H01H02H04H04HF0H 寫寄存器讀寄存器寫存儲器讀存儲器 實驗結(jié)果分析及結(jié)論、心得能夠很清楚的根據(jù)SWC控制模式控制寫讀寄存器模式和寫讀存儲器模式，還能夠很靈活的將數(shù)據(jù)寫讀寄存器和寫讀存儲器，最后還利用指令操作碼進行各種邏輯運算。實驗報告5實驗名稱CPU組成與機器指令的執(zhí)行 實驗地點實驗日期成績實驗?zāi)康挠梦⒊绦蚩刂破骺刂茢?shù)據(jù)通路，將相應(yīng)的信號線連接，構(gòu)成一臺能運行測試程序的CPU。 執(zhí)行一個簡單的程序，掌握機器指令與微指令的關(guān)系。 理解計算機如何取出指令、如何執(zhí)行指令、如何在一條指令執(zhí)行結(jié)束后自動取出下一條指令并執(zhí)行，牢固建立的計算機整機概念。 實驗原理寫存儲器 寫存儲器操作用于向存

45、儲器中寫測試程序和數(shù)據(jù)。 按復(fù)位按鈕CLR，設(shè)置SWC=0、SWB=0、SWA=1。按QD按鈕一次，控制臺指示燈亮，指示燈A5A0顯示03H，進入寫存儲器操作。在數(shù)據(jù)開關(guān)SD7SD0上設(shè)置存儲器地址，通過數(shù)據(jù)總線指示燈D7D0可以檢查地址是否正確。按QD按鈕一次，將存儲器地址寫入地址寄存器AR，指示燈A5A0顯示02H，指示燈AR7AR0顯示當前存儲器地址。在數(shù)據(jù)開關(guān)上設(shè)置被寫的指令。按QD按鈕一次，將指令寫入存儲器。寫入指令后，從指示燈AR7AR0上可以看到地址寄存器自動加1。在數(shù)據(jù)開關(guān)上設(shè)置下一條指令，按QD按鈕一次，將第2條指令寫入存儲器。這樣一直繼續(xù)下去，直到將測試程序全部寫入存儲器。

46、 讀存儲器 讀存儲器操作用于檢查程序的執(zhí)行結(jié)果和檢查程序是否正確寫入到存儲器中。 按復(fù)位按鈕CLR，設(shè)置SWC=0、SWB=1、SWA=0。按QD按鈕一次，控制臺指示燈亮，指示燈A5A0顯示05H，進入讀存儲器操作。在數(shù)據(jù)開關(guān)SD7SD0上設(shè)置存儲器地址，通過指示燈D7D0可以檢查地址是否正確。按QD按鈕一次，指示燈AR7AR0上顯示出當前存儲器地址，在指示燈D7D0上顯示出指令或數(shù)據(jù)。再按一次QD按鈕，則在指示燈AR7AR0上顯示出下一個存儲器地址，在指示燈D7D0上顯示出下一條指令。一直操作下去，直到程序和數(shù)據(jù)全部檢查完畢。 寫寄存器 寫寄存器操作用于給各通用寄存器置初值。 按復(fù)位按鈕CL

47、R，設(shè)置SWC=1、SWB=0、SWA=0。按QD按鈕一次，控制臺指示燈亮，指示燈A5A0顯示09H，進入寫寄存器操作。在數(shù)據(jù)開關(guān)SD7SD0上設(shè)置R0的值，通過指示燈D7D0可以檢查地址是否正確，按QD按鈕，將設(shè)置的數(shù)寫入R0。指示燈A5A0顯示08H，指示燈B7B0顯示R0的值，在在數(shù)據(jù)開關(guān)SD7SD0上設(shè)置R1的值，按QD按鈕，將設(shè)置的數(shù)寫入R1。指示燈A5A0顯示0AH，指示燈B7B0顯示R1的值，在在數(shù)據(jù)開關(guān)SD7SD0上設(shè)置R2的值，按QD按鈕，將設(shè)置的數(shù)寫入R2。指示燈A5A0顯示0CH，指示燈B7B0顯示R2的值，在在數(shù)據(jù)開關(guān)SD7SD0上設(shè)置R3的值，按QD按鈕，將設(shè)置的數(shù)寫入R3。指示燈A5A0顯示00H，指示燈A7A0顯示R0的