廣工計(jì)算機(jī)組成原理試驗(yàn)

1、計(jì)算機(jī)學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)班組、學(xué)號(hào)姓名 協(xié)作者 教師評(píng)定 實(shí)驗(yàn)題目根底匯編語言程序設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1)學(xué)習(xí)和了解TEC-XP教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)監(jiān)控命令的用法；(2)學(xué)習(xí)和了解TEC-XP教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的指令系統(tǒng)；(3)學(xué)習(xí)簡單的TEC-XP教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)匯編語言程序.二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器材：TEC-XP教學(xué)實(shí)當(dāng)僉系統(tǒng),仿真終端軟件.三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、學(xué)習(xí)聯(lián)機(jī)使用TEC-XP教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和仿真終端軟件 PCEC;2、學(xué)習(xí)使用WINDOW蜃面的串口通訊軟件；3、使用監(jiān)控程序的R命令顯示/修改存放器內(nèi)容、D命令顯示存儲(chǔ)器內(nèi)容、E命 令修改存儲(chǔ)器內(nèi)容；4、使用A命令編寫一小段匯編程序,U命令反匯編剛輸入的程序,用

2、 G命令連 續(xù)運(yùn)行改程序,用T、P命令單步運(yùn)行并觀察程序單步執(zhí)行的情況.四、實(shí)驗(yàn)步驟：一、實(shí)驗(yàn)具體操作步驟：1、準(zhǔn)備一臺(tái)串口工作良好的PC機(jī)；2、將TEC-XP&在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上,翻開實(shí)驗(yàn)箱的蓋子,確定電源處于斷開狀態(tài)；3、將黑色電源線一端接220V交流電源,另一端插在TEC-XP式驗(yàn)箱電源插座上；4、取出通訊線,將通信線的9芯插頭接在試驗(yàn)箱的串口 COM1或“COM2上, 另一端接到PC機(jī)的串口上；5、將TEC-X我驗(yàn)系統(tǒng)左下方的6個(gè)黑色限制器開關(guān)置為001100,限制開關(guān)的功能在開關(guān)上、下方有標(biāo)識(shí)；開關(guān)撥向上方表示“1,撥向下方表示“ 0,“x表示任意,其他實(shí)驗(yàn)相同；6、翻開電源,船形開

3、關(guān)和5v電源指示燈亮.7、在PC機(jī)上運(yùn)行PCEC16.EXEC件,直接回車.8、按一下“ RESET按鍵,再按一下“ START按鍵在主機(jī)上顯示：TEC- 2000 CRT MONITORVersion 1.0 April 2001Computer Architectur Lab,Tsinghua UniversityProgrammed by He Jia >二、實(shí)驗(yàn)本卷須知：幾種常見的工作方式開關(guān)撥到上方表示為 1,撥到下方為0工#5個(gè)撥動(dòng)開關(guān)連續(xù)運(yùn)行程序、組合邏輯限制器、聯(lián)機(jī)、16位機(jī)00110連續(xù)運(yùn)行程序、微程序限制器、聯(lián)機(jī)、16位機(jī)00010單步、手動(dòng)置指令、組合邏輯限制器、聯(lián)

4、機(jī)、16位11110機(jī)單步、手動(dòng)置指令、微程序限制器、聯(lián)機(jī)、16位機(jī)1101016位機(jī)、脫機(jī)運(yùn)算器實(shí)驗(yàn)1XX00、仿真終端軟件的操作成功運(yùn)行 PCEC16.EXE勺界面Pcecl6,coiIEC-2021 CRT MONITORVersion 2.021.1©fconputer ftrchitectur Labelsinghua UniuersityCopyright Jason He>aTEC-2080 CRT nONHORkiers ion 2.8 20M.10Computer ftrchitectur Lab*,Tsinghua UniversityCopyright J

5、ason He四、實(shí)驗(yàn)例如：1 .用R命令查看存放器內(nèi)容或修改存放器的內(nèi)容1 在命令行提示符狀態(tài)下輸入：R /;顯示存放器的內(nèi)容注：存放器的內(nèi)容在運(yùn)行程序或執(zhí)行命令后會(huì)發(fā)生變化.2 在命令行提示符狀態(tài)下輸入：R RQ/ :修改存放器R0的內(nèi)容,被修改的存放器與所賦值之間可以無空格,也可由一個(gè)或數(shù)個(gè)空格主機(jī)顯示：存放器原值：在該提示符下輸入新的值0036再用R命令顯示存放器的內(nèi)容,那么 R0的內(nèi)容變?yōu)?036.測試結(jié)果如以下列圖：3.用命令修改存儲(chǔ)器內(nèi)容在命令提示符狀態(tài)下輸入:E2000 /屏幕顯示：2000 地址單元的原有內(nèi)容：光標(biāo)閃爍等待輸入輸入0000依次改變地址單元 20012005的內(nèi)

6、容為：1111 2222 3333 4444 5555注意：用E命令連續(xù)修改內(nèi)存單元的值時(shí),每修改完一個(gè),按一下空格鍵,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)給出下一個(gè)內(nèi)存單元的值,等待修改；按回車鍵那么退出E命令.060曬HFFFF0000FFFF0000FFFF0000FEFF 20680000BFFF6006FFFF0008FFFF0000FFFF 8000FFFFROfJHFFFFFFFF0000FFFF >E 20004100：00004C54：1111FFFF：33330000:44442005>D 20002000FFFF：0000SHS5111122223333444455550000FFFF

7、 ,',33DDUU.30660000FFFF0000FFFF0000FFFF4000FFFF .20214100FE700000FFFF0000FFFF0000FFFF A.p20210000FFFF0000FFFF0080FFFF03003FFF .20210000FFFF0000FFFF0000FFFF0000FFFF 一 20210080FFFF0000FFFF0000FFFF00007PFF "20304000FEFF8000FFFF0000FFFFS000FFFF 62日382000FFFF0000FFFF0000FFFF2000FFFF 20402000FFFF

8、0808FFFF0000FFFF0002BFFF 20480000FFFF0008FFFF0000FFFF8080BFFF 一 20504100B7480000FFFF0000FFFF0000FFFF A.H2358此口目FFFF0000FFFF0000FFFF01300DFFF 一 20600010FFFF0000FFFF0000FFFF0000FEFF 2066BFFF0000FFFF0廊FFFF6000FFFF 20?00000FFFF0000FFFF0000FFFF0000FFFF | A零沙nchtonumwCo mdiun ic at io n f oi*TEC <>

9、1BM-PC Byi Computer iflpchitecture Lab.94_ Xs Pcecl6. co>5.用A命令花不如一段匯編源程序,主要是想累加器送入數(shù)據(jù)和進(jìn)行運(yùn)算,執(zhí)行程序并觀察運(yùn)行結(jié)果.1 在命令行提示符狀態(tài)下輸入:A 2000 /:表示該程序從2000H 內(nèi)存RAME的起始地址地址開始屏幕將顯示：2000 :輸入如下形式的程序：2000 : MVRIR0, AAAAMVRDW R0之間有且只有一個(gè)空格,其他指令相同2002 : MVRD R1 55552004 : ADD RO R12005 : AND R0 R12006 : RET ;程序的最后一個(gè)語句,必須為

10、RET指令2007 :直接敲回車鍵,結(jié)束 A命令輸入程序的操作過程假設(shè)輸入有誤,系統(tǒng)會(huì)給出提示并顯示出錯(cuò)地址,用戶只需在該地址重新 輸入正確的指令即可.2用U命令反匯編剛輸入的程序在命令行提示符狀態(tài)下輸入：U 2000 /在相應(yīng)的地址會(huì)得到輸入的指令及其操作碼注：連續(xù)使用不帶參數(shù)的 U命令時(shí),將從上一次反匯編的最后一條語句 之后接著繼續(xù)反匯編.3 用G命令運(yùn)行前面鍵入的源程序G 2000/程序運(yùn)行結(jié)束后,可以看到程序的運(yùn)行結(jié)果,屏幕顯示各存放器的值,其中R0和R1的值均為5555H說明程序運(yùn)行正確.4 用P或T命令,但不執(zhí)行這段程序,觀察指令執(zhí)行結(jié)果在命令行提示符狀態(tài)下輸入：T 2000/存放

11、器R0被賦值為AAAAHT /存放器R1被賦值為5555HT /做加法運(yùn)算,和放在 R0, R0的值變?yōu)镕FFFHT /做與運(yùn)算,結(jié)果放在 R0, R0的值變?yōu)?555H用P命令執(zhí)行過程同上注：T總是執(zhí)行單條指令,但執(zhí)行P命令時(shí),那么把每一個(gè)CALL語句連同被 調(diào)用的子程序依次執(zhí)行完成.T, P命令每次執(zhí)行后均顯示所由通用存放 器及狀態(tài)存放器的內(nèi)容,并反匯編出下一條將要執(zhí)行的指令.運(yùn)行結(jié)果如下：-SSSS Hl=5b55 HZ=6ttCf R3=7DHB SP=27B« PC=2H0 R6=H6HH R7=FFFF RU 陽R9=FFFF>t 2E5HHR10Rll-FFFFR

12、12=3B3QR13-FFFFR14-2612R15-FFFFl小蝴由-FPFFR1-555S2002： 8B1B 5555>TR2-60CF Rll-FFFF HURD RiB3-7D005555SP-27«0R13-FFPFPC-2002RM 26ODR6電帕. RIS-FFFFR7-PFFF -0060F=11111111=AAAA RI=5555R9-FFFF 2004： &B01 >TR2YBCF R3=7D00Rll-FFFF R12-000HSP=2760 M3-FFPPPC=2004 R14-2b0DR15-FFFFH7=FFFF Rfl=gg.日

13、F-llllllllADDRtt=FPFP Ri=5555R9 FFFF RIH 0H0B 2H0b：陽Hl>TR2=“CP R=7DH0Rll FFFF R12-0H0HSP=27fiBRI3-FFFFRi5'FFFFR7=FFFF F-llllllll9-FPFPQ06： 8F00口 NDRIR2-fcOCF H3-7D0BR11=FFFF R12=曲加 RETSP-27«0R13=FPFPPC"200tR14-26BDRIS-FFFFR7-FFFF ftfi-gggg F-llllllllfl sun chrono us ConriQin ic«

14、;t ion for TEC?一> IBH-PC Bv Conputcr Architecture L*b*94前 PceclG* cobF 11111111, XIR9-FFFF H1H W0O0 Rll-FFFF R12 (J000 R13 FFFF H14 260D B1S-PFFF12804； 0001ADDRIR0=PFFF R1=S555M9-FFFF 0201>TH2=t0CP R3=?D(1W Hll -FFFFSP=2?8BR13FFFFPC=200S R14-260DNUHTFR7=PFPP R8=HHHHF-llllllllANDRIRH=5555 JU =5

15、555 H9-FFPF KIU-UMEJU 2曲&士 HF的 >p 2000R2=6HCF Rll-FFFF REIR3=7即SP=Z788R13-FFFFPC=?006 R14-260DR6=%加 BIS-FFFFR7=FFFF R0=000«P=llllllllP0-AAAA RL=5555H9-PFPF 2082： BS10 SSSS >PR2=60CFRll-FFFFR3=7DHHSF-2780 R13-FFFFPC=?002 R14=2E(WP6=Ct00W H1S-FPFPR7=FFFF R0= 靦P=11111111HURD RI,S55SW0-AA

16、AA RL5555R9-FFFF 20G4- 0001H2=60CP R3=7DR0 SF=278BRll=PPFP R12 = MM1H Ri3-FFFFADDPC-2004 R14=26刖R6 HlS=PFFFR7-FFFF R9=0000F-lllllllllavnchronoir Connunic*Oon for TEC <一一> LBH-PC By _ConiJ«ter Architeicttirt Ldb«94例1 :設(shè)計(jì)一個(gè)小程序,從鍵盤上接收一個(gè)字符并在屏幕上數(shù)出顯示該字符<1>在命令行提示符狀態(tài)下輸入：A 2000 J屏幕將顯示：2

17、000:輸入如下形式的程序:2000: IN 81 :判斷鍵盤上是否按了建2001: SHR R0:即用行口是否有輸入的字符2002: SHR R02003: JRNC 2000:未輸入完那么循環(huán)測試2004: IN 80 :接收該字符2005: OUT 80；:在屏幕上輸出顯示字符6'2006: RET；:每個(gè)用戶程序都必須用RET指令結(jié)束2007:；:按回車即結(jié)束輸入過程注：在十六位機(jī)中,根本I/O接口的地址是確定的,數(shù)據(jù)口的地址為 80, 狀態(tài)口的地址為81.<2>用"G'命令運(yùn)行程序在命令提示符狀態(tài)下輸入：G2000 ；執(zhí)行上面輸入的程序光標(biāo)閃爍等

18、待輸入,用戶從鍵盤入字符后,屏幕會(huì)顯示該字符.該例建立了一個(gè)從主存2000H地址開始的小程序.這種方式下,所有的數(shù)字都約定使用16進(jìn)制數(shù),故數(shù)字后不用跟字符 H.每個(gè)用戶程序的最后一個(gè)語 句一定為RET匯編語句.由于監(jiān)控程序是用類似子程序調(diào)用方式使實(shí)驗(yàn)者的程序 投入運(yùn)行的,用戶程序只有用RET語句結(jié)束,才能保證程序運(yùn)行結(jié)束時(shí)能正確返 回到監(jiān)控程序的斷點(diǎn),保證監(jiān)控程序能繼續(xù)限制教學(xué)機(jī)的運(yùn)行過程.測試如以下列圖：*=* PceclS* ca>TRISt i 0 u FB :Py2 0 n p 0 0 2Un lucre ityH 2 0 1RR08 B CCDRRNNH H RRH-S23L

19、R9-PBFFR1=FFFFRIW-WWKD做=弛時(shí) R11=PFFFR3=FFFF R12=fl002SP=27fl0R13=FFFPPC =2(1(1. R14-2612R6-HHHH H15-FFFFR7=FFFF F=llllllll0-8232 ；9FBFFH1=FFFF R10-000DR2回g酶 Rll-FFFFR3=FFFF RI2-0002SP=27flfiR13-FFFFPC-2000 R14-2612RG.萌目 R15-FFFFR7=FFFF 麗邸照F-IUlltll五、實(shí)驗(yàn)心得學(xué)會(huì)了聯(lián)機(jī)使用TEC-XP教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和仿真終端軟件 PCEC教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 監(jiān)控命令的用法,了

20、解了 TEC-CPt學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的指令系統(tǒng),試著做匯編程序設(shè) 計(jì),在嘗試中發(fā)現(xiàn)匯編程序設(shè)計(jì)的方法,理解指令代碼的意義及程序所能實(shí)現(xiàn)的 功能,并對(duì)根底匯編語言程序設(shè)計(jì)有了初步的了解, 增加了自己學(xué)習(xí)的興趣和提 高了自己的動(dòng)手操作的水平.計(jì)算機(jī)學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)1班組、學(xué)號(hào)姓名 協(xié)作者 教師評(píng)定實(shí)驗(yàn)題目 脫機(jī)運(yùn)算器實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、深入了解AM290強(qiáng)算器的功能與具體用法.2、深化運(yùn)算器部件的組成、設(shè)計(jì)、限制與使用等知識(shí).二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器材：TEC-XP教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)三、實(shí)驗(yàn)說明和原理：脫機(jī)運(yùn)算器實(shí)驗(yàn),是指讓運(yùn)算器從數(shù)學(xué)計(jì)算機(jī)整機(jī)中脫離出來,此時(shí),他的全部限制與操作均需通過兩個(gè)12位的衛(wèi)星開關(guān)來完成

21、,這就談不上執(zhí)行指令, 只能通過開關(guān),案件限制數(shù)學(xué)機(jī)的運(yùn)算器完成指定的運(yùn)算功能, 并通過指示燈觀 察運(yùn)算器結(jié)果.下面先把前邊幾講過的,與該實(shí)驗(yàn)直接有關(guān)的結(jié)論性內(nèi)容匯總?cè)缦?一、12位微型開關(guān)的具體限制功能分配如下：A 口,B 口地址：送給AM290儒件用于選擇源與目的操作數(shù)的存放器編號(hào)：I8-I0 :選擇操作數(shù)來源,運(yùn)算操作功能,選擇操作數(shù)處理結(jié)果和運(yùn)算器輸出內(nèi)容的3組3位的限制碼：SCI, SSHffi SST用于確定運(yùn)算器最低位的進(jìn)位輸入,移位信號(hào)的入/出和怎樣處理AM2901產(chǎn)生的狀態(tài)標(biāo)志位的結(jié)果.二、開關(guān)位置說明：做脫機(jī)運(yùn)算器實(shí)驗(yàn)時(shí),要用到提供24位限制信號(hào)的微動(dòng)開關(guān)和提供16位數(shù)據(jù)的

22、拔動(dòng)開關(guān).微動(dòng)開關(guān)是紅色的,一共有三個(gè),一個(gè)微動(dòng)開關(guān)可以提供12位的控制信號(hào),三個(gè)開關(guān)分別標(biāo)有 SWIImicro switch 、SW2nicro switch 和 SW3micro switch ；數(shù)據(jù)開關(guān)是黑色的,左邊的標(biāo)有SWH勺是高8位,右邊的標(biāo)有SWL勺是低8位.微動(dòng)開關(guān)與限制信號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系見表從左到右：SW1 Micro switchSW2 Micro switchSW3 Micro switchT3-T0REQ/MIO/WEI2-I0I8-I7I6-I3B PORTA PORTSSTSSHSCIDC2DC1三、開關(guān)檢測紅色微動(dòng)開關(guān)是該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)使用壽命最短的器件,開關(guān)好壞的檢測方法

23、比較簡單,用戶將五個(gè)限制機(jī)器工作方式的開關(guān)置于“1XX00.,從左面其第二個(gè)和第三個(gè)的開關(guān)處于任意位置,然后將兩個(gè)未動(dòng)開關(guān)上的24小紐子依次置為1 開關(guān)撥到上方為1,看對(duì)應(yīng)的指示燈是否亮,如果有一個(gè)或數(shù)個(gè)指示燈不亮,那么一般是開關(guān)除了問題.四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：在脫機(jī)方式下,對(duì)于給定指令分析其執(zhí)行過程中運(yùn)算步驟,通過對(duì)AM290他算器所需的限制信號(hào)的設(shè)置,使之完成運(yùn)算,并核對(duì)運(yùn)算結(jié)果.五、實(shí)驗(yàn)步驟：在脫機(jī)方式下,通過設(shè)置SW1 SW2 SW階微碼字段和數(shù)據(jù)開關(guān),可實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)算.以實(shí)現(xiàn)AAAAH->R偽例說明操作過程1、根據(jù)下表中的微碼和數(shù)據(jù)開關(guān),對(duì)運(yùn)算器的功能進(jìn)行設(shè)置.操作步驟如下:微動(dòng)開關(guān)數(shù)據(jù)

24、開關(guān)I8-I6I5-I3I2-I0SSTSSHSCiBAD15-D001100011100100000001不用AAAAH5、將教學(xué)機(jī)左下方的 5個(gè)撥動(dòng)開關(guān)置為 11XX00(單步,16位,脫機(jī))；先按一 下" RESET按鍵,再按一下" START按鍵,進(jìn)行初始化.6、通過16個(gè)數(shù)據(jù)開關(guān)設(shè)置立即數(shù)AAAAH7、通過SW1 SW2 SW的置各微碼.3、按一次STARTS,立即數(shù)XXXXK入R1,通過顯示燈查看按STARTS后的輸 出.假設(shè)要進(jìn)行其他操作：(1)程序設(shè)置SW1 SW2 SW3t據(jù)開關(guān),通過顯示燈觀察輸出.(2)然后按START!執(zhí)行操作.通過顯示燈觀察按STA

25、RTS后的輸出,檢查運(yùn) 算結(jié)果是否正確.4、接下來,按下表所列的操作在機(jī)器上進(jìn)行運(yùn)算器脫機(jī)實(shí)驗(yàn),將結(jié)果填入表中：其中,D1取為0101H,D2取為1010H,通過兩個(gè)12位的紅色微型開關(guān)向運(yùn)算器提供 限制信號(hào),通過16位數(shù)據(jù)開關(guān)向運(yùn)算器提供數(shù)據(jù),通過指示燈觀察運(yùn)算結(jié)果及狀 態(tài)標(biāo)志.運(yùn)算I8-I0SSTSSHSCIBA壓 STARTS壓STAR市ALU輸出CZVSALU輸出CZVS*D1+0->R001100011100100000000不用0101隨機(jī)01010000*D2+0->R101100011100100000001不用1010000010100000R0+R1->R

26、00110000010010000000000011111000021210000R0-R1->R001100100100100010000000101010000F0F11000R1-R0->R10110010010010001000100000F0F10000E0E1000R0VR1->R00110110010010000000100000F0F10000F0F1010R0R1->R00111000010010000000000011010101001011010R0R1->R00111100010010000000000011010101001011000(

27、R0R1)->R0011111001001000000000001FEFE10000E0E10012*R0->R011100001100100000000不用FEFE1001FDFC0001R0/2->R010100001100100000000不用FDFC00017EFE0001注：用*標(biāo)記的運(yùn)算,表示D1,D2的數(shù)據(jù)是由撥動(dòng)開關(guān)SW合出的,開關(guān)給的是二進(jìn)制的信號(hào),注意二進(jìn)制和十六進(jìn)制間的轉(zhuǎn)換.六、思考題：問題：分析比較各指令按STARTS前和按STARTS后的值,是否有不同并解釋.前后結(jié)果有些不同,按“ START按鍵之前,ALU輸出的是計(jì)算結(jié)果,參照 ALU的操作周期的

28、時(shí)序可知A,B 口數(shù)據(jù)鎖存是在時(shí)鐘的下降沿,通用存放器的接 收是在低電平,所以要想存放器接收ALU的計(jì)算結(jié)果必須按一次" START按鍵. 七、實(shí)驗(yàn)心得：了解了 AM2901運(yùn)算器的功能與具體用法并深化運(yùn)算器部件的組成、設(shè)計(jì)、 限制與使用等知識(shí).一開始由于不了解按鈕的實(shí)際作用和功能,一直出現(xiàn)錯(cuò)誤的 結(jié)果,經(jīng)請教同學(xué)再進(jìn)一步把指導(dǎo)書看懂后, 最終實(shí)現(xiàn)了本實(shí)驗(yàn)的操作.深刻讓 我理解到做實(shí)驗(yàn)前要好好進(jìn)行預(yù)習(xí)工作, 上課時(shí)認(rèn)真聽老師的講解和指導(dǎo),對(duì)于 遇到自己沒方法解決的事可以請教老師或同學(xué),學(xué)會(huì)對(duì)問題的分析,找尋錯(cuò)誤的原因,分析遇到的各種現(xiàn)象,判斷結(jié)果是否正確.計(jì)算機(jī)學(xué)院 網(wǎng)絡(luò)工程 專業(yè)班

29、組、學(xué)號(hào) 姓名 協(xié)作者 教師評(píng)定實(shí)驗(yàn)題目 存儲(chǔ)器部件教學(xué)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、熟悉ROMS片和RAM5片在功能和使用方法等方面的相同和差異之處；學(xué)習(xí) 用編程器設(shè)備向EEPROM片內(nèi)寫入一批數(shù)據(jù)的過程和方法.9、理解并熟悉通過字、位擴(kuò)展技術(shù)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展存儲(chǔ)器系統(tǒng)容量的方案.10、了解靜態(tài)存儲(chǔ)系統(tǒng)使用的各種限制信號(hào)之間正常的時(shí)序關(guān)系.11、了解如何通過讀、寫存儲(chǔ)器指令實(shí)現(xiàn)對(duì) 58C65ROI«片的讀、寫操作.12、加深理解對(duì)存儲(chǔ)器部件在計(jì)算機(jī)整機(jī)系統(tǒng)中的作用.二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器材：TEC-XP教學(xué)計(jì)算機(jī)三、實(shí)驗(yàn)說明與原理：1、內(nèi)存儲(chǔ)器原理內(nèi)存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)中存放正在運(yùn)行中的程序和相關(guān)數(shù)據(jù)的部件.

30、在教學(xué)計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器部件設(shè)計(jì)中,出于簡化和容易實(shí)現(xiàn)的目的,選用靜態(tài)存儲(chǔ)器芯片實(shí)現(xiàn)內(nèi) 存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)體,包括唯讀存儲(chǔ)區(qū)和隨讀寫存儲(chǔ)區(qū)兩局部,ROMfr儲(chǔ)區(qū)選用4片長度8位、容易8KB的58C65芯片實(shí)現(xiàn),RAMfr儲(chǔ)區(qū)選用2片長度8位、容量2KB 的6116芯片實(shí)現(xiàn),每2個(gè)8位的芯片合成一組用于組成16位長度的內(nèi)存字,6 個(gè)芯片被分成3組,其地址空間分配關(guān)系是：0-1777h用于第一組ROM固化監(jiān) 控程序,2000-2777h用于RAM保存用戶程序和用戶數(shù)據(jù),其高端的一些單元作 監(jiān)控程序的數(shù)據(jù)區(qū),第二組ROM勺地址范圍可以由用戶選擇,主要用于完成擴(kuò)展 內(nèi)存容量的教學(xué)實(shí)驗(yàn).地址總線的低13位送到ROM

31、S片的地址線引腳,用于選擇芯片內(nèi)的一個(gè)存儲(chǔ)字.用于實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)字的高位字節(jié)的 3個(gè)芯片的數(shù)據(jù)線引腳、實(shí)現(xiàn)低位字節(jié)的 3 個(gè)芯片的數(shù)據(jù)線引腳分別連接在一起接到數(shù)據(jù)總線的高、 低位字節(jié),是實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ) 器數(shù)據(jù)讀寫的信息通路.數(shù)據(jù)總線要通過一個(gè)雙向三態(tài)門電路與 CPLK側(cè)的內(nèi)部 總線舊相連接,已完成存儲(chǔ)器、接口電路和 CP必問的數(shù)據(jù)通訊.2、擴(kuò)展教學(xué)機(jī)的存儲(chǔ)空間四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、完成存儲(chǔ)器擴(kuò)展的教學(xué)實(shí)驗(yàn),需為擴(kuò)展存儲(chǔ)器選擇一個(gè)地址,并注意讀寫和 等限制信號(hào)的正確狀態(tài).2、用監(jiān)控程序的 D E命令對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫,比較 RAM(6116> EEPROM(28 列芯片)、EPROM(2系列芯片)在讀寫上的

32、異同.3、用監(jiān)控程序的A命令編寫一段程序,對(duì) RAM(6116進(jìn)行讀寫,用D命令查看 命令是否正確.4、用監(jiān)控程序的A命令編寫一段程序,對(duì)擴(kuò)展存儲(chǔ)器 EEPROM(28列芯片)進(jìn) 行讀寫,用D命令查看結(jié)果是否正確；假設(shè)不正確,分析原因,改寫程序,重新運(yùn) 作.實(shí)驗(yàn)步驟：1 .檢查FPGAF方的標(biāo)有“ /CE的四組插針均是左邊兩個(gè)短接；2 .檢查RAM(6116)上方的標(biāo)有“ /WE'的插針應(yīng)是左邊兩個(gè)短接；3 . RAM(6116)支持即時(shí)讀寫,可直接用 A、E命令向擴(kuò)展的存儲(chǔ)器輸入程序或 改變內(nèi)存單元的值.RAMfr的內(nèi)容在斷電后會(huì)消失,重新啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)機(jī)后會(huì)發(fā)現(xiàn)內(nèi) 存單元的值發(fā)生了改變.

33、1>用E命令改變內(nèi)存單元的值并用 D命令觀察結(jié)果.1在命令行提示符狀態(tài)下輸入:E2021 /屏幕將顯示：2021內(nèi)存單元原值：按如下形式鍵入：2021 原值：2222 空格原值：3333 空格原值：4444 空格原值：5555*2在命令行提示符狀態(tài)下輸入：D2021 /屏幕將顯示從2021內(nèi)存單元開始的值,其中2021H2023H勺值為:2222 3333 4444 5555CEC-2000 CRT MONITORVersion 2 020014107onvuter Archi tectur Lab, , Tsinghua Universi tyopyri ght Jason He>

34、;E 202120210000:2222 0000:3333 0000:4444 0000:5555>D 202120212222333344445555oooooooooooooooo"33DDUU.20280000000000000000oooooooooooooooo3030000000000000ooooooooooooooooOOOD30380000000000000000oooooooooooooooo2040oooooooo0000oooooooooooooooo000.2O4Soooogoooooooooooooooooooooooooo205000000000

35、000.0000oooooooooooooooo2O5S0000000000000000oooooooooooooooo»*»»*»»»*2Q&0000000000000oooooooo000000000000206g000000000000oooooooooooooooooooo20700000000000000000oooooooooooo000020780000000000000000oooooooooooooooo2080000000000000oooooooooooooooooooo2033000000000000o

36、ooooooooooooooooooo2090000000000000oooooooooooooooooooo3斷電后重新啟動(dòng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)機(jī),用 D命令觀察內(nèi)存單元20212023的值會(huì)發(fā)現(xiàn)原來置入到這幾個(gè)內(nèi)存單元的值已經(jīng)改變,用戶在使用RAM寸,必須每次 斷電重新 啟動(dòng)后都要重新輸入程序或修改內(nèi)存單元的值.0000 FFF7 0000 FFFF2用A命令輸入一段程序,執(zhí)行并觀察結(jié)果.<1>在命令行提示符狀態(tài)下輸入：A 2000 /屏幕將顯示：2000:按如下形式鍵入：2000:MVRDR0AAAA2002:MVRDR155552004 : AND R0 R12005:RET2006:

37、/<2>在命令行提示符狀態(tài)下輸入：T2000 /R0的值變?yōu)锳AAAH其余存放器的值不變R0=AAAAT /R1的值變?yōu)?555H其余存放器的值不變R0=AAAA R1=5555T /R0的值變?yōu)?000H其余存放器的值不變R0=0000<3>在命令行提示符狀態(tài)下輸入：G 2000運(yùn)行輸入的程序R0=0000 R1=5555<4>在命令行提示符狀態(tài)下輸入：R/屏幕顯示：R0=0000 R1=5555 R2=采用單步和連續(xù)兩種方式執(zhí)行一段程序,查看結(jié)果,斷電后發(fā)生什么情況答：斷電前,單步和連續(xù)結(jié)果一樣；斷電后,單步可以運(yùn)行,但前后結(jié)果不一樣, 斷電后,連續(xù)不可

38、運(yùn)行.RAM芯片可直接用A命令鍵入程序,但斷電會(huì)喪失,要再次調(diào)適該程序必須重新輸入,對(duì)那些較長的程序或經(jīng)常用到的程序可通過交叉匯編, 在上位機(jī)生成 代碼文件,每次加電啟動(dòng)后不用重新輸入,只需通過 PCEC1酪代碼文件傳送給 下位機(jī)即可.4、將擴(kuò)展的ROMS片插入標(biāo)有“ EXTROMH口 “EXTROML的自鎖緊插座,要注意芯片插入的方向,帶有半圓形缺口的一方朝左插入.如果芯片插入方向不對(duì),會(huì)導(dǎo)致芯片燒毀,然后鎖緊插座.5、將擴(kuò)展芯片下方的插針按以下方式短接：將標(biāo)有“ /MWR和“RE5的三個(gè)插針左面兩個(gè)短接,將標(biāo)有“ /MWR “/OE “GND的三個(gè)插針左邊兩個(gè)短接.6、將擴(kuò)展芯片上方標(biāo)有E

39、XTROMH EXTROML “/CS信號(hào)用自鎖緊線短接,然后短接到MEMDC 138片的上方的標(biāo)有“ 40005fff 地址單元.注意：標(biāo)有/CS的圓孔針與標(biāo)有MEM/CS勺一排圓孔針中的任意一個(gè)都可以用導(dǎo)線相連；連接的地址范圍是多少,用戶可用的地址空間就是多少.7、將標(biāo)有“ DataBus 15-8和“ DataBus 7-0的數(shù)據(jù)總線的指示燈下方的插針 短接.8、將標(biāo)有“ DataBus 15-8 和“ AdressBus 7-0 的數(shù)據(jù)總線的指示燈下方的 插針短接.下面以2764A為例,進(jìn)行擴(kuò)展EPROMS.9、EPRO皿紫外線可擦除的電可改寫的只讀存儲(chǔ)器芯片.在又t EPRO進(jìn)行重寫

40、前必須先擦除并判斷芯片是否為空,再通過編程器進(jìn)行編程.<1>將芯片0000001F的內(nèi)存單元的值置成 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B0C 0D 0E 0F 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 1A 1B 1C 1D 1E 1F<2>將變成好的芯片插在擴(kuò)展芯片的高位,低位不插,按上面的提示插好插針.(1)用D命令看內(nèi)存單元0000001F的值.可以看到內(nèi)存單元的值為：01FF 02FF 03FF 04FF1FFF(2)用E命令向芯片內(nèi)存單元置值,再用 D命令查看,會(huì)發(fā)現(xiàn)原來的指沒有改 變；(3)用A命令向芯片所在的

41、地址漸入程序,用 U命令反匯編,會(huì)發(fā)現(xiàn)地址保持 原來的值.該試驗(yàn)說明,EPORO環(huán)能直接修改和編程,必須先擦除,再通過編 程器編程.(4)將教學(xué)其斷電后重啟,用 D命令看內(nèi)存單元的0000001F的內(nèi)容,會(huì)發(fā)現(xiàn) 數(shù)值不變,EPRO附內(nèi)容在斷電后會(huì)保持.0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009 000A001E001F10、AT28C64由勺讀操作和一般的RAMK樣,而其寫操作,需要一定的時(shí)間,大約為1毫秒.因此,需要編寫一延遲程序,在對(duì)EEPRO通行寫操作時(shí),調(diào)用該子程序,以完成正確的讀寫.1用E命令改變內(nèi)存單元的值并用 D命令觀察結(jié)果.<

42、1>在命令行提示符狀態(tài)下輸入：E 5000 /屏幕將顯示：5000內(nèi)存單元原值：按如下形式鍵入：三、原值：2424 按空格原值：3636 按空格原值：4848 按空格原值： 5050/<2>在命令行提示符狀態(tài)下輸入：D 5000 /屏幕將顯示5000十507FH內(nèi)容單元的值,從5000開始的連續(xù)四個(gè)內(nèi)存單元的值 依次為 2424 3636 4848 5050.<3>斷電后重新啟動(dòng),用D命令觀觀察內(nèi)存單元50005003的值,會(huì)發(fā)現(xiàn)這四個(gè) 單元的值沒有發(fā)生改變,說明 EEPROM內(nèi)容斷電后可保存.2 AT28C64B存儲(chǔ)器不能直接用A命令出入程序,單字節(jié)的指令可能會(huì)

43、寫進(jìn)去, 雙字節(jié)指令的低位會(huì)出錯(cuò)建議試一試,可將編寫好的程序用編程器寫入片內(nèi)； 也可以將程序放到 RAM6116中,調(diào)用延時(shí)子程序,訪問 AT28C64Bfr的內(nèi)存 地址.下面給出的程序,在5000H-500FH單元中依次寫入數(shù)據(jù)000H 0001H 00FH 從2000H單元開始輸入主程序：2000 MVRD R0,0000MVRD R2,0010; R2記錄循環(huán)次數(shù)MVRD R3,5000; R3的內(nèi)容為16為內(nèi)存地址(2006) STRR R3, R0;將R0存放器的內(nèi)容放到R3給出的內(nèi)存單元中CALA 2200;調(diào)用程序地址為2200的延時(shí)子程序INC R0; R0力口 1INC R3

44、; R3力口 1DEC R2; R2減 1JRNZ 2006; R2不為 0 跳轉(zhuǎn)到 2006HRET從2200H單元開始輸入延時(shí)子程序：PUSH R3MVRD R3, FFFF(2203) DEC R3JRNZ 2203POP R3RET運(yùn)行主程序,在命令提示符下輸入：G 2000/.程序執(zhí)行結(jié)束后,在命令提示符下輸入：D 5000 /;可看到從5000H開始的內(nèi)存單元的值變?yōu)?000: 0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 00075008: 0008 0009 000A 000B 000C 000D 000E 000F 六、思考題: 1為何能用E命令直接寫

45、AT28C64加勺存儲(chǔ)單元,而A命令那么有時(shí)不正確；答：E命令是儲(chǔ)存存放器指令 A時(shí)監(jiān)控器指令,而E直接多個(gè)程序?qū)懭階T28C64B 的存儲(chǔ)單元,寫入的速度快,A命令只能是一次寫入執(zhí)行一條程序,是延遲指令, 所以用E命令直接寫AT28C64B勺存儲(chǔ)單元,而A命令那么有時(shí)不正確.2修改延時(shí)子程序,將其延時(shí)改短,可將延時(shí)子程序中R3的內(nèi)容賦成00FF或0FFF等,再看運(yùn)行結(jié)果.七、實(shí)驗(yàn)心得通過本次實(shí)驗(yàn),雖然對(duì)ROMS片和RAMS片在功能和使用方法和差異之處有了一定的了解,但對(duì)于我來說,在一些問題上還是沒有方法解決； 學(xué)習(xí)了用編程EEPROW片內(nèi)寫入一批數(shù)據(jù)的過程和方法.在編程時(shí),對(duì)于給的問題能產(chǎn)生

46、深刻的思考,進(jìn)一步了解了實(shí)驗(yàn)的目的,通過自身的思考,擴(kuò)展了自己的思維水平, 不管怎么說,自己有動(dòng)手操作和對(duì)問題的思考,總是能給我?guī)聿诲e(cuò)的收獲.親才皿普計(jì)算機(jī)學(xué)院 網(wǎng)絡(luò)工程 專業(yè)班組、學(xué)號(hào)姓名 協(xié)作者 教師評(píng)定實(shí)驗(yàn)題目 組合邏輯限制器部件教學(xué)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫?、深入理解?jì)算機(jī)限制器的功能、組成知識(shí).七、深入的學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)各類典型指令的執(zhí)行流程.八、對(duì)指令格式、尋址方式、指令系統(tǒng)、指令分類等建立具體總概念.九、學(xué)習(xí)組合邏輯限制器的設(shè)計(jì)過程和相關(guān)技術(shù).二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器材：TEC-X暇學(xué)計(jì)算機(jī)三、實(shí)驗(yàn)說明和原理：限制器設(shè)計(jì)是學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)總體組成和設(shè)計(jì)的最重要局部.要在TEC-XP16t學(xué)計(jì)算機(jī)完成這項(xiàng)

47、實(shí)驗(yàn),必須清楚地懂得：1 .TEC-XP徽學(xué)機(jī)的組合邏輯限制器主要由 MAC牖件組成.2 .TEC-XP徽學(xué)機(jī)上已實(shí)現(xiàn)了 29條根本指令.3 .應(yīng)了解監(jiān)控程序的A命令只支持根本指令,擴(kuò)展指令應(yīng)用 E命令將指令代碼 寫入到相應(yīng)的存儲(chǔ)單元中；不能用 T、P命令單步調(diào)試擴(kuò)展指令,只能用 G命令 執(zhí)行有擴(kuò)展指令的程序.4 .要明白TEC-XP教學(xué)機(jī)支持的指令格式及指令執(zhí)行流程分組情況；理解 TEC-XP教學(xué)機(jī)中已經(jīng)設(shè)計(jì)好并正常運(yùn)行的各類指令的功能、格式和執(zhí)行流程, 也包括限制器設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)中的具體路線的限制信號(hào)的組成.5 .要明確自己要實(shí)現(xiàn)的指令功能、格式、執(zhí)行流程設(shè)計(jì)中必須遵從的約束條件.為了完成自己

48、設(shè)計(jì)幾條指令的功能、格式和執(zhí)行流程,并在教學(xué)計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)、調(diào)試正確的內(nèi)容,具體過程包括：(1)、確定指令格式和功能,要受到教學(xué)機(jī)已有硬件的約束,應(yīng)盡量與已實(shí)現(xiàn)指 令的格式和分類方法保持一致.(2)、劃分指令執(zhí)行步驟并設(shè)計(jì)每一步的執(zhí)行功能,設(shè)計(jì)節(jié)拍狀態(tài)的值,應(yīng)參照已實(shí)現(xiàn)指令的處理方法來完成,特別注意的是,讀取指令的節(jié)拍只能用原來已實(shí) 現(xiàn)的,其他節(jié)拍的節(jié)拍狀態(tài)也應(yīng)盡可能地與原用節(jié)拍的狀態(tài)保持一致和相近.(3)、在指令流程表中真寫每一個(gè)限制信號(hào)的狀態(tài)值, 根本上是個(gè)查表填數(shù)的過 程,應(yīng)特別仔細(xì),并有意識(shí)地體會(huì)這些信號(hào)的限制作用.(4)、在給出的mach的源文件中添加擴(kuò)展指令的限制信號(hào)的邏輯表達(dá)式,編

49、譯 適配后下載到MAC牖件中.(5)、寫一個(gè)包含你設(shè)計(jì)的指令的程序,通過運(yùn)行該程序檢查執(zhí)行結(jié)果的正確性, 初步判斷你的設(shè)計(jì)是否正確；如果有問題,通過幾種方法查出錯(cuò)誤并改正,繼續(xù) 調(diào)試,直到完全正確.四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、看懂TEC-XP教學(xué)計(jì)算機(jī)功能組件和線路邏輯關(guān)系分析教學(xué)計(jì)算機(jī)已經(jīng)設(shè)計(jì)好并正常運(yùn)行的幾條典型指令(ADD SHR OUT MVRD CALA RET的功能、格 式、執(zhí)行流程.2、設(shè)計(jì)幾條指令的功能、格式、執(zhí)行流程,并在教學(xué)計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)、調(diào)試正確.例如 ADC JRS JRNS LDRA=o3、單條運(yùn)行指令,查看指令的功能、格式、執(zhí)行流程.4、用監(jiān)控程序的AE命令編寫一段小程序,觀察

50、運(yùn)行結(jié)果.五、實(shí)驗(yàn)步驟：用教學(xué)計(jì)算機(jī)以實(shí)現(xiàn)的根本指令很擴(kuò)展指令寫程序并運(yùn)行,測試擴(kuò)展的指令是否,專業(yè).專注正確.1 .接通教學(xué)機(jī)電源.2 .將教學(xué)機(jī)左下方的6個(gè)撥動(dòng)開關(guān)置為111100.3 .按一下“ RESET按鍵.4 .通過16位的數(shù)據(jù)開關(guān)SWH SWLM入16位的指令操作碼.5 .在單步方式下,通過指示燈觀察各類型根本指令的節(jié)拍.1選擇根本指令的A組指令中的ADD旨令,觀察其節(jié)拍流程：1置撥動(dòng)開關(guān) S仲 00000000 00000001;2按RESETS鍵；節(jié)拍指示燈T3 T0顯示1000;3按STAR政鍵；節(jié)拍指示燈T3T0顯示0000;4按STAR政鍵；節(jié)拍指示燈T3T0顯示001

51、0;5按STAR政鍵；節(jié)拍指示燈T3T0顯示0011;2選擇根本指令的B指令中的PUSH旨令,觀察其節(jié)拍流程：1置撥動(dòng)開關(guān) S仲 10000101 00000000;2按RESETS鍵；節(jié)拍指示燈T3 T0顯示1000;3按STAR政鍵；節(jié)拍指示燈T3T0顯示0000;4按STAR政鍵；節(jié)拍指示燈T3T0顯示0010;5按STAR政鍵；節(jié)拍指示燈T3T0顯示0110;6按STAR政鍵；節(jié)拍指示燈T3T0顯示0100;3選擇根本指令的D組指令中的CALA旨令,觀察其節(jié)拍流程:1置撥動(dòng)開關(guān) S仲 11000110 00000000;2按RESETS鍵；節(jié)拍指示燈T3 T0顯示1000;3按STAR

52、政鍵；節(jié)拍指示燈T3T0顯示0000;4按STAR政鍵；節(jié)拍指示燈T3T0顯示0010;5按STAR政鍵；節(jié)拍指示燈T3T0顯示0110;6按STAR政鍵；節(jié)拍指示燈T3T0顯示0100;7按STAR政鍵；節(jié)拍指示燈T3T0顯示0111;8按STARTS鍵；節(jié)拍指示燈T3T0顯示0101;6.單步方式下,通過指示燈觀察各類根本指令的限制信號(hào).1選擇指令的A組指令中的SHR旨令,觀察其執(zhí)行過程中限制信號(hào)的變化, 分析其作用.2選擇根本指令的B組指令中的JMPA旨令,觀察其執(zhí)行過程中限制信號(hào)的變 化,分析其作用.3選擇根本指令的D組指令中的CALA旨令,觀察其執(zhí)行過程中限制信號(hào)的變 化,分析其作用.7 .在以上幾步實(shí)驗(yàn)的根底上,選擇幾條擴(kuò)展指令,設(shè)計(jì)出擴(kuò)展指令的節(jié)拍和每拍 對(duì)應(yīng)的限制信號(hào).單步方式下,通過指示燈觀察各類擴(kuò)展指令的節(jié)拍1選擇擴(kuò)展指令的A組指令中的RCR旨令,觀察其節(jié)拍流程：1置撥動(dòng)開關(guān) SW= 00101011