計算機組成原理課程設(shè)計實驗報告

1、計算機組成原理課程設(shè)計實驗報告（1-3） 姓名：吳玉朋 學(xué)號：2 班級：09軟件6班計算機組成原理課程設(shè)計實驗一 -利用ispEXPERT SYSTEM軟件設(shè)計四位全加器（一）實驗環(huán)境：windows 98上的ispEXPERTSYSTEM（二）實驗?zāi)康模菏煜spEXPERTSYSTEM的初步使用（三）實驗要求：用門電路設(shè)計一個一位二進(jìn)制全加器。二個加數(shù)為a,b,地位進(jìn)位ci，向高位進(jìn)位co.進(jìn)而使用層次化設(shè)計思想設(shè)計一個四位全加器。（四）實驗步驟： 4.1創(chuàng)建新項目 4.1.1啟動ISPEXPERTSYSTEM。在windows下，選Lattice Semiconductor 項的ispE

2、XPERTSYSTEM Project Navigator. 4.1.2.建立新項目： 選 擇 菜 單 File選 擇New Project鍵 入 項 目 名D:EXP1wuyupeng.syn 4.1.3 項目命名：用 鼠 標(biāo) 雙 擊Untitled。在 Title 文 本 框 中 輸 入“EXP1 Project”, 并 選 OK。 4.2 選擇器件： 雙 擊 ispLSIispLSI5384V-125LB388,你 會 看 到 Choose Device 對 話 框 ( 如 下 圖 所 示) 在 Choose Device 窗 口 中 選 擇 ispLSI1000 項 按 動 器 件 目

3、 錄 中 的 滾 動 條， 直 到 找 到 并 選 中 器 件 ispLSI 1032E-70LJ84 撳 OK 按 鈕， 選 擇 這 個 器 件 (各種參數(shù)的設(shè)置)4.3設(shè)計輸入： 首先設(shè)計一個一位全加器，然后以這個器件作為本地器件來使用設(shè)計一個四位全加器 4.3.1設(shè)計一個一位全加器：4.3.1.1 原理圖命名：選中Source下的NEW選項選中Schematic（確認(rèn)按OK）輸入文件名ADD.SCH進(jìn)入原理圖編輯窗口。4.3.1.2 在圖紙上添加器件： 根據(jù)邏輯電路知識可知：s=abci; co=a*b+（a)*ci;接下來就是根據(jù)邏輯原理選擇相信的器件來完成邏輯電路的設(shè)計，具體方法是：

4、選擇Add菜單下的Symbol)然后在各種庫中選擇所需要的器件4.3.1.3 添加連線：選擇Add菜單下的wire項，進(jìn)入畫線狀態(tài)，單擊左鍵定義連線的左端，將光標(biāo)移至線的另一端，在此單擊左鍵即可定義這根線。然后依次完成全部連線。4.3.1.4 添加其他器件：選擇IOPAD.LIB，然后選擇庫中的G-INPUT（輸入緩沖器），將其分別放在a,b,ci的連線上，同樣的，選擇G-OUTPUT(輸出緩沖器），完成相應(yīng)的添加。4.3.1.5 為信號命名：Add菜單下的Net Name項在窗口的下方出現(xiàn)命令：Net Name -Enter =,在此輸入"a"，按回車將十字光標(biāo)的中心點移

5、至信號線的連線頭上，單擊鼠標(biāo)用同樣的方法為其余連線上加上信號名b,ci,s,co.。4.3.1.6 添加I/O Makers:選擇Add菜單下的I/O Makers項在彈出的對話框中選擇input再將鼠標(biāo)的光標(biāo)移至輸入信號a的連線的末端，并單擊左鍵，這是會出現(xiàn)一個I/O Makers框用同樣額方法為b,ci加上I/O Makers框在回到I/O Makers項，選擇"output"，為s,co分別加上一個輸入I/O Makers。4.3.1.7 引腳鎖定（這一步在本設(shè)計過程中沒有用到，但是在以后的設(shè)計過程中會用到）：選擇Add菜單下的Symbol Attribute項,這是

6、會出現(xiàn)一個Symbol Attribute Editor 對話框單擊需要定義屬性的輸出I/O PAD（如圖）選中SynarioPin屬性，并把文本框中的"*"替換成隨需要的管腳好如”11“（具體的可根據(jù)實驗書的73頁1032E系統(tǒng)輸入/輸出引腳索引來確定管腳號）用鼠標(biāo)在圖紙的任意位置單擊一下，I/OPAD小方框的"*"便被"11"所代替單擊其余需要鎖定引腳的I/OPAD，重復(fù)上述步驟即可，完成全部的鎖定工作選擇File菜單下的Save選項存盤。4.3.1.8 元件符號的生成：在 原 理 圖 編 輯 器 中， 選 擇 File 菜 單從

7、下拉菜單中，選擇Matching Symbol 命 令關(guān)閉原理圖。至此， 這張原理圖的宏文件已經(jīng)建立完畢，并且已經(jīng)添加到元件庫中(如圖)，下一次就可以使用local器件了。 4.3.2 設(shè)計四位全加器（利用層次原理）：選擇Add菜單下的Symbol選擇local，在設(shè)計圖中添加四個這樣的器件，此時就利用了上一步所設(shè)計的一位全加器了添加連線添加器件為信號命名添加I/O Makers引腳鎖定（設(shè)計圖如下）4.4 文件的編譯： 在完成后的項目管理器窗口中分別選擇ADD，F(xiàn)OURADD三個原理圖源文件，在右邊窗口中雙擊”compile Schematic“，完成原理圖的編譯4.5 適配,下載,實驗檢測

8、： 在項目管理器窗口中，點擊左邊窗口中的ispLS11032E-70LJ84，在右邊窗口中雙擊”Fit Design”，開始適配。然后將完成的邏輯設(shè)計”燒制”到具體的器件中去,即將電路下載到試驗臺中，然后再試驗臺上輸入數(shù)據(jù)，在本實驗中，即在定義好的開關(guān)上輸入相應(yīng)的數(shù)據(jù)，再看看LED的狀態(tài)以檢測實驗結(jié)果是否正確。(五)實驗結(jié)果：從k0k9輸入數(shù)據(jù)，注意k0=0,如輸入k1=1,k3=0,k5=0,k7=0;k2=0,k4=0,k6=1,k8=0,那么我們就可以在LED0-LED4觀測到實驗結(jié)果，此時LED0亮,LED1暗,LED2亮,LED3暗,LED4暗（LED表示是否溢出）計算機組成原理實驗

9、二 -利用層次化設(shè)計方法設(shè)計一個同步計數(shù)器(一) 實驗要求：設(shè)計一個三位二進(jìn)制同步計數(shù)器和一個3-8譯碼器，當(dāng)計數(shù)器在連續(xù)始終脈沖下，其輸出在3-8譯碼器譯碼后在實驗板的8個指示燈上依次顯示出來，要求使用層次化設(shè)計方法進(jìn)行設(shè)計。（二）實驗?zāi)康模赫莆諏哟位O(shè)計方法。（三）實驗步驟：如上一個實驗：新建項目選擇器件設(shè)計原理圖編譯原理圖文件適配下載檢測 其中設(shè)計原理圖部分分為兩個步驟：底層電路的設(shè)計：三位二進(jìn)制同步計數(shù)器，3-8譯碼器的設(shè)計。頂層原理圖的建立底層電路一：三位二進(jìn)制同步計數(shù)器的設(shè)計：、根據(jù)數(shù)字邏輯電路知識可知，采用D觸發(fā)器實現(xiàn)的3位二進(jìn)制同步計數(shù)器的驅(qū)動方程為：D2=Q2（Q1*Q0）,

10、D1=Q1Q0,D0=（非）QO；這樣根據(jù)原理可得三位二進(jìn)制同步計數(shù)器的原理圖如下：再將其生成本地元件：底層電路二：3-8譯碼器的設(shè)計：采用與門實現(xiàn)的3-8譯碼器原理方程如下:Z7=a2*a1*/a0; Z6=a2*/a1*a0;Z5=a2*/a1*/a0;Z4=/a2*a1*a0;Z3=/a2*a1*/a0;Z2=/a2*a1*/a0; Z1=/a2*/a1*a0; Z0=/a2*/a1*/a0（/表示非門）其原理圖如下：將其生成本地元件：頂層原理圖的建立：調(diào)用本地元件TEST和TIPLAYER完成底層電路的設(shè)計：（四）實驗結(jié)果：將電路下載到實驗臺后就可以看到LED燈依次亮著計算機組成原理實

11、驗三 -多路開關(guān)設(shè)計（一） 設(shè)計目的：熟悉多路開關(guān)的邏輯設(shè)計，應(yīng)用以及功能測試（二） 實驗內(nèi)容：1.數(shù)據(jù)選擇器；2.邏輯運算器件;3.移位器（三） 實驗要求：1 數(shù)據(jù)選擇器的要求：AE高電平時，LED7-4的狀態(tài)=K15-12的狀態(tài)；BE高電平時，LED7-4的狀態(tài)=K11-8的狀態(tài)；CE高電平時，LED7-4的狀態(tài)=K7-4的狀態(tài)；其中數(shù)據(jù)選擇器的輸出定義在LED7-4以顯示選擇器的狀態(tài)。A操作數(shù)定義在K15-12，B操作數(shù)定義在K11-6 ，C操作數(shù)定義在K7-4。A E定義在K0，BE定義在K1，C E定義在K2?？刂齐娢桓唠娖接行В瑺顟B(tài)互斥。2 邏輯運算器的要求：實現(xiàn)兩個四位數(shù)的邏輯運

12、算：A操作數(shù)由開關(guān)K15-12設(shè)定,B操作數(shù)由開關(guān)K11-8設(shè)定，邏輯運算結(jié)果由發(fā)光二極管LED7-4來顯示。A*B E為高電平時，A,B兩操作數(shù)實現(xiàn)邏輯乘；A+B E為高電平時，A,B兩操作數(shù)實現(xiàn)邏輯或； A B E為高電平時，A,B兩操作數(shù)實現(xiàn)B半加；（非）A E為高電平時，A操作數(shù)取反；A E為高電平時，A操作數(shù)直接傳送；A E定義在K0；（非）A定義在K1；A B定義在K2 ；A+B定義在K3；A*B定義在K4。3 移位器的要求：實現(xiàn)四位信息的一位操作：LM（左移）高電平時，K11-8左移一位，高位移出，地位補零RLM（右移）高電平時，K11-8右移一位，低位移出，高位補零；DM高電平時，LED11-8的狀態(tài)=K11-8的狀態(tài)（直接傳送）。其中移位器的輸出定義在LED11-8以顯示移位器的輸出狀態(tài)。（四） 實驗步驟：1.數(shù)據(jù)選擇器：包括一個底層電路（對應(yīng)器）和頂層電路（用到了3-8譯碼器） （左邊是對應(yīng)器原理圖，右邊是其做成的本地邏輯元件）下面是其頂層電路原理圖：其中用到了前面實驗設(shè)計過的3-8譯碼器以保證狀態(tài)不互斥2邏輯運算器：底層電路（一位的運算器）和頂層電路（還是用到了譯碼器以保證不互斥）上面一張圖是其底層電路，用來實現(xiàn)一位的邏輯運算，下面是其頂層電路，左邊用了一個譯