計算機組成原理試驗說明分解

1、實驗一運算器組成實驗一、實驗目的1.熟悉雙端口通用寄存器堆(組)的讀寫操作2,熟悉簡單運算器的數據傳送通路。3.驗證運算器74LS181的算術邏輯功能。4,按給定數據，完成指定的算術、邏輯運算。二、實驗原理三春門C44)1F1卜0 Cn+4CnALU AH *2 Al A H? XL? H ： HDDBUSORS1RSQWRWRO雙端口通用布存器堆RF 一趾溶此C飛東靠而點也R市匚TPC (74LS163) 4地址顯示SI-BUSf三嘉門（244）數據開關圖示雙端口存儲器的實驗電路圖。 這里使用了一片IDT7132（2048 X8位），兩 個端口的地址輸入A8-A10引腳接地，因此實際使用存儲

2、容量為256字節(jié)。左端 口的數據部分連接數據總線 DBUS7-DBUS 0右端口的數據部分連接指令總線 INS7-INS0O存儲器 IDT7132有 6 個控制弓I腳：CEL# LR/W# OEL# CER# RR/W# OER# CEL# LR/W# OEL的制左端口讀、寫操作； CER# RR/W# OER控制右端口讀、 寫操作。CEL粉左端口選擇引腳，低電平有效。當 CER#=1時，禁止左端口讀、 寫操作；當CER#=（M,允許左端口讀、寫操作。當 LR/W粉高時，左端口進行讀操作；當LR/W#M氐時，左端口進行寫操作。當 OER的低時，將左端口讀出的 數據放到數據總線DBUSt;當OE

3、R的高時，禁止左端口讀出的數據放到數據總 線DBUSt。 CER# RR/W# OER控制右端口讀、寫操作的方式與 CEL# LR/W# OER控制左端口讀、寫操作的方式類似，當 CEL#=0且LR/W#=l時，左端口進行 讀操作，同時將讀出的數據放到數據總線 DBUSh （以后將OEL琳為RAM_BUS#）有兩點需要說明：（1）右端口讀出的數據（更確切的說法是指令）放到指令總線舊US上而不是數據總線DBUSh。（2）所有數據/指令的寫入都使用左端 口，右端口作為指令端口處理成一個只讀端口 （實驗臺上OER利固定接地，RR/W# 固定接高電平）。存儲器左端口的地址寄存器 AR和右端口的地址寄存

4、器 PC#B使用2片 74LS163,具有地址遞增白功能。同時，PC在以后的實驗當中也起到程序計數器 的作用。左右端口的數據和左右端口的地址都有特定的顯示燈顯示，存儲器得知和寫入數據都由實驗臺操作板上的二進制開關分時給出。當LDAR#=0寸，AR在T2時從DBU能收來自SW7-SW0地址；當AR+1=1時, 在T2存儲器地址加1。LDAR#D AR+1不能同時有效。在下一個時鐘周期，令 CEL#=0 LR/W#=0則在T2的上升沿開始進行寫操作，將SW7-SW0置的數據經 DBUS!入存儲器。三、實驗任務.按電路圖要求，將有關控制信號和二進制開關對應接好，反復檢查后接通電 源。編程開關撥到正常

5、位置；置 DP=1,DB=0 AR+1和PC+1兩個信號接地數據通路LDAR#1LDPC#CEL#LR/W#RAM_BUS# CER#SW_BUS電平開關K0K1K2K3K4K5K61.將二進制數碼開關SW7-SW0（SW0最低位）設置為00H,將其他作為存儲器地 址置入AR然后將二進制開關的00H作為數據寫入RAW,用這個方法向存儲 器的 10H 20H 30H 40H單元依次寫入 10H 20H 30H 40Ho.使用存儲器的左端口，依次將第2步存入的5個數據讀出，觀察各單元中存入 的數據是否正確。記錄數據。注意：禁止兩個或兩個以上的數據源同時向數據總 線上發(fā)送數據！在本實驗中，當存儲器進

6、行讀出操作時，務必將SW_BUS#三態(tài)門關閉。而當向AR送入數據時，雙端口存儲器也不能被選中。.通過存儲器的右端口，將第2步存入的5個數據讀出，觀察結果是否與第 3 步結果相同。記錄數據。.雙端口存儲器的并行讀寫和訪問沖突將CEL# CER#時置為0,使存儲器的左右端口同時被選中。當 AR和PC的 地址不相同時，由于都是讀操作，也不會沖突。如果左右端口地址相同，且一個 進行讀操作，一個進行寫操作，就會發(fā)生沖突。檢測沖突的方法：觀察兩個端口 的忙信號輸出指示燈 BUSYL#BUSYR#BUSYL#/BUSYR#亮（為0）時，不一定 發(fā)生沖突，但發(fā)生沖突時，BUSYL#/BUSYR#定亮。四、實驗

7、要求.做好實驗預習，掌握IDT7132雙端口存儲器的功能特性和使用方法。.完成實驗任務2、3、4,分別填寫實驗二表1、實驗二表2、實驗二表3。.試驗雙端口存儲器的并行讀寫和訪問沖突，并分析原理。.寫出實驗報告，分析實驗結果并簡述心得體會。實驗三數據通路組成實驗（選作）一、實驗目的.進一步熟悉計算機的數據通路.將雙端口通用寄存器堆和雙端口存儲器模塊連接，構成新的數據通路.掌握數字邏輯電路中的一般規(guī)律，以及排除故障的一般原則和方法.鍛煉分析問題和解決問題的能力，在出線故障的情況下，獨立分析故障現象, 并排除故障二、實驗原理敝據顯示燈DBUSOCnCn#5#ALU (181)AH+1 - AR 16

8、3)雙端口存楠零IDT7132Cn+1ALU (Ifil)T2 Ch左端口sF 把一LR/Tfl _ _T2AlAJ-RUSt地址顯示CERN加3)nniAB雙珊口通用寄存器填HF（ispLSUOlB）數據開關圖示出了數據通路實驗電路圖，它是將雙端口存儲器實驗模塊和一個雙端口 通用寄存器堆模塊（RF）連接在一起形成的。雙端口存儲器的指令端口不參與本次 實驗。通用寄存器堆連接運算器模塊，本實驗涉及其中的操作數寄存器 DR1由于雙端口存儲器RAhM三態(tài)輸出，因而可以將它直接連接到數據總線 DBUS 上。止匕外，DBUSt還連接著雙端口通用寄存器堆。這樣，寫入存儲器的數據可 由通用寄存器提供，而從存

9、儲器 RAM賣出的數據也可送到通用寄存器堆保存。三、實驗任務1.將實驗電路與控制臺的有關信號進行連接數據通路RS0RS1RD0RD1WR0WR1LDRiLDDR1模擬開關K0K1P K2K3K4K5K6K7數據通路RS_BUS#SW_BUS# ALU_BURAM_BUS/ LR/W#CEL#LDAR#1模擬開關K8K9K10K11K12K13K14數據通路AR+1CER#Cn#MS0S1S2S3模擬開關地VCCVCC地地地地地.用8位數據開關SW7-SW0 RF中的四個通用寄存器分別置入以下數據: R0=OFH R1=0F0H R2=55H R3=0AAH.用8位數據開關向AR送入地址0FH,

10、然后將R0中的數據0FH寫入雙端口存儲 器中。用同樣的方法，依次將 R1、R2、R3中的數據分別置入 RAM勺0F0H 55T 0AAK 元。.分別將RAM勺0AAHI元數據寫入R0, 55H單元數據寫入R1, 0F0H單元數據寫 入R2, 0FH單元數據寫入R3然后將R0-R3中的數據讀出，驗證數據的正確性， 并記錄數據。.校驗結果。四、實驗要求.做好實驗預習和準備工作，掌握實驗電路的數據通路特點和通用寄存器堆的 功能特性。.完成實驗任務，填寫實驗三表1、2、3。.寫出實驗報告，分析實驗結果并簡述心得體會。實驗四 常規(guī)型微程序控制器組成實驗一、實驗目的.掌握時序發(fā)生器的組成原理2,掌握微程序

11、控制器的組成原理二、實驗原理1,時序發(fā)生器b T1ooooooooo Tl Tx 70 wl To Ta _T T* CLK串nrIFIH事國串*QiIKIK3 5 6 7 0001803 mi R cpcpMR3IHW 的國國JHmINmINIHlomIOmIO田 mwIOwTEC-5計算機組成原理實驗系統(tǒng)的時序電路如圖所示。電路采用500K晶振、 2片GAL22VIO 一片74LS390 （分頻器），可產生兩級等間隔時序信號Tl T4和Wl W3其中一個W由一輪TlT4循環(huán)組成，它相當于一個微指令周期或硬 聯(lián)線控制器的一拍，而一輪WIW3環(huán)可供硬聯(lián)線控制器執(zhí)行一條機器指令。本次實驗不涉及硬

12、聯(lián)線控制器，因此時序產生器中的相關內容也可根據需要 放到硬聯(lián)線控制器實驗中進行。微程序控制器只使用時序信號TI -T4,產生T信號的功能集成在左邊 GAL22VIOE片中，另外它還產生節(jié)拍信號 W1 W2 W3勺控制時鐘CLKI硬聯(lián)線控制器只使用時序信號 W1-W3產生W信號的功能集成在右邊 GAL22V1OE片中。左邊GAL22V1OE片的輸入信號M既實驗臺上晶體振蕩器的輸出，頻率為 500KHz T1至T4的脈沖寬度為2pS。CLR粉復位信號，低有效。實驗臺處于任 何狀態(tài)下令CLR#=0都會使時序發(fā)生器和微程序控制器復位（回到初始狀態(tài)）， 復位后時序發(fā)生器停在T4、W3犬態(tài)，微程序地址為0

13、00000R建議每次實驗儀 加電后，先用CLR#位一次?？刂婆_上有一個 CLR松鈕，實驗臺印制板上已連 好控制臺CLR#J時序電路的連線。TJ（停機）是控制器的輸出信號之一。連續(xù)運行時，如果控制信號TJ=1,會使 機器停機，停止發(fā)送時序脈沖 T1T4、W1-W3時序停在T4。注意區(qū)分在實驗 臺上時序信號發(fā)生器的輸入信號 TJ和控制存儲器產生的TJ信號。QD伯動）是來 自啟動按鈕QD的脈沖信號，在GAL22Vle芯片中，對QD用MF進行了同步，產生 QD1和QD2 ACTS示QD1上升沿，表達式是 QD1& QD2脈沖寬度為2仙S。QDR 是運行標志，QDe號使其為1 , CLR#言號將其置Q

14、DP（單拍）是來自控制臺的DP 開關信號，當DP=1時，機器處于單拍運行狀態(tài)，按一次啟動按鈕 QD只發(fā)送一 條微指令周期的時序信號就停機。 利用單拍方式，每次只執(zhí)行一條微指令，因而 可以觀察微指令代碼和當前微指令的執(zhí)行結果。DB SKIP、CLK1信號以及 W1-W3時序信號都是針對硬聯(lián)線控制器的。 W1-W3 是節(jié)拍信號，硬聯(lián)線控制器執(zhí)行一條機器指令需要一組W1-W31號。DB（單步）信號就是每次發(fā)送一組W信號后停機，執(zhí)行某些機器指令不需要完整的一組W信號，SKIP信號就是用來跳過本指令剩余的 W節(jié)拍信號的。.數據通路微程序控制器是根據數據通路和指令系統(tǒng)來設計的。這里采用的數據通路綜合前面各

15、實驗模塊。.微指令格式5O C5 C4 C3 C2 Cl COCMOA此兒M5 A4 A：l醍根據給定的8條機器指令功能和數據通路總體圖的控制信號， 格式如上圖。微指令字長31位，其中順序控制部分9位；判別字段 地址6位。操作控制字段22位，各位進行直接控制。對應微指令格式，微程序控制器的組成如下圖：采用的微指令3位，后繼微微命令顯小燈品苫皿u! MfgITgdHvtstSOQJ餐用PIT JgCIR7 fR6 SWC IR5 SWB IR4 SWA控制器采用4片E2PROM(HN58C竊減，HN58C6取8K*8位的，地址輸入端 有13位(A12-A0),實驗中只用到A5-A0,所以A12-

16、A6接地，實際的使用空間為 64字節(jié)。微地址寄存器pA共6位，用一片8D觸發(fā)器74LS174組成，帶有異步清零 端。兩級與，或門構成微地址轉移邏輯，用于產生下一微指令地址。在每一個T1的上升沿，新的微指令地址打入微地址寄存器中，控制存儲器 隨即輸出該條微指令的控制信號。微地址轉移邏輯生成下一微地址，等到下一個 T1上升沿，將其打入微地址寄存器中。微地址轉移邏輯的多個輸入信號中，SWC SWB SWA1控制臺指令的定義開 關，他們用來決定控制臺指令微程序的分支。 C是進位信號，IR7-IR4是機器指 令的操作碼字段，根據他們的值來控制微程序轉向某個特定的分支。.機器指令與微程序為簡單明了，本實驗

17、儀使用8條機器指令，均為單字長（8位）指令。指令功 能及格式如下表所示。指令的高 4位（IR7-IR4）是操作碼，提供給微程序控制 器，低4位提供給數據通路。指令名的助記符-功能n指令格揶，IR7IMIR5 瓜刀】R3IRIR1 IRQ-加法一ADD Rd, Rs*3Rd-RsRd*10 0 0 0/Ml RwiRdl RdO*誠法SUB Ri 心Rd-Rs-Rd-0 0 0 URst RsOpRdl RdO*邏輯4AND Rd? bRd & Rs-R”0 0 10+Rsl RsOpRdlRdQSTARd即即Rd-*RspooikRsl咫叮RdlRdO取如LDARi RRsp展TRdr0 10

18、 0+Rsl RsORdlW條件轉移口JCR3p若 O1 則 R3-PC*0 10 1W1 IpX X*停排STP+1暫停執(zhí)布Q 1 1 0$X XrX M輸曲Rs-DBUM0 1 1 UFjI *；X ADO(OCKN) Sl(OOCl) AMNQQIO) ETTA (OT1 tjlJC(O0D ST1(0 )0) IMS】 LI)上述8條指令的微程序流程設計如圖所示。每條微指令可按前述的微指令格 式轉換成二進制代碼，然后寫入控存中。DOSK.2 SVCSt一郎 DM后一MlVRM(U01)；%S - Wi tmiis 一 根TJ尸K loomDBUSDflUSf PCTJ0?SI -*MU

19、S控制臺指令和機器指令微指令代碼表如下:做瘠令* KTRRFWRFRRMWRM：PR當前徽地址DOOC IE 0607OBIDooQHOA. 02030904OSQ下一鍬地址OSIB CHS 07IE1EODOEIO02 r 03020403gOFIOPO1* - *-F- -*-P1-I.1缶用F-工-T=TJI,11-i1x1-1*1* LDERhT1+T1 *-LPU+1F.h. *-a*LDPC*T1 * _-1=.- -=.1AR+1L-1.1 LDAR-I .-1.E ,I1 rDRbhF.*FFF-T9-4JLODIC2-4.*4*a*a.- LDR1, 二 H.a1，q.-a.

20、*XSW_BLJS#P1 1 ,11b11,111bR.S_13US#-a-1-.- -ALU_BtJ 祥.+RAM_BUS#m*，n 1-*b.CHR# 1.*XL.- -*-占1CEL# 1 .l.， 1.1. LRZWT, O -Fr,LQ 1cli#34-+M *.4-SO. . .X* -.TFSibhF.X4S2 * -.*.wBnrn注：后韁為抻的佰口福是低電平有效信號*為了在控存RCJM中用一K表示有被* 這些命號在控廁器中經過反相后送往數據通路4AIDDSUBAjsro25TWLXAJCSTPOUT當航r諭地出t：IO 12111912 1A13 IB14 ICISIF 1百

21、17TWtitkhk18 OF19 OF1A OFIB OFIC OFOFOF OFOFPOS*咚- .-士 上-Pl , Hl.iP2h-/Ir-缶咫 一*TJ -金- -備 11LOIR . =*PC+1“ 1. 1. 1* 1. 1I嗡11LXPC#1 .SLS_BUS#一-*-11-I.，1ALUHUS#*1*11一1-.-一RAM_BUS#.，*-1*.-UEJRJ*.CEU#1*1-b-UR/W*-o1 d-v1VMo口-Q-FTSO*1*o-1*o-一SIo.a1o*-*S2-o!i.ooS31電1.Q.r-Rlg i H一AJLoRr注工 后強為 甘的信號都是低電平有效信號,

22、為了 在控存 ROM 中用 口 表示有效, 這些佰弓揮控制罌中經過反相后禽在效據通疇r為了向RA林口寄存儲器堆中裝入程序和數據，檢查寫入是否正確，并能啟動 程序執(zhí)行，還設計了以下五個控制臺操作微程序：（ DP=Q DB=0啟動程序（PR）:按下復位按鈕CLR#f,置SWC=QSWB=pSWA=0用數據開 關SWASWOS置內存中程序的首地址，按 QDe鈕后，啟動程序運行。寫存儲器（WRM）按下復位按鈕CLR垢，微地址寄存器狀態(tài)為全零。此時置 SWC=pSWB=0 SWA=1在SW7-SW0置好存儲器地址，按 QD啟動按鈕將此地 址打入AR在SW7-SW0置好數據，按QDO動按鈕將此數據寫入 A

23、R旨定的 存儲器單元，這時AR+1重復，直到按復位鍵CLR胸止。這樣就實現了對RAM 的連續(xù)進行手動寫入。讀存儲器（RRM）:按下復位按鈕 CLR垢，置SWC=pSWB=,1 SWA=0在 SW7-SW0置好存儲器地址，按 QDO動按鈕將此地址打入 AR RAMfr此地址單 元的內容讀至DBUS1示。按QDft鈕，這時AR+1, RAMfr新地址單元的內容讀 至DBUS1示。重復，直到按復位鍵 CLR粉止。這樣就實現了對 RAM勺連續(xù)讀 出顯示。寄存器寫操作（WRF）按下復位按鈕CLR樣后，置SWC=pSWB=l SWA/ 在SW7-SW中置好存儲器地址，按 QD啟動按鈕將此地址打入 AR寄存

24、器和PC 計數器。在SW1 SW0S好寄存器選擇信號 WR1 WR0按QD啟動按鈕，通過 雙端口存儲器的右端口將 WR1 WR0（即SW1 SW0送到指令寄存器IR的低2位。在SW7-SW0置好要寫入寄存器的數據，按 QD啟動按鈕將此數據寫入由 WR1 WR0旨定的寄存器。重復,直到按復位鍵 CLR#/止。寄存器讀操作（RRF）:按下復位按鈕 CLR#f,置SWC=J SWB=QSWA=O 在SW7-SW0置好存儲器地址，按 QD啟動按鈕將此地址打入 AR寄存器和PC計 數器。在SW3 SW那好寄存器選擇信號RS1 RSQ按QD啟動按鈕，通過雙 端口存儲器的右端口將 RS1 RS0（即SW3

25、SW2送到指令寄存器IR的第3、2 位。RS1 RS睦中的寄存器數據讀出到 DBUSh顯示出來。重復，直到按復位 鍵CLR粉止。三、實驗任務.按實驗要求，連接實驗臺的電平開關 K0-K15,時鐘信號源和微程序控制器 連接完成后應仔細檢查一遍，然后才可以加上電源?？刂破鰿IR4IR5IR6IR7模擬開關K0K1K2K3K4時序電路的TJ、SKIP為地（GND。 TJ是時序電路中的TJ,不是控制器中的 TJ（該TJ由控制器產生，不能接輸入信號）,千萬不要接錯。注意：本次實驗只做微程序控制器本身的實驗，故微程序控制器輸出的微命 令信號與執(zhí)行部件（數據通路）的連線不連接。.熟悉微指令格式的定義，按此定

26、義將微程序流程圖所示的全部微程序變換成二 進制代碼，并列表登記。此表請在預習時完成。.控制臺操作的功能由SWC SWB SWAE個二進制開關的狀態(tài)配合 P0判斷來決 定。用單拍（DP）方式執(zhí)行控制臺操作微程序，觀察判別字段和微地址指示燈的顯 示，跟蹤微指令的執(zhí)行情況，并與上表數據對照。.深刻理解0FH微指令的功能和P1測試狀態(tài)條件（IR7-IR4）,用二進制開關設置 IR7-IR4的不同狀態(tài)，觀察ADDS OUTX條機器指令對應微程序的微命令信號， 特別是微地址轉移的實現，并與上面表格進行對照。四、實驗要求.做好實驗預習，掌握微程序控制器和時序產生器的工作原理。在實驗進行前填 好實驗四表1,并

27、列好所有表格數據和理論分析值。.根據實驗任務所提的要求，實驗填寫好實驗四表 2、實驗四表3。.寫出實驗報告，分析實驗結果并簡述心得體會。實驗五CPU組成與機器指令執(zhí)行周期實驗一、實驗目的.將微程序控制器同執(zhí)行部件（整個數據通路）聯(lián)機，組成一臺模型計算機.用微程序控制器控制模型計算機的數據通路.通過TEC-5執(zhí)行由8條機器指令組成的簡單程序，掌握機器指令與微指令的關 系，牢固建立計算機的整機觀念二、實驗原理本次實驗用到前面四個實驗中的所有電路，包括運算器、存儲器、通用寄存 器堆、程序計數器、指令寄存器、微程序控制器等，將幾個模塊組合成為一臺簡 單計算機。因此，在基本實驗中，這是最復雜的一個實驗，

28、也是最能得到收獲的 一個實驗。在前面的實驗中，實驗者本身作為“控制器”，完成數據通路的控制。而在 本次實驗中，數據通路的控制將由微程序控制器來完成。cpu從內存取出一條機器指令到執(zhí)行指令結束的一個機器指令周期，是由微指令組成的序列來完成的， 即一條機器指令對應一個微程序o三、實驗任務.對下面機器指令組成的簡單程序進行譯碼。 將程序按機器指令格式手工匯編成 二進制機器代碼，填寫實驗五表1,此項任務請在預習時完成。ADD R1 R0JC R3STA R1, R2LDA R2 R2AND R2 R0SUB R2 R3OUT R2STP.參考前面實驗電路完成連線，工作量大概是：控制臺、時序部件、數據通

29、路和 微程序控制器之間的連線?？刂破魇强刂撇考?，數據通路是執(zhí)行部件，時序發(fā)生 器是時序部件。注意通用寄存器堆 RF的RD1 RD0 RS1 RS0 WR1WR0t IR3-IR0 間的連線。控制器、時序部件和數據通路之間的連接QD, DP,DB,CLR#指示燈信號指令代碼.條件信號TJ微弱杵?制器；T新源我靜開關控制.IR7 IR4, C接線表:控制器LDIRPC+1LDPC#AR+1LADR;# LDDRLDDR2:LDRi數據通路LDIRPC+1:LDPC#AR+1：LADR;# LDDR:LDDR2：LDRi ：控制器SW_BUS#，Rs_BUS/ALU_BUStRAM_BU# CER#

30、CEL# 1數據通路SW_BUS#，Rs_BUS/ALU_BUStRAM_BU# CER#CEL#控制器LR/W#Cn#MS0S1S2S3數:瑞通路LR/W# Cn#MS0siHS2S3控制器進位CIR7IR6IR5IR4數:瑞通路進位CIR7IR6IR5IR4數據通路IR3IR2IR1IR0IR1IR0數:瑞通路RS1RS0RD1RD0WR1WR0再把控制器的TJ連接聯(lián)接時序電路的TJ, 一共接線33條接好線后，將編程開關撥到“正常位置:合上電源，按CLR骸鈕，使TEC-5 實驗系統(tǒng)處于初始狀態(tài)。.將任務1中的程序代碼用控制臺指令存入內存中，并根據程序的需要，用數碼開關SW7-SW設置通用寄

31、存器的數據。注意：由于設置通用寄存器時會破壞存儲 單元的數據，因此應先設置寄存器中的數據，在設置存儲器中的程序和數據。要求使用兩組寄存器數據，一組寄存器數據在執(zhí)行 ADD R1 R0指令時產生進位(R0=86H、R1=88H、R2=10H、R3=07H , (10H)=55H ), 一組寄存器數據在執(zhí)行 ADD R1, R0指令時不產生進位(R0=35H、R1=43H、R2=10H、R3=07H , (10H)=55H ), 以觀察同一程序的不同執(zhí)行流程。.用單拍（DP）方式執(zhí)行一遍程序，記錄最后得到的四個寄存器的數據，以及由 STA指令存入RAW的數據，與理論分析值比較。執(zhí)行時注意觀察各個指

32、示燈的 顯示，以跟蹤程序執(zhí)行的詳細過程（可觀察到每一條微指令的執(zhí)行過程）。.用連續(xù)方式再執(zhí)行程序。這種情況相當于計算機正常的工作。程序執(zhí)行到 STP 指令后自動停機。讀出寄存器中的運算結果，與理論值比較。四、實驗要求.務必做好實驗預習。根據實驗任務所提要求，實驗進行前先列好必要的表格、 數據和理論分析值，以便與實驗結果相比較。并根據任務1要求填寫實驗五表1。.運用控制臺命令寫寄存器 WRF讀寄存器RRF寫存儲器 WRM讀存儲器RRM 完成實驗任務3 （詳細步驟見實驗四說明），并在此基礎上單步、連續(xù)運行程序 完成實驗任務4、5,按要求填寫實驗五表2、3。.寫出實驗報告，分析實驗結果并簡述心得體會

33、。實驗一表1:將34H、21H、52H、65H分別寫入通用寄存器 R0-R3 ;讀出 R0-R3的內容，在 DBUS上顯示出來(DP=1 , DB=0)序 號SW7-SW0數據通路信號與電平信號開關的連接QD功能WR0WR1RS0RS1SW_BUS#RS_BUS#LDRiK0K1K2K3K4K5K6134H00XX011V34HH R0 (R0=34H)234讀出通用寄存器組RF的內容(R0-R3)5XXX00100 xDBUS指示燈顯示R0=678實驗一表2:通過R0向DR2寫入0AAH ,通過R1向DR1寫入55H ,驗證運算器的算術運算和邏輯運算功能( DP=1 , DB=0 )(1)向

34、R0寫入0AAH ,向R1寫入55H序 號SW7-SW0數據通路信號與電平信號開關的連接QD功能WR0WR1SW_BUS#ALU_BUS#LDRi12(2)將R0寫入DR2 ,將R1寫入DR1序 號數據通路信號與電平信號開關的連接QD功能RD0RD1RS0RS1LDR1LDR2LDRi1(3)驗證運算器的算術運算和邏輯運算功能邏輯運算：LDRi= 1、LDR1=0、 LDR2=0、 ALU_BUS#=0 、 SW_BUS#=1算術運算：LDRi= 1、LDR1=1 、 LDR2=1 、 ALU_BUS#=0 、 SW_BUS#=1工作方式輸入選擇邏輯運算(M=H , Cn#=1)算術運算(M=

35、L , Cn#=1)S3S2S1S0運算類型運算結果進位C運算類型運算結果進位C0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111實驗二表 1:向存儲器的 00H、10H、20H、30H 和 40H 單元依次寫入 00H、10H、20H、30H 和 40H (DP=1 , DB=0)序 號SW7-SW0數據通路信號與電平信號開關的連接QD功能LDAR#LDPC#CEL#LR/W#RAM_ BUS#CER#SW_BUS#100H-AR200H-(00H)345678910實驗二表2:利用左端口依次將之前寫入的5個數據讀

36、出序 號SW7-SW0數據通路信號與電平信號開關的連接QD功能LDAR#LDPC#CEL#LR/W#RAM_ BUS#CER#SW_BUS#100H-AR2DBUS=00H345678910實驗二表3:利用右端口依次將之前寫入的5個數據讀出序 號SW7-SW0數據通路信號與電平信號開關的連接QD功能LDAR#LDPC#CEL#LR/W#RAM_ BUS#CER#SW_BUS#100H-PC2IBUS=00H345678910實驗三表1:將0FH、0F0H、55H、0AAH分別寫入通用寄存器 R0、R1、R2、R3序 號SW數據通路信號與電平信號開關的連接QD功能RS0RS1RD0RD1WR0W

37、R1LDRiLDDR1RS_BUS#SW_BUS#ALU_BUS#RAM _BUS#LR/W#CEL#LDAR#10FH-R0234驗證數據是否寫入RF中（可在數據總線DBUS上顯示）5R0=6R1 =7R2=8R3=實驗三表 2:將寄存器 R0、R1、R2、R3的數據通過 ALU讀出后，寫入 RAM 的0FH、F0H、55H、AAH地址單元序 號SW數據通路信號與電平信號開關的連接QD功能RS0RS1RD0RD1WR0WR1LDRiLDDR1RS_BUS#SW_BUS#ALU_BUS#RAM _BUS#LR/W#CEL#LDAR#10FH-AR20FH fDBUS30FHf(0FH)4567

38、89101112實驗三表3:將存儲器的 AAH、55H、F0H、0FH地址單元的數據傳送到寄存器R0、R1、R2、R3并驗證結果序 號SW數據通路信號與電平信號開關的連接QD功能RS0RS1RD0RD1WR0WR1LDRiLDDR1RS_BUS#SW_BUS#ALU_BUS#RAM _BUS#LR/W#CEL#LDAR#1AAH f AR2(AAH) - R0345678驗證從存儲器送入寄存器的數據9R0=10R1 =11R2=12R3=實驗四表1:根據微指令格式的定義，將微程序流程圖中的全部微指令變成二進制代碼，填入控存代碼表（請在預習時完成）微地址CM3CM2CM1CM0微地址CM3CM2

39、CM1CM00000000048100111021203130414051506160717081809190A1A0B1B0C1C0D1D0E1E0F1F實驗四表2:控制臺操作命令微指令（置 DP=1 , DB=0,時序電路的TJ、SKIP為地GND ）操作名稱SWC SWB SWACLR#QD微指令地址A A5- A A0微指令代碼CM3 CM2 CM1 CM0功能寫存儲器WRMSWC SWB SWA001V00H00 00 00 48復位，讀操作臺命令V讀存O RRMSWC SWB SWA寫寄存器WRFSWC SWB SWA讀寄存器RRFSWC SWB SWA啟動程序PRSWC SWB

40、SWA實驗四表3:機器指令微指令（DP=1 , DB=0, SWC=0 , SWB=0 , SWA=0 ,時序電路的 TJ、SKIP為地GND ）機器指令IR7 IR6 IR5 IR4CLR#QD微指令地址A A5- A A0微指令代碼CM3 CM2 CM1 CM0功能ADD IR7 IR6 IR5 IR4 0000V00H00 00 00 48復位，讀操作臺命令VSUB IR7 IR6 IR5 IR4AND IR7 IR6 IR5 IR4STAIR7 IR6 IR5 IR4續(xù)上表機器指令IR7 IR6 IR5 IR4CLR#QD微指令地址A A5- A A0微指令代碼CM3 CM2 CM1

41、CM0功能LDA IR7 IR6 IR5 IR4JC IR7 IR6 IR5 IR4STP IR7 IR6 IR5 IR4OUT IR7 IR6 IR5 IR4內存地址機器指令指令功能機器代碼（一進制表小）機器代碼（十六進制）00HADD R1 , R001HJC R302HSTA R1 , R203HLDA R2 , R204HAND R2 , R005HSUB R2 , R306HOUT R207HSTP實驗五表1:將8條指令組成的簡單程序按照指令格式匯編成機器代碼（請在預習時完成）實驗五表2:運用控制臺命令將程序代碼存入內存，將程序運行時用到的數據存入寄存器，單步及連續(xù)執(zhí)行。(1)向寄存器寫入 R0=35H , R1=43H , R2=10H , R3=07H ,并驗證是否正確( DP=0 , DB=0 , SWC=0 , SWB=1 , SWA=1 )序號SW7SW6SW5SW4SW3SW2SW1SW0QD功能111111111V用不常用的地址(如 FF)寫入AR、PC2指定寄存器號R0,寫入指令寄存器IR3第一個數值寫入IR指定的R0寄存器456789使用讀寄存器控制臺命令RR