合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)組成原理試驗(yàn)報(bào)告

本文格式為Word版，下載可任意編輯——合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)組成原理試驗(yàn)報(bào)告試驗(yàn)一基本運(yùn)算器試驗(yàn)

一、試驗(yàn)?zāi)康?/p>

了解運(yùn)算器的組成結(jié)構(gòu)；把握運(yùn)算器的工作原理。

二、試驗(yàn)內(nèi)容

1、連線說(shuō)明：ALU單元：S0..S3(JP18)ALU單元：ALU_D0..ALU_D7(JP25)ALU單元：IN0..IN7(JP22)——開(kāi)關(guān)區(qū)單元：K20..K23(JP89)——擴(kuò)展區(qū)單元：JP62——開(kāi)關(guān)區(qū)單元：K0..K7(JP97)ALU單元：Wa、wB、rALU、CN_I(JP19)——開(kāi)關(guān)區(qū)單元：K15..K12(JP92)2、開(kāi)啟試驗(yàn)儀電源，按CON單元的nRST按鍵，將ALU的A、B、FC、FZ、FS、I清零；假使EXEC鍵上方指示燈不亮，請(qǐng)按一次EXEC鍵，點(diǎn)亮指示燈，表示試驗(yàn)儀在運(yùn)行狀態(tài)。

3、給暫存器A賦初值

（1）撥動(dòng)開(kāi)關(guān)區(qū)單元的K7..K0開(kāi)關(guān)，形成二進(jìn)制數(shù)01011000（或其它值）；指示燈亮，表示該位是‘1’，滅為‘0’。

（2）撥動(dòng)開(kāi)關(guān)區(qū)單元K15(wA)、K14(wB)、K13(rALU)、K12(CN_I)開(kāi)關(guān)，賦wA=0（允許寫(xiě)A）、wB=1（阻止寫(xiě)B(tài)）、rALU=1(不允許ALU輸出)、CN_I=0，按CON單元的STEP按鍵一次,產(chǎn)生一個(gè)T1的下降沿，將二進(jìn)制數(shù)01011000寫(xiě)入暫存器A中，ALU單元的A_7?A_0LED上顯示A中的值

4、給暫存器B賦初值

（1）撥動(dòng)開(kāi)關(guān)區(qū)單元的K7..K0開(kāi)關(guān)，形成二進(jìn)制數(shù)10101011（或其它值）。

（2）賦wA=1（阻止寫(xiě)A）、wB=0（允許寫(xiě)B(tài)）、rALU=1(不允許ALU輸出)、CN_I=0，按CON單元的STEP按鍵一次,產(chǎn)生一個(gè)T2的下降沿，將二進(jìn)制數(shù)10101011寫(xiě)入暫存器B中，ALU單元的R_7?R_0LED上顯示B中的值

5、賦wA=1（阻止寫(xiě)A）、wB=1（阻止寫(xiě)B(tài)）、rALU(K10)=0,按uSTEP鍵，進(jìn)入T3節(jié)拍，

節(jié)拍T1、T2、T3無(wú)效（T1=0、T2=0、T3=0）T1（T1=1、T2=0、T3=0）T2（T1=0、T2=1、T3=0）T3（T1=0、T2=0、T3=1）DS1690011說(shuō)明：1-亮；0-滅DS1680101當(dāng)rALU(K13)=0，假使S3S2S1S0的值是0000時(shí)，T2、T3節(jié)拍時(shí)，允許ALU結(jié)果輸出；S3S2S1S0的值是其它數(shù)值，T3節(jié)拍時(shí)，允許ALU結(jié)果輸出，顯示于擴(kuò)展區(qū)的二位數(shù)碼管、DS94..DS101的LED上。

6、根據(jù)后邊的“運(yùn)算結(jié)果表〞，改變K20（S0）、K21（S1）、K22（S2）、K23（S3）、K12（CN_I）的值，觀測(cè)并記錄運(yùn)算器的輸出。例如：S0=0，S1=0，S2=0，S3=0，ALU的D7_D0=58H；FC、FZ、FS、I不變。

注意：只有按CON單元的STEP按鍵一次，產(chǎn)生一個(gè)T3的下降沿，ALU才將標(biāo)志位FC、FZ、FS、I寫(xiě)入標(biāo)志寄放器PSW中，才能在ALU單元的FZ、FC、FS、I指示燈上看到結(jié)果。

假使試驗(yàn)儀、PC聯(lián)機(jī)操作，則可通過(guò)軟件中的數(shù)據(jù)通路圖來(lái)觀測(cè)試驗(yàn)結(jié)果，方法是：開(kāi)啟軟件，在星研軟件的工具條中選擇“運(yùn)算器試驗(yàn)〞，開(kāi)啟運(yùn)算器試驗(yàn)的數(shù)據(jù)通路圖。

進(jìn)行上面的手動(dòng)操作，點(diǎn)擊工具條上單節(jié)拍或單周期命令圖標(biāo)，數(shù)據(jù)通路圖會(huì)反映當(dāng)前運(yùn)算器所做的操作。

三、試驗(yàn)結(jié)果及分析

運(yùn)算結(jié)果表運(yùn)算類(lèi)型A5858規(guī)律運(yùn)算58移位運(yùn)算算術(shù)運(yùn)算其它BS3S2S1S0CN_IABABAB0000000000010010001101000101010101100110(FC=0)0110(FC=1)01110111(FC=0)0111(FC=1)10001000(FC=0)1000(FC=1)10011001(FC=0)1001(FC=1)101010111100110101XXXX010101010101XXX結(jié)果ALU=（58）FC=（0）FZ=（0）FS=(0)ALU=（AB）FC=（0）FZ=（0）FS=(0)ALU=（FB）FC=（0）FZ=（0）FS=(0)ALU=（08）FC=（0）FZ=（0）FS=(0)ALU=（F3）FC=（0）FZ=（0）FS=(0)ALU=（A7）FC=（0）FZ=（0）FS=(0)ALU=（0B）FC=（0）FZ=（0）FS=(0)ALU=（2C）FC=（0）FZ=（0）FS=(0)ALU=（2C）FC=（0）FZ=（0）FS=(0)ALU=（2C）FC=（0）FZ=（0）FS=(0)ALU=（AC）FC=（0）FZ=（0）FS=(0)ALU=（B0）FC=（1）FZ=（0）FS=(0)ALU=（B0）FC=（0）FZ=（0）FS=(0)ALU=（B1）FC=（1）FZ=（0）FS=(0)ALU=（03）FC=（0）FZ=（0）FS=(0)ALU=（03）FC=（0）FZ=（0）FS=(0)ALU=（04）FC=（1）FZ=（0）FS=(0)ALU=（AD）FC=（0）FZ=（0）FS=(0)ALU=（AD）FC=（0）FZ=（0）FS=(0)ALU=（AC）FC=（1）FZ=（0）FS=(0)ALU=（59）FC=（1）FZ=（0）FS=(0)ALU=（58）FC=（1）FZ=（0）FS=(0)ALU=（57）FC=（1）FZ=（0）FS=(0)FC=（1）EI=（0）

四、思考題

１．本試驗(yàn)系統(tǒng)中Ａ寄放器的寫(xiě)入在什么時(shí)刻進(jìn)行？Ｂ寄放器的寫(xiě)入在什么時(shí)刻進(jìn)行？能否在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)將Ａ、Ｂ寄放器寫(xiě)入不同的數(shù)據(jù)？

答：①按住STEP，CK由高變低，寄放器A的黃色燈亮，說(shuō)明選擇A寄放器。放開(kāi)STEP，CK由低變高，產(chǎn)生上升沿，數(shù)據(jù)55H被寫(xiě)入A寄放器。

②按住STEP，CK由高變低，寄放器B的黃色燈亮，說(shuō)明選擇B寄放器。放開(kāi)STEP，CK由低變高，產(chǎn)生上升沿，數(shù)據(jù)33H被寫(xiě)入B寄放器。

③不允許在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)將Ａ、Ｂ寄放器寫(xiě)入不同的數(shù)據(jù)。

２．本試驗(yàn)系統(tǒng)中ＡＬＵ的求補(bǔ)功能與８０８６ＣＰＵ的求補(bǔ)指令功能是否一致？答：

本試驗(yàn)系統(tǒng)中ＡＬＵ可對(duì)8位位變量進(jìn)行規(guī)律“AND〞、“OR〞、“XOR〞循環(huán)、求補(bǔ)、清零等基本操作，還可以進(jìn)行加、減、乘、除等基本運(yùn)算。而8086處理器的規(guī)律運(yùn)算是16位。

試驗(yàn)二存儲(chǔ)器試驗(yàn)

1、試驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、把握簡(jiǎn)單運(yùn)算器的數(shù)據(jù)傳送組成原理。

2、驗(yàn)證算術(shù)規(guī)律運(yùn)算功能發(fā)生器74LS181的組合功能。

二、試驗(yàn)原理

1、總線原理：由于本系統(tǒng)內(nèi)使用8根地址線，8根數(shù)據(jù)線，所以使用1拍你74LS255作為數(shù)據(jù)總線，另一片74LS244作為地址總線，總線把整個(gè)系統(tǒng)分為內(nèi)部數(shù)據(jù)、地址總線和外部數(shù)據(jù)、地址總線，由于數(shù)據(jù)總線需要進(jìn)行由內(nèi)、外部數(shù)據(jù)交換，所以由BUS信號(hào)來(lái)控制數(shù)據(jù)流向，當(dāng)BUS=1時(shí)數(shù)據(jù)由內(nèi)到外，當(dāng)BUS=0時(shí)，數(shù)據(jù)由外到內(nèi)。

2、由于本系統(tǒng)內(nèi)使用8根地址線，8位數(shù)據(jù)線，所以6264的A8~A12接地，其實(shí)際容量為256,6264的數(shù)據(jù)、地址總線已經(jīng)接在總線單元的外部總線上。存儲(chǔ)器有3個(gè)控制信號(hào)：地址總線設(shè)置存儲(chǔ)地址，RM=0時(shí)，把存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)讀出到總線上；當(dāng)WM=0，并且EMCK有一個(gè)上升沿，把外部總線上的數(shù)據(jù)寫(xiě)到存儲(chǔ)器中。

圖7-6-1存儲(chǔ)器試驗(yàn)原理圖

試驗(yàn)所用的半導(dǎo)體靜態(tài)存儲(chǔ)器電路原理如圖7-6-1所示，該靜態(tài)存儲(chǔ)器由一片6116(2Kx8)構(gòu)成，其數(shù)據(jù)線(D7~D0)以8芯扁平線方式和數(shù)據(jù)總線(D7~D0)相連接，地址線由地址鎖存器(74LS273)給出，該鎖存器的輸入/輸出通過(guò)8芯扁平線分別連至數(shù)據(jù)總線接口和存儲(chǔ)器地址接口。地址顯示單元顯示AD7~AD0的內(nèi)容。數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)經(jīng)一三態(tài)門(mén)(74LS245)以8芯扁平線方式連至數(shù)據(jù)總線接口，分時(shí)給出地址和數(shù)據(jù)。6116有3根控制線：CS（片選線）、OE（讀線）、WR（寫(xiě)線）。當(dāng)片選有效CS=0時(shí)，