TEC5計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)25

課程實(shí)驗(yàn)

TEC-5計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)1運(yùn)算器組成實(shí)驗(yàn)（3學(xué)時(shí)）；2雙端口存儲(chǔ)器原理實(shí)驗(yàn)（3學(xué)時(shí)）；3數(shù)據(jù)通路組成實(shí)驗(yàn)（3學(xué)時(shí)）；4微程序控制器組成實(shí)驗(yàn)（3學(xué)時(shí)）；5CPU組成和機(jī)器指令執(zhí)行實(shí)驗(yàn)（4學(xué)時(shí)）；TEC-51北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室目前一頁\總數(shù)三十五頁\編于十七點(diǎn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)簡介控制臺(tái)；數(shù)據(jù)通路；控制器；用戶自選器件試驗(yàn)區(qū)；時(shí)序電路；電源部分；TEC-52北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室目前二頁\總數(shù)三十五頁\編于十七點(diǎn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)簡介控制臺(tái)開關(guān)控制器數(shù)據(jù)通路時(shí)序電路數(shù)據(jù)開關(guān)脈沖按鈕撥動(dòng)開關(guān)TEC-53北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室目前三頁\總數(shù)三十五頁\編于十七點(diǎn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)簡介微命令指示燈PC指示燈IBUS指示燈ABUS指示燈DBUS指示燈電源指示燈及插座邏輯筆插座及指示控存改寫IDT7132控存E2PROM運(yùn)算器74LS181寄存器堆isp1016TEC-54北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室目前四頁\總數(shù)三十五頁\編于十七點(diǎn)數(shù)據(jù)通路總體框圖

數(shù)據(jù)指令RAMIDT7132ABRFispLSI1016DR174LS273DR274LS273AR74LS163PC74LS163控制臺(tái)ALU74LS181AB控制器IRS3S2S1S0LDDR1T2LDDR2T2LDAR#T2LDPC#T2RAM-BUS#LR/W#T2

CEL#CER#PC+1AR+174LS273CSWCSWBSWAIR3-0LDIRT3

IR7-4MCn#ALU-BUS#LDRiT3

RD1RS1SW-BUS#控制信號(hào)IBUS7-0DBUS7-0RS0RD0WR1WR0AR7-0

PC7-0CLDRiT3

RS-BUS#TEC-55北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室目前五頁\總數(shù)三十五頁\編于十七點(diǎn)時(shí)序發(fā)生器時(shí)鐘源，時(shí)序脈沖產(chǎn)生和譯碼電路，時(shí)序啟停邏輯等；提供CPU周期所需的時(shí)序信號(hào)，取指并執(zhí)行指令。提供500KHz、50KHz、5KHz固定時(shí)鐘；提供數(shù)據(jù)通路和控制器各寄存器所需的節(jié)拍脈沖信號(hào)T1、T2、T3、T4；W1、W2、W3位節(jié)拍電位信號(hào)供硬連線控制器使用。TEC-56北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室目前六頁\總數(shù)三十五頁\編于十七點(diǎn)時(shí)序發(fā)生器單拍：DP=1，DB=0，TJ=0按下QD按鈕產(chǎn)生一組T1-T4節(jié)拍脈沖信號(hào)后停機(jī)，停在T4。單步：DP=0，DB=1，TJ=0按下QD按鈕產(chǎn)生一組W1~W3節(jié)拍電位信號(hào)后停機(jī)，停在W3。連續(xù)：DP=0，DB=0，TJ=0按下QD按鈕產(chǎn)生連續(xù)不斷的節(jié)拍脈沖信號(hào)。TJ=1時(shí)，可使連續(xù)脈沖停止，時(shí)序停在T4或W3。TEC-57北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室目前七頁\總數(shù)三十五頁\編于十七點(diǎn)時(shí)序發(fā)生器TEC-58北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室目前八頁\總數(shù)三十五頁\編于十七點(diǎn)基本時(shí)序波形MF周期2μS,占空比50%,T1~T4的脈寬2μS。微指令周期8μS。TEC-59北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室目前九頁\總數(shù)三十五頁\編于十七點(diǎn)時(shí)序發(fā)生器本實(shí)驗(yàn)設(shè)備設(shè)計(jì)：執(zhí)行一條微指令需要4個(gè)節(jié)拍脈沖，利用單拍方式可完成一條微指令的操作。硬連線控制器執(zhí)行一條機(jī)器指令需要3個(gè)節(jié)拍電位。SKIP為空余W節(jié)拍的跳轉(zhuǎn)信號(hào)。TEC-510北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室目前十頁\總數(shù)三十五頁\編于十七點(diǎn)邏輯測試筆TTL/CMOS邏輯測試筆測試TTL/CMOS邏輯高(H)低(L)電平；測試連續(xù)脈沖()；單次脈沖計(jì)數(shù)器(D)；TEC-511北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室目前十一頁\總數(shù)三十五頁\編于十七點(diǎn)邏輯測試筆使用說明將黑色魚夾接地(GND)，紅色接被測設(shè)備的Vcc(+5V)電源。本產(chǎn)品尋找故障的方法有兩種：一種是先用邏輯筆檢出關(guān)鍵信號(hào)（如時(shí)鐘、起動(dòng)、移位、復(fù)位）丟失的地方，根據(jù)被測設(shè)備的邏輯原理把故障縮小到一個(gè)較小的范圍內(nèi)，再對(duì)被懷疑的組件配合脈沖筆進(jìn)行脈沖注入—響應(yīng)測試，判斷組件的好壞。另一種方法是先對(duì)某串電路進(jìn)行脈沖注入—響應(yīng)測試，看信號(hào)能否從始端送到終端，用同樣方法檢查每一串電路，直到把故障找出來。TEC-512北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室目前十二頁\總數(shù)三十五頁\編于十七點(diǎn)

測量內(nèi)容

輸入信號(hào)

顯示結(jié)果

靜態(tài)測量

低電平高電平中間態(tài)高阻態(tài)

“L”燈亮“H”燈亮“L”、“H”燈都不亮“D”燈亮

動(dòng)態(tài)測量5MHz正脈沖5MHz負(fù)脈沖0.3MHz方波

“L”、“∏”燈亮“H”、“∏”燈亮“L”、“H”、“∏”燈都亮

單脈沖捕捉正極性負(fù)極性“L”燈亮“H”燈亮來一脈沖“∏”燈閃動(dòng)一次TEC-513北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室目前十三頁\總數(shù)三十五頁\編于十七點(diǎn)邏輯測試筆使用說明若需拆卸，先把電源插座上的螺帽旋下，然后旋開筆殼與探針即可維修。注：①當(dāng)測試TTL電路邏輯筆的開關(guān)撥到標(biāo)有“TTL”的一側(cè)，測試CMOS電路將開關(guān)撥到標(biāo)有“CMOS”的一側(cè)。②邏輯筆測試電平指標(biāo)與TTL和CMOS標(biāo)準(zhǔn)相一致。TEC-514北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室目前十四頁\總數(shù)三十五頁\編于十七點(diǎn)一運(yùn)算器組成實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.熟悉雙端口通用寄存器堆的讀寫操作。2.熟悉簡單運(yùn)算器的數(shù)據(jù)傳送通路。3.驗(yàn)證運(yùn)算器74LS181的算術(shù)邏輯功能。4.按給定數(shù)據(jù)，完成指定的算術(shù)、邏輯運(yùn)算。TEC-515北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室目前十五頁\總數(shù)三十五頁\編于十七點(diǎn)電路框圖TEC-516北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室目前十六頁\總數(shù)三十五頁\編于十七點(diǎn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備TEC-5計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)1臺(tái)；TDS1001數(shù)字存儲(chǔ)示波器1臺(tái)；邏輯測試筆1支。TEC-517北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室目前十七頁\總數(shù)三十五頁\編于十七點(diǎn)參考連線：數(shù)據(jù)通路WR0WR1RD0RD1RS0RS1LDRi電平開關(guān)K0K1K2K3K4K5K6數(shù)據(jù)通路LDDR1LDDR2S0S1S2S3M電平開關(guān)K7K7K8K9K10K11K12數(shù)據(jù)通路ALU–BUS#SW–BUS#RS–BUS#Cn#電平開關(guān)K13K14K15VccTEC-518北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室目前十八頁\總數(shù)三十五頁\編于十七點(diǎn)實(shí)驗(yàn)任務(wù)1.按圖要求,將運(yùn)算器模塊與實(shí)驗(yàn)臺(tái)操作板上的線路進(jìn)行連接。2.用開關(guān)SW7~SW0向通用寄存器堆RF內(nèi)的R0~R3寄存器置數(shù)。演示

然后讀出R0~R3的內(nèi)容，在數(shù)據(jù)總線DBUS上顯示出來。演示4.將R0寫入DR1，將R1寫入DR2

。演示3.驗(yàn)證ALU的正邏輯算術(shù)運(yùn)算，演示

邏輯運(yùn)算功能。演示TEC-519北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室目前十九頁\總數(shù)三十五頁\編于十七點(diǎn)74LS181ALU算數(shù)/邏輯運(yùn)算功能表TEC-520北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室目前二十頁\總數(shù)三十五頁\編于十七點(diǎn)實(shí)驗(yàn)要求做好實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，掌握運(yùn)算器的數(shù)據(jù)傳輸通路及其功能特性，熟悉實(shí)驗(yàn)中所用模擬開關(guān)的作用和使用方法。寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)任務(wù)的數(shù)據(jù)表格、控制信號(hào)模擬開關(guān)值、運(yùn)算結(jié)果。比較理論值與實(shí)驗(yàn)結(jié)果。進(jìn)位延遲和求和延遲時(shí)間波形圖及測量值?？裳芯坑懻摰钠渌鼏栴}。TEC-521北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室目前二十一頁\總數(shù)三十五頁\編于十七點(diǎn)二雙端口存儲(chǔ)器原理實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私怆p端口靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器IDT7132的工作特性及使用方法。了解半導(dǎo)體存儲(chǔ)器怎樣存儲(chǔ)和讀出數(shù)據(jù)。了解雙端口存儲(chǔ)器怎樣并行讀寫，產(chǎn)生沖突的情況如何。TEC-522北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室目前二十二頁\總數(shù)三十五頁\編于十七點(diǎn)TEC-523北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室目前二十三頁\總數(shù)三十五頁\編于十七點(diǎn)TEC-524北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室目前二十四頁\總數(shù)三十五頁\編于十七點(diǎn)TEC-525北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室目前二十五頁\總數(shù)三十五頁\編于十七點(diǎn)電路框圖TEC-526北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室目前二十六頁\總數(shù)三十五頁\編于十七點(diǎn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備TEC-5計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)1臺(tái)；TDS1001數(shù)字存儲(chǔ)示波器1臺(tái)；邏輯測試筆1支。TEC-527北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室目前二十七頁\總數(shù)三十五頁\編于十七點(diǎn)參考連線：置DP=1,DB=0,編程開關(guān)撥到正常位置

數(shù)據(jù)通路LDAR#LDPC#CEL#LR/W#RAM–BUS#CER#SW–BUS#電平開關(guān)K0K1K2K3K4K5K6AR+1和PC+1

兩個(gè)信號(hào)接地

TEC-528北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室目前二十八頁\總數(shù)三十五頁\編于十七點(diǎn)實(shí)驗(yàn)任務(wù)（1）按電路圖將有關(guān)信號(hào)和二進(jìn)制開關(guān)對(duì)應(yīng)接好，接通電源。（2）將數(shù)碼開關(guān)SW7~SW0設(shè)置為00H，將此數(shù)據(jù)作為地址置入AR；然后重新設(shè)置二進(jìn)制開關(guān)控制，將數(shù)碼開關(guān)SW7~SW0上的數(shù)據(jù)00H寫入RAM中。演示依此方法，向存儲(chǔ)器的10H、20H、30H、40H單元寫入10H、20H、30H、40H。（3）使用雙端口存儲(chǔ)器的左端口，依次讀出RAM第00H，10H，20H，30H，40H單元中的內(nèi)容。演示TEC-529北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室目前二十九頁\總數(shù)三十五頁\編于十七點(diǎn)實(shí)驗(yàn)任務(wù)觀察上述各單元中的內(nèi)容是否正確。注意：總線上禁止兩個(gè)以上部件同時(shí)向總線輸出數(shù)據(jù)。當(dāng)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀出操作時(shí)，必須關(guān)閉SW-BUS三態(tài)門！當(dāng)向AR送入地址時(shí)，雙端口存儲(chǔ)器不能被選中。（4）通過雙端口存儲(chǔ)器的右端口，讀出數(shù)據(jù)，觀察結(jié)果是否正確。演示（5）雙端口存儲(chǔ)器的并行讀寫和訪問沖突測試。演示TEC-530北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室目前三十頁\總數(shù)三十五頁\編于十七點(diǎn)實(shí)驗(yàn)要求做好實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，掌握IDT7132雙端口存儲(chǔ)器的功能特性及使用方法。寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)任務(wù)的數(shù)據(jù)表格，檢測結(jié)果?？裳芯坑懻摰钠渌鼏栴}。TEC-531北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室目前三十一頁\總數(shù)三十五頁\編于十七點(diǎn)三數(shù)據(jù)通路組成實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步熟悉計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)通路；將雙端口通用寄存器堆和雙端口存儲(chǔ)器模塊聯(lián)機(jī)；掌握數(shù)字邏輯電路中故障的一般規(guī)律，以及排除故障的一般原則和方法；鍛煉分析問題與解決問題的能力，在出現(xiàn)故障的情況下，獨(dú)立分析故障現(xiàn)象并排除故障。TEC-532北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室目前三十二頁\總數(shù)三十五頁\編于十七點(diǎn)電路框圖

TEC-533北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室目前三十三頁\總數(shù)三十五頁\編于十七點(diǎn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備TEC-5計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)1臺(tái)；TDS1001數(shù)字存儲(chǔ)示波器1臺(tái)；邏輯測試筆1支。TEC-534北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室目前三十四頁\總數(shù)三十五頁\編于十七點(diǎn)