計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告 指令部件模塊實(shí)驗(yàn)

第1頁(yè)共2頁(yè)第1頁(yè)共1頁(yè)西華大學(xué)數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱：計(jì)算機(jī)組成原理年級(jí)：2011級(jí)實(shí)驗(yàn)成績(jī)：指導(dǎo)教師：祝昌宇姓名：蔣俊實(shí)驗(yàn)名稱：指令部件模塊實(shí)驗(yàn)學(xué)號(hào)：312011080611118實(shí)驗(yàn)日期：2013-12-15一、目的1.掌握指令部件的組成方式2.熟悉指令寄存器的打入方式，PC計(jì)數(shù)器的設(shè)置和+1操作，理解跳轉(zhuǎn)指令的實(shí)現(xiàn)過程。二、實(shí)驗(yàn)原理（1）指令部件模塊實(shí)驗(yàn)的構(gòu)成1片74LS374作為指令模塊的指令寄存器IR1，另1片74LS374作為地址鎖存器IR2。8芯插座PC-IN作為數(shù)據(jù)輸入端，可通過8芯扁平電纜把數(shù)據(jù)輸入端連接到數(shù)據(jù)總線上。2片74LS161作為PC計(jì)數(shù)器2片74LS245（同時(shí)只有1片輸出）作為當(dāng)前地址的輸出。8芯插座PC-OUT作為地址輸出端，可通過短8芯扁平電纜把地址輸出端連接到地址總線上。1片74LS373來實(shí)現(xiàn)多種條件跳轉(zhuǎn)指令（JZ，JC，JMP等條件跳轉(zhuǎn)指令）（2）指令部件模塊實(shí)驗(yàn)原理指令寄存器IR1（74LS374）的EIR1為低電平并且IR1CK有上升沿時(shí)，把來自數(shù)據(jù)總線的數(shù)據(jù)打入IR1，IR1的輸出就作為本系統(tǒng)內(nèi)的8位指令I(lǐng)0～I(xiàn)7。在本系統(tǒng)內(nèi)由這8位指令可最多譯碼256條不同的指令，通過譯碼可對(duì)應(yīng)出這些指令在微程序存儲(chǔ)器中入口地址，并且輸出相應(yīng)的微指令。2片74LS161組成了PC計(jì)數(shù)器，它由信號(hào)ELP、信號(hào)PC-O、脈沖PCCK來控制PC計(jì)數(shù)器+1和PC計(jì)數(shù)器置數(shù)操作。在停機(jī)狀態(tài)下，由控制臺(tái)置起始地址，給出打入脈沖并置入74LS161。當(dāng)ELP＝0，PCCK有上升沿時(shí)可重新置PC值。當(dāng)PC-O＝0、ELP＝1，PCCK是上升沿時(shí)把當(dāng)前PC計(jì)數(shù)器+1，并且把PC計(jì)數(shù)器的值作為地址輸出到地址總線上。置EIR為低電平，并且IR2CK有上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)總線的數(shù)據(jù)打入IR2鎖存器后，置IR2-O＝0、PC-O＝1，把IR2的值作為地址輸出到地址總線上。74LS153是4選1的芯片，可通過JS0、JS1來選擇用JC還是JZ來實(shí)現(xiàn)條件轉(zhuǎn)移的指令JS0JS1功能00選擇JZ當(dāng)通用寄存器為0時(shí)跳轉(zhuǎn)01選擇JC當(dāng)進(jìn)位寄存器為0時(shí)跳轉(zhuǎn)10選擇JN提供給用戶自定義，JN=0時(shí)跳轉(zhuǎn)10重新設(shè)置當(dāng)前PC指針，實(shí)現(xiàn)JMP指令圖1指令寄存器原理圖三、使用環(huán)境計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)箱四、實(shí)驗(yàn)步驟（一）準(zhǔn)備工作按啟停單元中的運(yùn)行按鈕，置實(shí)驗(yàn)機(jī)為運(yùn)行狀態(tài)。把EIR1，EIR2，PC-O，ELP，IR2-O，JS0，JS1接入二進(jìn)制撥動(dòng)開關(guān)重，把IR1CK，和IR2CK接入脈沖單元PLS1，PCCK接入PLS2中。用長(zhǎng)8芯扁平電纜把PC-IN與CPT-B板上的二進(jìn)制開關(guān)單元中的J3相連（對(duì)應(yīng)二進(jìn)制開關(guān)H0～H7），PC-OUT用短8芯扁平電纜連接地址總線AJ1，其它控制信號(hào)請(qǐng)按下表接線信號(hào)定義接入開關(guān)位號(hào)IR1CKPLS1孔IR2CKPLS1孔PCCKPLS2孔EIR1H20孔EIR2H19孔IR2-OH18孔PC-OH17孔ELPH16孔JS0H15孔JS1H14孔JZH13孔（二）PC計(jì)數(shù)器置數(shù)二進(jìn)制開關(guān)H0~H7作為數(shù)據(jù)輸入，置05H（對(duì)應(yīng)開關(guān)如下表）H7H6H5H4H3H2H1H0數(shù)據(jù)總線值D7D6D5D4D3D2D1D08位數(shù)據(jù)0000010105H置控制信號(hào)如下：H20H19H18H17H16H15H14EIR1EIR2IR2-OPC-OELPJS0JS11011011按啟停單元中的運(yùn)行按鈕，置實(shí)驗(yàn)機(jī)為運(yùn)行狀態(tài)。按脈沖單元中的PLS1脈沖按鍵，在IR2CK上產(chǎn)生一個(gè)上升沿，把當(dāng)前數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)打入IR2鎖存器，按脈沖單元中的PLS2脈沖按鍵，在PCCK上產(chǎn)生一個(gè)上升沿，把IR2鎖存器中的地址打入PC計(jì)數(shù)器（2片74LS161）中，這樣的操作過程可實(shí)現(xiàn)無條件的跳轉(zhuǎn)指令。若要觀察輸出結(jié)果，再置信號(hào)PC-O＝0，此時(shí)PC計(jì)數(shù)器把其內(nèi)容作為地址輸出到地址總線上，地址總線上的指示燈IAB0～I(xiàn)AB7應(yīng)顯示05H。（三）PC計(jì)數(shù)器+1完成上述實(shí)驗(yàn)后，重置控制信號(hào)如下：。H20H19H18H17H16H15H14EIR1EIR2IR2-OPC-OELPJS0JS11110111按脈沖單元中的PLS2脈沖按鍵，在PCCK上產(chǎn)生一個(gè)上升沿，因PC-O＝0，PC計(jì)數(shù)器將加1，PC計(jì)數(shù)器為06H，并且輸出至地址總線。此時(shí)地址總線上的指示燈IAB0～I(xiàn)AB7應(yīng)顯示06H。（四）置當(dāng)前指令寄存器二進(jìn)制開關(guān)H0~H7作為數(shù)據(jù)輸入，置5FH（對(duì)應(yīng)開關(guān)如下表）H7H6H5H4H3H2H1H0數(shù)據(jù)總線值D7D6D5D4D3D2D1D08位數(shù)據(jù)010111115FH置控制信號(hào)如下：H20H19H18H17H16H15H14EIR1EIR2IR2-OPC-OELPJS0JS10111100按啟停單元中的運(yùn)行按鈕，置實(shí)驗(yàn)機(jī)為運(yùn)行狀態(tài)。按脈沖單元中的PLS1脈沖按鍵，在IR1CK上產(chǎn)生一個(gè)上升沿，把當(dāng)前數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)5FH打入IR1鎖存器，表示當(dāng)前運(yùn)行的指令碼為5FH。此時(shí)指令寄存器的指示燈I0～I(xiàn)