微处理器原理课实验日志
一、实验题目:熟悉并使用算术逻辑操作类指令
二、实验结果
本次实验的目的是为了让我们熟悉算术运算类指令，熟悉逻辑运算类指令，掌握算术运算类指令对标志位的影响。本次实验分为验证性和操作性，对于验证性实验要求在自己理解程序的基础上去运行程序，查看运行结果。操作性实验要求自己编写程序实现相关要求，最后运行查看结果。
第一个程序是验证性（加法减法指令），代码为：
MOV A，#12H
MOV R0，#24H
MOV 21H，#56H
ADD A，#12H
MOV DPTR，#4316H
ADD A，DPH
ADD A，R0
CLR C
SUBB A，DPL
SUBB A，#25H
INC A
SETB C
ADDC A，21H
INC R0
SUBB A，R0
MOV 24H，#16H
CLR C
ADD A，@R0
此程序的功能为：熟悉加法减法指令，尤其是ADD与ADDC、还有就是在SUBB中注意什么时候Cy标志位清零的运用；DPH、DPL 的运用等。最后在没有运行程序之前对程序进行简单的运算，累加器A中的数据是0xE0=#83H，程序运算结果如下：
按照实验要求第二个程序代码为：
MOV 30H，#34H
MOV 31H，#2AH
MOV 32H，#0FAH
MOV 33H，#48H
MOV R0，#30H
MOV A，@R0
INC R0
MOV B，@R0
MUL AB
MOV R1，A
MOV R2，B
MOV A，@R0
INC R0
MOV B，@R0
DIV AB
MOV R3，A
MOV R4，B
本程序的重点是分析乘法中高八位存在B寄存器中和低八位存在累加器A中，除法运算A累加器中存放的是商，B寄存器中存放的余数。所以，分析得到乘法运算中A累加器中存放的是88H，B寄存器中存放是08H;除法运算中A累加器存放的是00H,B寄存器中存放的是2AH.程序运算的结果如下：
按照第三个程序是移位指令代码为：
MOV A,#39H
CPL A
RL A
CLR C
RRC A
SETB C
RLC A
SWAP A
此程序的运行结果应该是：0C6H、8DH、46H、8DH、D8H。
操作性实验，按照要求书写代码如下：
ORG 00H MOV 30H,#56H MOV 31H,#34H MOV 32H,#12H MOV 40H,#90H MOV 41H,#78H MOV 42H,#56H MOV R0,#30H MOV R1,#40H MOV A,@R0 ADDC A,@R1 DA A
MOV 50H,A INC R0
INC R1
MOV A,@R0 ADDC A,@R1 DA A
MOV 51H,A INC R0
INC R1
MOV A,@R0 ADDC A,@R1 DA A
MOV 52H,A
END
运行结果为：(50H)=46H, (51H)=13H,(52H)=69H.
三、实验过程中的问题及解决方案
在本次实验中，对验证性实验出现的问题，自己对程序代码的不熟悉，理解上出现了问题，经过查阅书籍最后都一一解决。
对于操作性实验遇见的问题是，开始运算结果总是在(51H),(52H)的数据上差一。最后在老师的指点下得到解决，问题是自己没有理解到标志位Cy.以及ADD与ADDC的具体该怎么运用。
2.3 算术运算指令实验 一、实验目的 ·掌握单字节的加减法指令的使用。 ·掌握单字节的乘除法指令的使用。 ·掌握用Keil调试汇编源程序的方法。 ·掌握用Proteus调试汇编源程序的方法。 二、实验预备知识 算术运算指令对程序状态寄存器PSW中的相关位会产生不同的影响。具体如下：◇执行加法指令时，当和的第3位或第7位有进位时，分别将AC、CY标志位置1；否则为O。如果第6位向第7位有进位而第7位没有向前进位，或者如果第7位向前有进位而第6位没有向第7位进位，OV=1，否则OV-O。该操作也影响标志位P。 ◇执行减法指令时，如果第7位有借位，则CY置1，否则清O。若第3位有借位，则 AC置1；否则清O。两个带符号数相减，还要考查OV标志，若OV为1，表示差数溢出，即破坏了正确结果的符号位。该操作也影响标志位P。 ◇执行乘法指令时，若乘积大子OFFH，则OV置1，否则清o（此时B的内容为0）。 CY总是被清O。该操作也影响标志位p。 ◇执行除法指令时，若除数(B) -OOH．则结果无法确定，OV置l。CY总是被清O。该操作也影响标志位P。 三、实验内容 将算术运算指令分成两类，分别编写两个小程序，以完成数据的加减法、乘除法运算。 1．参考程序i-hn减法运算 (1)将立即数# B5H、#36H、#89H分别传送至内部RAM区40H、R2、A中。 (2)将内部RAM区40H中的内容与A中的内容相加，然后再与R2中的内容相加，结果存放至内部RAM区50H中。 (3)将A中的内容与内部RAM区40H中的内容相减，结果存放至内部RAM区60H中。 2．参考程序2——乘除法运算 (1>将立即数#75H、#31H分别传送至内部RAM区15H、33H中。 (2)将内部RAM区15H单元的内容与33H单元的内容相乘。 (3)将乘积的高8位和低8位分别传送至内部RAM区31H、30H中。 (4)将内部RAM区15H单元的内容除以33H单元的内容。 (5)将商和余数分别传送至内部RAM区41H、40H中。四、实验参考程序
实验报告 、实验名称 运算器实验—算术逻辑运算实验 、实验目的 1、了解运算器的组成原理。 2、掌握运算器的工作原理。 3、掌握简单运算器的数据传送通路。 4、验证运算功能发生器( 74LS181)的组合功能 三、实验设备 TDN-CM++ 计算机组成原理教学实验系统一套，导线若干四、实验原理 实验中所用的运算器数据通路如图1-1 所示。其中两片74LSl81以串行方式构成8 位字长的ALU，ALU 的输出经过一个三态门(74LS245)和数据总线相连。三态门由ALU-R 控制，控制运算器运算的结果能否送往总线，低电平有效。为实现双操作数的运算，ALU 的两个数据输入端分别由二个锁存器DR1、DR2 (由74LS273实现)锁存数据。要将数据总线上的数据锁存到DRl、DR2 中，锁存器的控制端LDDR1 和DDR2必须为高电平，同时由T4 脉冲到来。 数据开关“( INPUT DEVICE")用来给出参与运算的数据，经过三态 (74LS245) 后送入数据总线，三态门由SW—B控制，低电平有效。数据显示灯“( BUS UNIT") 已和数据总线相连，用来显示数据总线上的内容。 图中已将用户需要连接的控制信号用圆圈标明(其他实验相同，不再说明)，其中除T4 为脉冲信号外，其它均为电平信号。由于实验电路中的时序信号均已连至“W／R UNIT ”的相应时序信号引出端，因此，在进行实验时，只需将“W ／R UNIT"的T4接至“ STATE UNIT ”的微动开关KK2 的输入端，按动微动开关，即可获得实验所需的单脉冲。 ALU 运算所需的电平控制信号S3、S2、S1、S0 、Cn、M、LDDRl、 LDDR2 、ALU-B 、SW-B均由“ SWITCH UNIT ”中的二进制数据开关来模拟，其中Cn、ALU —B、SW 一 B 为低电平有效LDDR1 、LDDR2 为高电平有效。 对单总线数据通路，需要分时共享总线，每一时刻只能由一组数据送往总线。
逻辑运算类指令 1.对累加器A的逻辑操作： CLR A ；将A中的值清0，单周期单字节指令，与MOV A，#00H效果 相同。 CPL A ；将A中的值按位取反 RL A ；将A中的值逻辑左移 RLC A ；将A中的值加上进位位进行逻辑左移 RR A ；将A中的值进行逻辑右移 RRC A ；将A中的值加上进位位进行逻辑右移 SWAP A ；将A中的值高、低4位交换。 例：（A）=73H，则执行CPL A，这样进行： 73H化为二进制为01110011， 逐位取反即为10001100，也就是8CH。 RL A是将（A）中的值的第7位送到第0位，第0位送1位，依次类推。 例：A中的值为68H，执行RL A。68H化为二进制为01101000，按上图 进行移动。01101000化为11010000，即D0H。 RLC A，是将（A）中的值带上进位位（C）进行移位。
例：A中的值为68H，C中的值为1，则执行RLC A 1 01101000后，结果是0 11010001，也就是C进位位的值变成了0，而（A） 则变成了D1H。 RR A和RRC A就不多谈了，请大家参考上面两个例子自行练习吧。 SWAP A，是将A中的值的高、低4位进行交换。 例：（A）=39H，则执行SWAP A之后，A中的值就是93H。怎么正好 是这么前后交换呢？因为这是一个16进制数，每1个16进位数字代表4 个二进位。注意，如果是这样的：（A）=39，后面没H，执行SWAP A 之后，可不是（A）=93。要将它化成二进制再算：39化为二进制是10111，也就是0001，0111高4位是0001，低4位是0111，交换后是01110001，也 就是71H，即113。 练习，已知（A）=39H，执行下列指令后写出每步的结果 CPL A RL A CLR C RRC A SETB C
实验二算术运算实验 一、实验目的 1、掌握MASM for Windows 环境下的汇编语言编程环境使用； 2、掌握汇编语言程序设计的基本流程及汇编语言中的二进制、十六进制、十进制、BCD 码的表示形式； 3、掌握汇编语言对多精度十六进制和十进制的编程方法及运算类指令对各状态标志 位的影响及测试方法； 4、掌握无符号数和有符号数运算区别及编程方法; 5、掌握BCD 码调整指令的使用方法 二、软硬件实验环境 1、硬件环境：惠普64 位一体化计算机及局域网； 2、软件环境：windows 8，红蜘蛛管理系统，MASM for Windows。 三、实验基本原理 算术运算实验需要对运行结果进行调试及查看状态字，其相关知识如下。 1) 标志位 在debug调试过程中，标志位用特殊符号表示的，其标志名和状态符号的对照表参照表1所示。 表1标志名和状态符号的对照表参照表 2) 加减法指令 ADD表示加法指令，ADC表示带进位加法指令，SUB表示减法指令，SBB表示带进位减法指令。 3) 乘除法指令
MUL表示无符号数乘法指令，IMUL表示带符号数乘法指令，DIV表示无符号数除法指令，IDIV 表示带符号数除法指令。 4) 符号位扩展指令 CBW表示从字节扩展到字的指令，CWD表示从字扩展到双字的指令。 5) BCD码的调整指令 在进行十进制加减运算时，需要将数据用BCD码表示，还要考虑到是组合BCD码还是非组合BCD码，组合BCD码是用一个字节表示两位十进制数，非组合BCD码是用一个字节表示一位十进制数，对于组合的BCD码加减法运算其结果存放在AL中。 组合的BCD码加法调整指令DAA； 组合的BCD码减法调整指令DAS； 非组合的BCD码加法调整指令AAA； 非组合的BCD码减法调整指令AAS； 乘法的非组合BCD码调整指令AAM； 除法的非组合BCD码调整指令AAD。 8088/8086指令系统提供了实现加、减、乘、除运算指令，可参照表2所示内容。 表2数据类型的数据运算表 四、实验步骤与内容 1)对于表格中三组无符号数，试编程求这三组数的指定运算结果，并考虑计算结果对标志寄存器中状态标志位的影响： ①实验分析 本实验要求简单，仅对指定三组数进行基本运算。只需使用ADD、SUB、MUL、DIV四个运算命令，并以MOV命令作为数值转移的手段即可。运算结果和状态标志的情况可以通过debug调试中的T命令进行逐步查看。 需要注意的主要有以下几点： 1.在进行加法和乘法运算时，会出现对高位的进位扩展。因此，在记录结
3.2 算术逻辑运算部件 1位全加器 n 位并行加法器 ALU 单元 乘、除 法器 运算器 3.2.1 加法单元 若：+1101，+1111 两数相加，且分别放入A 、B 两个寄存器。 0 0 1 1 0 1 （补码、双符号位表示） +） 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 第3位：输入量： Ai(1),Bi(1), C ｉ-1(1) 本位进位 C ｉ ∑ｉ C ｉ-1 A ｉ B ｉ 低位进位 本位操作数 输入、输出量之间的关系式： Σi =（A B i C i-1 (1) C i = A i B i A B i ）C i-1 (2) 根据上式，得出一位全加器的逻辑电路图： 根据（1）式得： 如果三个输人中1的个数为奇数，则本位和为1，否则为0。 根据（2）式得： 当本位的两个输入A i 、B i 均为1时，不管低位有无进位C i-1传来，都必然产生进位C i ；若C i-1为1，只要A i 、B i 中有一个为1，也必然产生进位。 i-1 i-1 i i i i （a ） （b ） 进位链 选择逻 辑控制 移位器 寄存器组 选择器
3.3.1 2并行加法器与进位逻辑结构 一、串行加法器 1.定义：如果每步只求一位和，将n 位加分成n 步实现，这样的加法器称为串行 加法器。 2.组成： 1 个一位全加器 1个移位寄存器：从低到高串行提供操作数相加； 1个寄存器 1个触发器 3.特点：结构简单，速度极慢。 二、并行加法器 1.定义：如果用n 位全加器一步实现n 位相加，即n 位同步相加，这样的加法器称为并行加法器。 2.组成： n 位加法器 并行加法器 串行进位链 进位链 并行进位链 根据（指C i-1 ）输入量提供时间的不同，将进位链分为带串行进位链的并行加法器，带并行进位链的并行加法器。 加法器的运算速度不仅与全加器的运算速度有关，更主要的因素是取决于进位传递速度。 3.进位信号的基本逻辑： C i = A i B i +（A i ）C i-1 令Gi= A i B i 进位产生函数 Pi = A i ，进位传递函数 4.串行进位链 (1)定义：各级进位信号直接依赖于低一级的进位信号 (2)关系式： C 1 = G 1 + P 1C 0 C 2 = G 2 + P 2C 1 C 3 = G 3 + P 3C 2 。。。。。。。。。 C n = G n + P n C n-1 (3)结构图：
图像算术运算 代数运算函数: Imabsdiff 两幅图像的绝对差值 Imadd 两幅图像的加法 Imcomplement 补足一幅图像(反像－余数) Imdivide 两幅图像的除法 Imlincomb 两幅图像的线性组合 Immultiply 两幅图像的乘法 Imsubtract 两幅图像的减法 Z = IMLINCOMB(K1,A1,K2,A2, ..., Kn,An) 即：计算Z＝K1*A1 + K2*A2 + ... +Kn*An 例子： %%f3.2（线性点运算） rice=imread('rice.png'); I=double(rice); J=I*0.43+60; rice2=uint8(J); subplot(1,2,1),imshow(rice); subplot(1,2,2),imshow(rice2); %%f3.7_8（加法运算：两图像相加） i=imread('rice.png'); j=imread('cameraman.tif'); k=imadd(i,j); subplot(1,3,1),imshow(i); subplot(1,3,2),imshow(j); subplot(1,3,3),imshow(k); %%imshow(k); %%f3.9（加法运算：增加亮度值） RGB=imread('cameraman.tif'); RGB2=imadd(RGB,50); RGB3=imadd(RGB,100); subplot(1,3,1),imshow(RGB); subplot(1,3,2),imshow(RGB2); subplot(1,3,3),imshow(RGB3);
课堂练习题目： 23．若要在BUF缓冲区中寻找与AL中不相等的数据，应使用（）SCASB串操作指令。 A．REPNE B．REP C．REPE D．REPNZ 26．在串操作指令中，SI指向串，DI指向串。 27．如果要查找某串中与AL寄存器中有相同的字符（数），则在SCASB指令前应配合使用重复前缀。 29．段内调用指令改变中的内容。 30．段间调用指令改变中的内容。 12．现有程序段如下： CLD MOV SI，OFFSET BUF1 MOV DI，OFFSET BUF2 MOV CX，100 REP MOVSB 请回答：该程序段完成的功能是什么？ 13．现有程序段如下： CLD LEA DI，BUF MOV AL，20H MOV CX，100 REPNZ SCASB 请回答：（1）该程序段完成的功能是什么？ （2）若ZF=1，表示BUF中值为20H数据 （3）若BUF的首地址为0，ZF=0，执行完该程序段后DI= 。 1．使用串操作指令，将BUF缓冲区中的100个字节清0。 2．比较5个字节的字符串A和B，若两个串相等则字节标志单元FLG置0；否则清1。
答案========================================= 课堂练习题目： 23．若要在BUF缓冲区中寻找与AL中不相等的数据，应使用（）SCASB串操作指令。 A．REPNE B．REP C．REPE D．REPNZ 26．在串操作指令中，SI指向串，DI指向串。 27．如果要查找某串中与AL寄存器中有相同的字符（数），则在SCASB指令前应配合使用重复前缀。 29．段内调用指令改变中的内容。 30．段间调用指令改变中的内容。 参考答案： 26．源，目的 27．REPNE（REPNZ） 29．IP 30．CS和IP 12．现有程序段如下： CLD MOV SI，OFFSET BUF1 MOV DI，OFFSET BUF2 MOV CX，100 REP MOVSB 请回答：该程序段完成的功能是什么？ 12．将BUF1中100个字节的数据传送到BUF2中。 13．现有程序段如下： CLD LEA DI，BUF MOV AL，20H MOV CX，100 REPNZ SCASB 请回答：（1）该程序段完成的功能是什么？ （2）若ZF=1，表示BUF中值为20H数据 （3）若BUF的首地址为0，ZF=0，执行完该程序段后DI= 。 13．（1）查找BUF中为空格（20H）字符。 （2）有 （3）100
练习 算术运算与逻辑移位指令 1、若AX=0ABCDH，BX=7F8FH，CF=1。分别执行0886 CPU指令 （1）ADD AX，BX （2）ADC AX，BX （3）SBB AX，BX （3）NEG AX （5）AND AX，BX （6）OR AX，BX （7）XOR AX，BX （8）IMUL BL 后，AX寄存器中的内容，并指出标志寄存器SF、ZF、AF、PF、CF及OF的状态。 2、若CX=6700H，DX=78FFH，CF=1，求分别执行指令 （1）ADD CX，DX （2）ADC CX，DX （3）SUB CX，DX （4）SBB CX，DX （5）AND CX，DX （6）OR CX，DX （7）XOR CX，DX 后，CX和DX中的内容。并指出标志寄存器SF、ZF、AF、PF、CF和OF的状态。 3、X，Y分别为下列各组数，当它们分别进行加、减、AND、OR、XOR运算后，其标志位，SF、OF、CF、PF、ZF的状态如何？ （1）X=21H；Y=43H （2）X=9AH；Y=0BCH （3）X=48H；Y=8DH （2）X=54H；Y=54H 4、若AX=98ABH，BX=A8BCH，求执行指令ADD AX，BX后，AX与BX中的内容，并指出SF、ZF、AF、PF、CF和OF的状态。 5、针对下列各条指令执行后的结果，填入目的操作数的值及标志位的状态。 6、若AX=FFF8H，BX=FFFAH，求执行IMUL BX后，DX与AX中的内容，并指出标
志位OF与CF的状态。 7、若AX=FFFEH，BX=FFFDH，求执行指令IMUL BX后，DX与AX中的内容。指出标志位OF与CF的状态。 8、设AL=85H，BL=2AH，均为带符号数，求指令 IMUL BL的执行结果。 9、若AL=78H，BL=87H， （1）求执行指令 ADD AL，BL DAA 之后，AL=？标志位AF=？CF=？并说明BCD码调整情况。 （2）若执行指令SUB AL，BL与DAS后，情况又如何？ 10、若AL=75H，BL=48， （1）求执行指令 ADD AL，BL DAA 之后，AL=？标志位AF=？CF=？并说明BCD码调整情况。 （2）若执行指令SUB AL，BL与DAS后，情况又如何？ 11、若有一个4字节数，放在寄存器BX间址的内存中（低地址对应低字节），要求这个4字节整数整个左移一位如何实现？右移一位又如何实现？ 12、若有一个四字节数，放在寄存器DX与AX中（DX放高16位），要求这个四字节数整个左移一位如何实现？右移一位又如何实现？ 13、分别编写一程序使 （1）AX寄存器高3位清0； （2）BX寄存器高3位置1； （3）CX寄存器高4位取反； （4）DX寄存器高3位不变，其余位清0。
16 位算术逻辑运算实验 一、实验内容 1、实验原理 实验中所用16位运算器数据通路如图3－3所示。其中运算器由四片74LS181以并/串形成16位字长的ALU构成。低8位运算器的输出经过一个三态门74LS245（U33）到ALUO1插座，实验时用8芯排线和内部数据总线BUSD0～D7插座BUS1～6中的任一个相连，低8位数据总线通过LZD0～LZD7显示灯显示；高8位运算器的输出经过一个三态门74LS245（U33`）到ALUO1`插座，实验时用8芯排线和高8位数据总线BUSD8～D15插座KBUS1或KBUS2相连，高8位数据总线通过LZD8～LZD15显示灯显示；参与运算的四个数据输入端分别由四个锁存器74LS273（U29、U30、U29`、U30、）锁存，实验时四个锁存器的输入并联后用8芯排线连至外部数据总线EXD0～D7插座EXJ1～EXJ3中的任一个；参与运算的数据源来自于8位数据开并KD0～KD7，并经过一三态门74LS245（U51）直接连至外部数据总线EXD0～EXD7，输入的数据通过LD0～LD7显示。
本实验用到6个主要模块：⑴低8位运算器模块，⑵数据输入并显示模块，⑶数据总线显示模块，⑷功能开关模块（借用微地址输入模块），⑸高8位运算器模块，⑹高8位（扩展）数据总线显示模块。根据实验原理详细接线如下（接线⑴～⑸同实验一）： ⑴ALUBUS连EXJ3； ⑵ALUO1连BUS1； ⑶SJ2连UJ2； ⑷跳线器J23上T4连SD； ⑸LDDR1、LDDR2、ALUB、SWB四个跳线器拨在左边（手动方式）； ⑹AR跳线器拨在左边，同时开关AR拨在"1"电平； ⑺ALUBUS`连EXJ2；
串操作指令程序设计 实验目的： 掌握串传送指令功能及执行规律 理解dos中断的2号和9号功能应用 实验内容： 1．要求将串string1传送给string2（数据传送串指令） 2．比较字符串SOU(在数据段中)和字符串TAR(在附加段中)中否相同，若相同则输出YES,不相同输出NO（串比较指令） 3．把附加段中从ARRAY开始的10个字置为ab（存入串指令） 4．从字符串STRING1的结尾取出一个字符,送入AL寄存器,并送屏幕显示（取出串指令） 5．设str是附加段中长度为20字节的字符串,现查询该串是否有该字符，若有则输出"find",没有输出"no find"（串扫描指令） 实验报告要求： （1）画出程序的流程图 （2）列出程序清单 （3）说明每种传送指令的功能 附：源程序 1、要求将串string1传送给string2 data segment string1 db 'ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ' data ends edata segment string2 db 26 dup(?) edata ends code segment assume cs:code,ds:data,es:edata main proc far push ds xor ax,ax push ax mov ax,data mov ds,ax mov ax,edata mov es,ax lea si,string1 lea di,string2 cld mov cx,26 rep movsb ;当CX不为零时重复做movsb指令 ;调用dos的9号中断来显示字符串"YES" ;dos 的9号中断显示的字符串结尾一定是一个"$" mov al,"$" mov [string2+26],al;给字符串结尾加一个"$"
第八讲算术运算类指令 教学方法:讲授法 教学目的: 1、熟悉数据运算类指令的操作方式特点 2、理解二-十进制调整指令的含义 3、熟练掌握加法指令 教学重点、难点： 加法、减法指令、二-十进制调整指令 无条件转移指令的应用 主要教学内容（提纲）： 一、数据运算类指令的操作方式特点 二、算术运算类指令 三、逻辑运算类指令 复习： direct、@Ri、@DPTR、Rn、#data、（x）、（（x））的含义？ 讲授要点 §3-3 算术运算类指令 包括：加、减、乘、除；加一、减一。 一、加法指令 ADD A，Rn ；（A）（A）+ （Rn）以下类同。 ADD A，direct ADD A，@Ri ADD A，#data 无符号数相加时：若C = 1，说明有溢出（其值> 255）。 带符号数相加时：若OV = D7c⊕D6c = 1，说明有溢出。 ADDC A，Rn ；（A）（A）+（Rn）+（C），以下类同。ADDC A，direct ADDC A，@Ri ADDC A,#data 上述四条指令多用于多字节数相加。 INC A ；（A）（A）+1 ，以下类同。 INC Rn INC direct INC @Ri INC DPTR 例1、设（R0）= 7FH；（7EH）= 40H
执行：INC @R0 INC R0 INC @R0 后, (R0)= 7FH; (7EH)= 00H; (7FH)= 41H. DA A ；二——十进制调整指令。 执行过程中，CPU能根据加法运算后，累加器中的值和PSW中的AC及C标志位的状况自动选择一个修正值（00H、06H、60H、66H）与原运算结果相加，进行二——十进制调整。 选择修正值的规则： （A3 ~ 0）> 9时或（AC）= 1时，（A3 ~ 0）（A3 ~ 0）+6 （A7 ~ 4）> 9 或（C） = 1时，（A7 ~ 4）（A7 ~ 4）+ 6 例2、设（A）= 56H 为56的压缩的BCD码数，（R3）= 67H，（CY）=1 执行ADDC A，R3 DA A 结果为：124 注意：1）DA指令只能跟在加法指令后面使用； 2）调整前参与运算的两数是BCD码数； 3）DA指令不能与减法指令配对使用，但可以实现对A中压缩BCD 减一操作。 例3、设（A）=30H（压缩BCD码数），执行： ADD A，#99H DA A 后，便实现了30 －1 = 29的操作。 例4、两个4位BCD码相加，一个存放在（31H）（30H）；另一个存放在 （33H）（32H）；和数拟回存在（31H）（30H）中，试编程实现之。 解：MOV R0，#30H MOV R1，#32H MOV A，@R0 ADD A，@R1 DA A MOV @R0，A INC R0 INC R1 MOV A，@R0 ADDC A，@R1 DA A MOV @R0，A 二、减法指令 SUBB A，Rn ；（A）（A）－（Rn）－（C），以下类同。 SUBB A，direct SUBB A，@Ri SUBB A，#data
. '. 计算机专业类课程 实验报告 课程名称：计算机组成原理 学 院：信息与软件工程学院 专 业：软件工程 学生姓名： 学 号： 指导教师： 日 期： 2012 年 12 月 15 日
电子科技大学 实验报告 一、实验名称：8位算术逻辑运算实验 二、实验学时：2 三、实验内容、目的和实验原理： 实验目的： 1.掌握算术逻辑运算器单元ALU（74LS181）的工作原理。 2.掌握模型机运算器的数据传送通路组成原理。 3.验证74LS181的组合功能。 4.按给定数据，完成实验指导书中的算术／逻辑运算。 实验内容： 使用模型机运算器，置入两个数据DR1=35，DR2=48，改变运算器的功能设定，观察运算器的输出，记录到实验表格中，将实验结果对比分析，得出结论。 实验原理： 1.运算器由两片74LS181以并/串形式构成8位字长的ALU。
. '. 2.运算器的输出经过一个三态门（74LS245）和数据总线相连。 3.运算器的两个数据输入端分别由两个锁存器（74LS273）锁存。 4.锁存器的输入连至数据总线，数据开关（INPUT DEVICE）用来给 出参与运算的数据，并经过一三态门（74LS245）和数据总线相连。 5.数据显示灯（BUS UNIT）已和数据总线相连，用来显示数据总线内 容。 实验器材（设备、元器件）：模型机运算器 四、实验步骤： 1. 仔细查看试验箱，按以下步骤连线 1）ALUBUS连EXJ3 2) ALU01连BUS1 3) SJ2连UJ2 4) 跳线器J23上T4连SD 5) LDDR1,LDDR2,ALUB,SWB四个跳线器拨在左边 6) AR跳线器拨在左边，同时开关AR拨在“1”电平 2. 核对线路，核对正确后接通电源 3. 用二进制数据开关KD0-KD7向DR1和DR2寄存器置入8位运算数据。
西华大学数学与计算机学院实验报告 课程名称：计算机组成原理年级：2011级实验成绩： 指导教师：祝昌宇姓名：蒋俊 实验名称：算术逻辑运算单元实验学号：312011*********实验日期：2013-12-15 一、目的 1. 掌握简单运算器的数据传输方式 2. 掌握74LS181的功能和应用 二、实验原理 （1）ALU单元实验构成 1、结构试验箱上的算术逻辑运算单元上的运算器是由运算器由2片74LS181构成8字长的ALU 单元。 2、2片74LS373作为2个数据锁存器（DR1、DR2），8芯插座ALU-OUT作为数据输入端，可通过短8芯扁平电缆，把数据输入端连接到数据总线上。 3、运算器的数据输出由一片74LS244（输出缓冲器）来控制，8芯插座ALU-OUT作为数据输出端，可通过短8芯扁平电缆把数据输出端连接到数据总线上。 （2）ALU单元的工作原理 数据输入锁存器DR1的EDR1为低电平，并且D1CK有上升沿时，把来自数据总线上的数据打入锁存器DR1。同样，使EDR2为低电平，并且D2CK有上升沿时，把来自数据总线上的数据打入锁存器DR2。 算术逻辑运算单元的核心是由2片74LS181构成，它可以进行2个8位二进制数的算术逻辑运算，74LS181的各种工作方式可通过设置其控制信号来实现（S0、S1、S2、S3、M、CN）。当实验者正确设置了74LS181的各个控制信号，74LS181会运算数据锁存器DR1、DR2内的数据。由于DR1、DR2已经把数据锁存，只要74LS181的控制信号不变，那么74LS181的输出数据也不会发生改变。 输出缓冲器采用74LS244，当控制信号ALU-O为低电平时，74LS244导通，把74LS181的运算结果输出到数据总线；ALU-O为高电平时，74LS244的输出为高阻。
实验二算术逻辑运算实验 一、实验目的 （1）了解运算器芯片（74LS181）的逻辑功能。 （2）掌握运算器数据的载入、读取方法，掌握运算器工作模式的设置。 （3）观察在不同工作模式下数据运算的规则。 二、实验原理 1.运算器芯片（74LS181）的逻辑功能 74LS181是一种数据宽度为4个二进制位的多功能运算器芯片，封装在壳中，封装形式如图2-3所示。 5V A1 B1 A2 B2 A3 B3 Cn4 F3 BO A0 S3 S2 S1 S0 Cn M F0 F1 F2 GND 图 2-3 74LS181封装图 主要引脚有： （1）A0—A3：第一组操作数据输入端。 （2）B0—B3：第二组操作数据输入端。 （3）F0—F3：操作结果数据输入端。 （4）F0—F3：操作功能控制端。 （5）：低端进位接收端。
（6）：高端进位输出端。 （7）M：算数/逻辑功能控制端。 芯片的逻辑功能见表2-1.从表中可以看到当控制端S0—S3为1001、M为0、 为1时，操作结果数据输出端F0—F3上的数据等于第一组操作数据输入端A0—A3上的数据加第二组操作数据输入端B0—B3上的数据。当S0—S3、M、 上控制信号电平不同时，74LS181芯片完成不同功能的逻辑运算操作或算数运算操作。在加法运算操作时，、进位信号低电平有效；减法运算操作时，、 借位信号高电平有效；而逻辑运算操作时，、进位信号无意义。 2.运算器实验逻辑电路 试验台运算器实验逻辑电路中，两片74LS181芯片构成一个长度为8位的运算器，两片74LS181分别作为第一操作数据寄存器和第二操作数据寄存器，一片74LS254作为操作结果数据输出缓冲器，逻辑结构如图2-4所示。途中算术运算操作时的进位Cy判别进位指示电路；判零Zi和零标志电路指示电路，将在实验三中使用。 第一操作数据由B-DA1(BUS TO DATA1)负脉冲控制信号送入名为DA1的第一操作数据寄存器，第二操作数据由B-DA2(BUS TO DATA2)负脉冲控制信号送入名为DA2的第二操作数据寄存器。74LS181的运算结果数据由（ALU TO BUS）低电平控制信号送总线。S0—S3、M芯片模式控制信号同时与两片74LS181的S0—S3、M端相连，保证二者以同一工作模式工作。实验电路的低端进位接收端Ci与低4位74LS181的相连，用于接收外部进位信号。低4为74LS181的与高4位74LS181的上相连，实现高、低4位之间进位信号的传递。高4位之间进位信号的传递。高4位74LS181的送进位Cy判别和进位指示电路。 表2-1 74LS181 芯片逻辑功能表
实验报告 实验项目：算术逻辑运算实验(试验一) 课程名称：计算机组成原理 姓名：学号同组姓名：学号：实验位置（机号）： 实验日期 实验1.掌握简单运算器的数据传送通路 目的2.验证运算器功能发生器（74LS181）的组合功能 3.验证带进为控制的算术运算器功能发生器（74LS181）的功能 4.按指定的数据完成几种制定的算术运算 5.验证移位控制的组合功能 实验YY-Z02计算机组成原理教学实验系统一台，排线若干。设备 实验 内容1.实验原理 （算 运算器实验原理图 法、 程 T4______ ALU-B 序、
_____ _____ 进位CyCn 步骤 299-B 判零_____ M 74LS2 电路CyNCn 和方 S0 99 ALU S1 法） (74LS181) S2 S3 _____I/O-RINPUT Ai =“0”B-DA1DA1 (74LS273)DA2
(74LS273)B-DA2 实验中所用的运算器数据通路图如图1-1所示，算术逻辑实验接线图如图1-2所示。图中所示的是由两片段74LS181芯片以并/串形式构成的8位字长的运算器。右方为低压4位运算芯片，左方为高4位运算芯片。低位芯片的进位输出端C（n+4）与高芯片的进位输入端CN相连，高位芯片的进位输出引至外部。两个芯片的控制端S0~S3和M各自相连。 2.实验步骤 1)算数逻辑运算 i.输入单元置数一 ii.设置I/O-R# = 0 iii.ALU-B# =1 iv.B-DA1 _|￣|_将输入单元的输入数据存入DA1中 v.输入单元置数据二 vi.B-DA2 _|￣|_将数据存入DA2中 vii.设置S 3 -------S 0、M、Cn根据要求按照定义操作设置完成运算viii. ix. x.I/O-R# = 1 ALU-B = 0运算结果送总线 IO-W￣|＿|￣总线数据送显示单元显示 数据1.算数逻辑运算
实验三串操作 一、实验目的 1．熟悉串操作指令的功能。 2．了解串操作指令的使用方法。 二、实验预习要求 1．复习8086指令系统中的串操作类指令。 2．按照题目要求在实验前编写好实验中的程序段。 三、实验任务 1．输入以下程序段并运行之，回答后面的问题。 CLD MOV DI，1000H MOV AX，55AAH MOV CX，10H REP STOSW 上述程序段执行后： (1)从DS:1000H开始的16个字单元的内容是什么？55AAH (2) （DI）= 1020H（CX）= 0000H，并解释其原因。 2．在上题的基础上，再输入以下程序段并运行之，回答后面的问题。 MOV SI，1000H
MOV DI，2000H MOV CX，20H REP MOVSB 程序段执行后： (1) 从DS:2000H开始的16个字单元的内容是什么？55AAH (2) （SI）= 1020H，（DI）= 2020H，（CX）= 0000H，并分析之。 3．在以上两题的基础上，再输入以下三个程序段并依次运行之。 程序段1： MOV SI，1000H MOV DI，2000H MOV CX，10H REPZ CMPSW 程序段1执行后： (1) ZF=1 根据ZF的状态，你认为两个串是否比较完了？ (2)（SI）= 1020H，（DI）= 2020H，（CX）=0000H，并分析之。
程序段2： MOV [2008H]，4455H MOV SI，1000H MOV DI，2000H MOV CX，10H REPZ CMPSW 程序段2执行后： (1) ZF=0 根据ZF的状态，你认为两个串是否比较完了？ (2)（SI）= 100AH，（DI）=200AH，（CX）= 000BH，并分析之。 程序段3：
实验一 3.1 传送类和逻辑运算类指令练习 系别专业：电子系12级电信2班学号：3121003210 姓名：李书杰指导老师：刘志群老师 3.1.1 实验要求 1、参照第1章的介绍，观察TD-NMC+实验平台中各模块的位置及相应引脚的引出线。 2、复习传送类、逻辑类指令及程序的相关知识。 3、实验之前，请详细阅读第1、2章的内容，知道使用软件实验的步骤。 3.1.2 实验设备 PC 机一台，TD-NMC+教学实验系统 3.1.3 实验目的 1、了解TD-NMC+实验平台上各主要元器件及其插座的安装分布。 2、熟悉单片机仿真实验软件Keil C51的使用。 3、体会8051单片机传送和逻辑运算类指令的功能，掌握汇编语言设计和调试方法 3.1.4 实验内容 实验1程序： （1）实验前请分析程序，计算下表各寄存器和存储单元的理论值并填入下表的 （2）编辑、编译、运行调试该程序，通过数据窗口和寄存器窗口查看各寄存器和存储单元的值并填入下表的第二空栏处，比较实验值和理论值是否相同。 实验1表
（3）软件调试程序时尽量采用单步执行或断点执行的方法，能跟踪程序的执行，还比较容易发现程序的错误。 实验2 编写一个程序，把片外RAM 7000H、7001H的低位相拼后送入7002H单元。其实验参考流程图如图3.1.1所示。 观察窗口，若(7000H)=03H，(7001H)=04H，那么(7002H)=34H。 3.1.5 思考题 1.上机实验后，你认为使用Keil软件应注意什么问题？ 解：在使用Keil时应将文件保存以.ASM的格式。 2.MOVX、ANL、ORL和XCHD的功能？ 解： MOVX外部寻址指令。ANL将两个指令相加。ORL两个 指令的或运算。XCHD将两个指令互换。 3.若把片外RAM7000H的高位、7001H的低位相拼后送入 7002H单元，程序该如何编写？ 解：MOV DPTR, #7000H MOVX A, @DPTR INC DPTR MOV B, A MOVX A, @DPTR INC DPTR
实验二带进位控制8位算术逻辑运算实验 一、实验目的 1、验证带进位控制的算术逻辑运算发生器的功能。 2、按指定数据完成几种指定的算术运算。 二、实验内容 1、实验原理 带进位控制运算器的实验原理如图所示，在实验（1）的基础上增加进位控制部分，其中高位74LS181（U31）的进位CN4通过门UN4E、UN2C、UN3B 进入UN5B的输入端D，其写入脉冲由T4和AR信号控制，T4是脉冲信号，在手动方式下进行实验时，只需将跳线器J23上T4与手动脉冲发生开关的输出端SD相连，按动手动脉冲开关，即可获得实验所需的单脉冲。AR是电平控制信号（低电平有效），可用于实现带进位控制实验。从图中可以看出，AR必须为“0’’电平，D型触发器74LS74（UN5B）的时钟端CLK才有脉冲信号输入。才可以将本次运算的进位结果CY锁存到进位锁存器74LS74(UN5B)中。 2、实验接线 实验连线(1)～(5)同实验～，洋细如下： （1）ALUBUS~连ExJ3； （2）ALUO1连BUSl； （3）SJ2连UJ2； （4）跳线器J23上T4连SD； （5）LDDRl、LDDR2、ALUB、SWB四个跳线器拨在左边（手动方式)；（6）AR、299B跳线器拨在左边，同时开关AR拨在“0’’电平，开关299B拨在“1”电平； （7）J25跳线器拨在右边。 3、实验步骤 （1）仔细查线无误后，接通电源。 （2）用二进制数码开关KDO～KD7向DRl和DR2 寄存器置数，方法：关闭ALU输出三态门ALUB=1，开启输入三态门SWB=0，输入脉冲T4按手动脉冲
发生按钮产生。如果选择参与操作的两个数据分别为55H 、AAH ，将这两个数存入DR1和DR2的具体操作步骤如下： （3）开关ALUB=0，开启输出三态门，开关SWB=1，关闭输入三态门，同时让 LDDR1=0，LDDR2=0。 （4）如果原来有进位，CY=1，进位灯亮，但需要清零进位标志时，具体操作方 法如下： ◆ S3、S2、S1、S0、M 的状态置为0 0 0 0 0，AR 信号置为“0”电平 （清零操作时DRl 寄存器中的数应不等于FF ）。 ◆ 按动手动脉冲发生开关，CY=0，即清进位标志。 注：进位标志指示灯CY 亮时表示进位标志为“1”，有进位；进位标志指示灯CY 灭时，表示进位位为“0”，无进位。 （5）验证带进位运算及进位锁存功能 这里有两种情况： ● 进位标志已清零，即CY=0，进位灯灭。 ? 使开关CN=0，再来进行带进位算术运算。例如步骤（2）参与运算的两 个数为55H 和AAH ，当S3、S2、S1、S0状态为10010，此时输出数据总线显示灯上显示的数据为DRl 加DR2再加初始进位位“1” （因CN=0），相加的结果应为ALU=00，并且产生进位，此时按动手动脉冲开关，则进位标志灯亮，表示有进位。 ? 使开关CN=1，当S3、S2、S1、S0状态为10010，则相加的结累ALU=FF ， 并且不产生进位。
串操作指令 串操作指令就是用一条指令实现对一串字符或数据的操作。8086的串操作指令的特点是： ◆通过加重复前缀来实现重复操作。重复的次数取决于C X寄存器的内容（在字符串比较和字符串检索指令中还与Z F标志有关）。 ◆可以对字节串进行操作，也可以对字串进行操作。 ◆所有的串操作指令都用寄存器S I对源操作数进行间接寻址，默认段寄存器为D S；所有的串操作指令都用寄存器D I为目的操作 数进行间接寻址，默认段寄存器为E S。串操作指令是唯一的一组源操作数和目的操作数都在存储器中的指令。 ◆串操作时，地址指针的修改与方向标志D F有关，当D F＝1时，S I和D I作自动减量修改，当D F＝0时，S I和D I作自动增量修改。 串操作指令一共有5条： ◆字符串传送指令M O V S B／M O V S W ◆字符串比较指令C M P S B／C M P S W ◆字符串检索指令S C A S B／S C A S W ◆取字符串指令L O D S B／L O D S W ◆存字符串指令S T O S B／S T O S W 与上面串操作指令配合使用的重复前缀有： ◆重复R E P ◆相等则重复/为零则重复R E P E/R E P Z
◆不相等则重复/不为零则重复R E P N E/R E P N Z 在串操作指令的前面加上重复前缀，使C P U能重复执行该指令，这使处理长字符串比用软件循环处理快得多。在执行有重复前缀的 串操作指令时，C X寄存器控制重复次数，每重复执行一次，C X内 容减1，C X减为0结束；此外，还可以按规定的条件（Z F＝1或Z F ＝0）结束重复过程。重复前缀对规定条件的检测，是在每次进入串操作以前进行的。所以若初始化使操作次数C X为0，它将不会引起任何操作。 一、字符串传送指令M O V S B／M O V S W 字符串传送指令M O V S B／M O V S W将位于D S段的、由S I所指出的存储单元的内容传送到位于E S段、由D I所指的存储单元中，再修改S I和D I，从而指向下一个元素，M O V S B用于字节传送， M O V S W用于字传送。 M O V S B或M O V S W指令前面通常加重复前缀R E P。重复执行的次数取决于C X寄存器的值，每次执行先检查C X内容，当C X为0则退出，不为0则将C X内容减1，然后传送一次。 【例】我们来看下面的程序段。 M O V S I，1000H；源有效地址地址为1000H M O V D I，2000H；目的有效地址地址为2000H M O V C X，100；字符串长100个字节 C L D；方向标志清0，使指针按增量方向修改