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计算机组成原理实验(一)实验项目名: 实验台基本模块认识实验实验要求：学习使用计算机组成原理教学实验系统的，认识组成原理实验台上的各个组成部件模块，熟悉各模块的功能、数据通路和使用方法，为后续实验做准备。
实验内容:（1）了解计算机组成原理硬件实验台各模块的组成和功能✶运算器单元- 74LS181(4位并行运算器),输入端74LS373(锁存器),输出端74LS245(三态缓冲器),74LS74(双D触发器)。
✶寄存器组单元– 3片74LS374 作为三个通用寄存器使用，R0、R1、R2 与总线相连。
✶地址寄存器单元– 2片地址锁存器74LS273锁存地址，通过总线将地址送入到该地址寄存器单元，而该地址寄存器与存储器接口相连，用于访问存储器。
✶数据总线单元–显示当前数据总线输出的内容。
✶主存储器单元–由6116 SRAM（4片）存储器作为主存储器，存储实验用机器指令，连接到数据和地址总线上。
✶程序计数器PC– 8位指令地址，使用2片74LS163构成，通过控制信号，可实现PC内容与总线间的交换。
✶指令寄存器单元—使用1片74LS273锁存器锁存当前执行的指令，IR寄存器的一端连接到数据总线上，另一端则连接到微地址单元的地址输入接口，用于寻址控存。
✶时序启停单元—通过输入系统脉冲源，可产生T1~T4四个标准的周期性信号，并且通过按键控制，可产生单次脉冲。
✶微程序电路单元—模拟微程序结构的CU，根据指令的操作码译码后得到的微程序地址，访问系统中的控存6116，取出微指令后，发出相应的微操作控制信号，控制系统中数据的流动及功能器件的动作。
该实验台各模块共有26个微控制信号，其中有7个（BUS-111，BUS-110，Rd-BUS，Rs-BUS,299-BUS,ALU-BUS,PC-BUS）采用译码输出的方式，而剩余的采用直接控制方式输出。
下一条微指令的地址由微指令的低地址（每条微指令长度为32位，其中（26-7）+3（译码）为微操作控制位，其余的为下地址）部分决定。
1．写出下列各数旳原码、反码、补码、移码（用８位二进制表达），其中MSB是最高位（符号位），ＬSB是最低位。
如果是小数,则小数点在MＳB之后;如果是整数,则小数点在ＬSＢ之后。
(１)－59/6４(2）27／１28 (３)-127/128 （4)用小数表达-1(５)用整数表达－1 （6)-127 （7)３5 (8)-1282．设［x]补=x0.ｘ１ｘ２x３x４，其中xｉ取0或1,若要使ｘ>－０.5，则x0、x1、x２、x3、x4旳取值应满足什么条件？３．若32位定点小数旳最高位为符号位,用补码表达，则所能表达旳最大正数为，最小正数为，最大负数为 ,最小负数为 ;若32位定点整数旳最高位为符号位,用原码表达，则所能表达旳最大正数为 ,最小正数为，最大负数为，最小负数为。
4. 若机器字长为３2位，在浮点数据表达时阶符占1位,阶码值占7位，数符占1位，尾数值占2３位,阶码用移码表达,尾数用原码表达，则该浮点数格式所能表达旳最大正数为，最小正数为，最大负数为，最小负数为。
5. 某机浮点数字长为１8位，格式如图2.35所示,已知阶码(含阶符)用补码表达，尾数(含数符）用原码表达。
（1）将(-1027)1０表达到规格化浮点数；（2)浮点数(0ＥF43)16与否是规格化浮点数？它所示旳真值是多少？图2.35 浮点数旳表达格式6. 有一种字长为3２位旳浮点数,格式如图2.36所示，已知数符占1位;阶码占8位，用移码表达;尾数值占２3位，尾数用补码表达。
图2.36 浮点数旳表达格式请写出：(1)所能表达旳最大正数；(2）所能表达旳最小负数;(3)规格化数所能表达旳数旳范畴。
７．若浮点数x旳IＥEE754原则旳32位存储格式为（8FEFC000)16,求其浮点数旳十进制数值。
8. 将数(-7.281２5)10转换成IEEE754原则旳32位浮点数旳二进制存储格式。
9. 已知x＝－0.x１x2…x n,求证：［ｘ］补＝+0.00…0１。
计算机组成原理课后答案(1)1.什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件？硬件和软件哪个更重要？解：p3计算机系统――计算机硬件、软件和数据通信设备的物理或逻辑的综合体。
计算机硬件――计算机的物理实体。
计算机软件――计算机运转所需的程序及有关资料。
硬件和软件在计算机系统中相互依存，缺一不可，因此同样重要。
5.冯?诺依曼计算机的特点是什么？解：冯氏计算机的特点是：p9由运算器、控制器、存储器、输出设备、输出设备五大部件共同组成；?指令和数据以同一形式（二进制形式）藏于存储器中；?指令由操作码、地址码两大部分共同组成；指令在存储器中顺序存放，通常自动顺序取出执行；?以运算器为中心（原始冯氏机）。
7.解释下列概念：主机、cpu、主存、存储单元、存储元件、存储基元、存储元、存储字、存储字长、存储容量、机器字长、指令字长。
求解：p10主机――是计算机硬件的主体部分，由cpu+mm（主存或内存）组成；cpu――中央处理器（机），是计算机硬件的核心部件，由运算器+控制器组成；（早期的运、控不在同一芯片上）主存――计算机中放置正在运转的程序和数据的存储器，为计算机的主要工作存储器，可以随机存取；由存储体、各种逻辑部件及控制电路共同组成。
存储单元――可以放置一个机器字并具备特定存储地址的存储单位；存储元件――存储一位二进制信息的物理元件，是存储器中最小的存储单位，又叫存储基元或存储元，不能单独存取；存储字――一个存储单元所存有二进制代码的逻辑单位；存储字长――一个存储单元所存有二进制代码的位数；存储容量――存储器中李道彦二进制代码的总量；（通常主、辅存容量分离叙述）机器字长――cpu能同时处理的数据位数；指令字长――一条指令的二进制代码位数；讲评：一种不确切的答法：cpu与mm合称主机；运算器与控制器合称cpu。
这两个概念需从结构角度表述较清楚。
8.表述以下英文简写的中文含义：cpu、pc、ir、cu、alu、acc、mq、x、mar、mdr、i/o、mips、cpi、flops求解：全面的提问应当分后英文全称、中文名、中文表述三部分。
计算机组成原理附标准答案(白中英)计算机组成原理是计算机科学技术中非常重要的基础学科。
它研究的是计算机硬件系统的组成和工作原理。
在今天这个信息时代，计算机迅速发展，计算机的重要性日益凸显，同时，计算机的硬件技术也发生了翻天覆地的变化。
那么，计算机组成原理是如何实现这些技术变化的呢？本文将从计算机组成的角度阐述计算机变化的原因以及计算机组成原理的重要性，并附上标准答案。
一、计算机组成原理的重要性计算机组成原理是计算机科学和技术的基础，涉及计算机硬件系统的各个方面：从计算机系统的逻辑结构和体系结构、处理器的基本构成和工作原理、存储器和输入输出设备的组成和工作原理、计算机总线和总线结构的设计、计算机操作系统的设计、以及计算机网络系统的组成和工作原理等方面。
因此，计算机组成原理是计算机科学和技术研发的基础和核心。
只有深入理解计算机组成原理，才能够对计算机技术的发展和优化进行深入理解和研究。
计算机组成原理既是计算机硬件设计的基础，也是计算机软件设计的基础。
只有对计算机硬件系统的组成和工作原理有充分的理解，才能够针对特定的软件设计出高效的计算机体系结构；同时，由于计算机的硬件和软件是相互作用的，因此，在计算机系统的设计和开发中，计算机组成原理也需要与计算机操作系统、编译器等软件技术及应用相关领域进行紧密的结合和协同工作。
二、计算机变化的原因计算机的发展和变化是由三个主要因素驱动的：计算机技术的发展、计算机应用环境的变化以及计算机用户需求的变化。
1. 计算机技术的发展是驱动计算机变化的主要因素之一。
计算机硬件和软件技术的不断更新换代，使得计算机的性能、功能和效率都呈现出快速的增长。
从最初的大型机器、小型机器、到现在的个人电脑、手机、智能手表等，计算机的类型和形态都在不断地发生变化。
2. 计算机应用环境的变化是影响计算机变化的另一个重要因素。
随着计算机应用范围的不断扩大，计算机发展方向也在不断拓展。
例如，从最初的数据处理和科学计算，到现在的互联网、人工智能、机器学习、大数据分析等，计算机的应用领域已经广泛到各个方面。
实验一 I/O地址译码一、实验目的掌握I/O地址译码电路的工作原理。
二、实验原理和内容实验电路如图1-1所示，其中74LS74为D触发器，可直接使用实验台上数字电路实验区的D触发器,74LS138为地址译码器。
译码输出端Y0～Y7在实验台上“I/O地址“输出端引出，每个输出端包含8个地址，Y0：280H～287H，Y1：288H～28FH，……当CPU执行I/O指令且地址在280H～2BFH范围内，译码器选中，必有一根译码线输出负脉冲。
例如：执行下面两条指令MOV DX，2A0HOUT DX，AL（或IN AL，DX）Y4输出一个负脉冲，执行下面两条指令MOV DX，2A8HOUT DX，AL（或IN AL，DX）Y5输出一个负脉冲。
图1-1利用这个负脉冲控制L7闪烁发光（亮、灭、亮、灭、……），时间间隔通过软件延时实现。
三、编程提示1、实验电路中D触发器CLK端输入脉冲时，上升沿使Q端输出高电平L7发光，CD端加低电平L7灭。
;*******************************;;* I/O地址译码 *;;*******************************;outport1 equ2a0houtport2 equ2a8hcode segmentassume cs:codestart:mov dx,outport1out dx,alcall delay ;调延时子程序mov dx,outport2out dx,alcall delay ;调延时子程序mov ah,1int16hje startmov ah,4chint21hdelay proc near;延时子程序mov bx,200lll: mov cx,0ll: loop lldec bxjne lllretdelay endpcode endsend start实验二简单并行接口一、实验目的掌握简单并行接口的工作原理及使用方法。
[原创]西南交通大学计算机组成实验参考答案注1、引脚分配依照EP3C40F780C8芯片注2、一定要参照实验指导书阅读此文实验一：多路数据选择器的设计f=((~sel)a)+((sel)b)当sel=0时，f=a，否则f=b。
引脚分配参考：a[3:0] AH12 AF14 AA8 AB8b[3:0] AF12 AG12 AA10 U8f[3:0] E24 F22 E22 F21sel: AC5实验二基于原理图方式的3-8译码电路的设计f0=(~en)+(~a)(~b)(~c)f1=(~en)+(~a)(~b)cf2=(~en)+(~a)b(~c)f3=(~en)+(~a)bcf4=(~en)+a(~b)(~c)f5=(~en)+a(~b)cf6=(~en)+ab(~c)f7=(~en)+abcen为使能端，低电平有效，高电平时输出全为1。
引脚分配参考：a: AH12，b: AF14，c: AA8，en: AC5f[7:0] F24 H24 H23 L23 L24 M24 J22 AE8实验三四位加法器设计实验思路：用Verilog HDL语言编写一位全加器，再用原理图方式用四个全加器组合实现四位加法器。
Adder.vmodule Adder(a, b, cin, cout, sum);input a, b, cin;output cout, sum;assign {cout, sum}=a+b+cin; endmodule原理图：{cout, sum}=a+b+cincin为进位输入，cout为进位输出。
引脚分配参考：a[3:0] AH12 AF14 AA8 AB8b[3:0] AF12 AG12 AA10 U8sum[3:0] E24 F22 E22 F21cin: AC5，cout: F24实验四：七段LED数码管显示译码器设计本实验使用Verilog HDL实现。
module Exp4(f, clk, rst, in, out, sel);input [15:0]in; //输入input f, clk, rst; //计数开关，时钟，置零开关output reg[7:0]out; //数码管输出output reg[2:0]sel; //数码管3-8译码器输出reg[15:0]counter;reg[3:0]data;reg clk_alt;reg[9:0]l;//change frequency 变频段always @(posedge clk)beginif(l>=1023)l=0;else l=l+1;clk_alt=l[2];end//select 选择在哪一个数码管显示always @(posedge clk)beginsel=sel+1;if(sel>=4)sel=0;case(sel)0:data=counter[3:0];1:data=counter[7:4];2:data=counter[11:8];3:data=counter[15:12];endcaseend//count and reset 计数和清零always @(posedge clk_alt or posedge rst)beginif (rst==1) counter=0;else if (f==1) counter=in;else counter=counter+1;end//translate 译码段，此处可以使用二进制或十六进制，后面的实验同，不再赘述。
《计算机组成原理》实验指导书目录第一部分EL-JY-II计算机组成原理实验系统简介 (1)第二部分使用说明及要求 (5)实验一运算器实验 (12)实验二移位运算实验 (24)实验三存储器实验和数据通路实验 (29)实验四微程序控制器的组成与实现实验 (36)实验五微程序设计实验 (45)实验六、简单实验计算机组成与程序运行实验 (53)实验七、带移位运算实验计算机组成与程序运行实验 (65)实验八、复杂实验计算机组成与程序运行实验 (77)实验九、实验计算机的I/O实验 (93)实验十、总线控制实验(选做) (103)实验十一、可重构原理计算机组成实验(选做) (105)实验十二、简单中断处理实验(选做) (110)实验十三、基于重叠和流水线技术的CPU结构实验(选做) (116)实验十四、RISC模型机实验(选做) (122)第一部分EL-JY-Ⅱ计算机组成原理实验系统简介EL-JY-Ⅱ型计算机组成原理实验系统是为计算机组成原理课的教学实验而研制的，涵盖了目前流行教材的主要内容，能完成主要的基本部件实验和整机实验，可供大学本科、专科、成人高校以及各类中等专业学校学习《计算机组成原理》、《微机原理》和《计算机组成和结构》等课程提供基本的实验条件，同时也可供计算机其它课程的教学和培训使用。
一、基本特点：1、本系统采用了新颖开放的电路结构：（1）、在系统的总体构造形式上，采用“基板+ CPU板”的形式，将系统的公共部分，如数据的输入、输出、显示单片机控制及与PC机通讯等电路放置在基板上，它兼容8位机和16位机，将微程序控制器、运算器、各种寄存器、译码器等电路放在CPU板上，而CPU板分为两种：8位和16位，它们都与基板兼容，同一套系统通过更换不同的CPU板即可完成8位机或16位机的实验，用户可根据需要分别选用8位的CPU 板来构成8位计算机实验系统或选用16位的CPU板来构成16位计算机实验系统；也可同时选用8位和16位的CPU板，这样就可用比一套略多的费用而拥有两套计算机实验系统，且使用时仅需更换CPU板，而不需做任何其它的变动或连接，使用十分方便。
实验指导书课程：计算机组成原理实验教师：班级：第一章系统概述1.1 实验系统组成第二章基础模块实验实验一寄存器实验实验目的：熟悉试验仪各部分功能。
掌握寄存器结构、工作原理及其控制方法。
实验内容：利用实验仪开关区上的开关sk23-sk16提供数据，其它开关做为控制信号，将数据通过DBUS写入OUT 寄存器，并将OUT寄存器的内容送往扩展区通过数码管和发光二极管显示。
实验原理：实验箱用74HC273 来构成寄存器。
（1）74HC273的功能如下：（2）实验箱中74HC273的连接方式：（3）实验逻辑框图12、打开实验仪电源，按CON单元的nRST按键，系统复位；如果EXEC键上方指示灯不亮，请按一次EXEC键，点亮指示灯，表示实验仪在运行状态。
3、利用开关和控制信号将数据通过DBUS写入OUT寄存器，并将OUT寄存器的内容送往扩展区通过数码管和发光二极管显示。
并写出将数据5FH写入OUT寄存器的操作过程。
实验二运算器实验实验目的：了解运算器的组成结构；掌握运算器的工作原理和控制方法。
实验内容：利用实验仪提供的运算器，通过开关提供数据信号，将数据写入寄存器A和寄存器B，并用开关控制ALU的运算方式，验证运算器的功能。
实验原理：（1）实验逻辑框图：信号说明：IN0~IN7：ALU数据输入信号ALU_D0~ALU_D7：ALU数据输出信号：寄存器A写信号，低电平有效。
当T1节拍信号到来，该信号有效时，IN0~IN7数据可以写入寄存器A。
：寄存器B写信号，低电平有效。
当T2节拍信号到来，该信号有效时，IN0~IN7数据可以写入寄存器B。
：ALU计算结果读出信号，当T3节拍信号到来，该信号有效时，ALU计算结果送往ALU_D0~ALU_D7。
S3~S0,CN_I：ALU运算控制信号，控制ALU的运算方法。
T1,T2,T3：三个节拍信号，高电平有效，由con区的uSTEP按键控制，在运行状态时，依次按下uSTEP 键会依次发出T1、T2、T3节拍。
习题一1.什么是程序存储工作方式？答：计算机的工作方式——存储程序工作方式。
即事先编写程序，再由计算机把这些信息存储起来，然后连续地、快速地执行程序，从而完成各种运算过程。
2.采用数字化方法表示信息有哪些优点？用数字化方法表示信息的优点：（1）抗干扰能力强, 可靠性高。
（2）依靠多位数字的组合，在表示数值时可获得很宽的表示范围以及很高的精度。
（3）数字化的信息可以存储、信息传送也比较容易实现。
（4）可表示的信息类型与范围及其广泛，几乎没有限制。
（5）能用逻辑代数等数字逻辑技术进行信息处理，这就形成了计算机硬件设计的基础。
3.如果有7×9点阵显示出字符A的图像，请用9个七位二进制代码表示A的点阵信息。
4.数字计算机的主要特点是什么？1.（1）能在程序控制下自动连续地工作；（2|）运算速度快；（3）运算精度高；（4）具有很强的信息存储能力；（5）通用性强，应用领域及其广泛。
5.衡量计算机性能的基本指标有哪些？答：衡量计算机性能的基本指标：（1）基本字长——参加一次运算的数的位数；（2）数据通路宽度——数据总线一次能并行传送的位数；（3）运算速度——可用①CPU的时钟频率与主频，②每秒平均执行指令数，③典型四则运算的时间来表示。
（4）主存储器容量——可用字节数或单元数（字数）×位数来表示。
（5）外存容量——常用字节数表示。
（6）配备的外围设备及其性能。
（7）系统软件配置。
7.系统软件一般包括哪些部分？列举你所熟悉的三种系统软件。
系统软件一般包括操作系统，编译程序、解释程序、各种软件平台等。
例如WINDOWS98操作系统，C语言编译程序等，数据库管理系统。
8.对源程序的处理有哪两种基本方式？对源程序的处理通常有两种处理方式：解释方式和编译方式。
习题二1.将二进制数(101010.01)2转换为十进制数及BCD码。
解：(101010.01)2 = (42.25)10 = (01000010.00100101)BCD2.将八近制数(37.2)8转换为十进制数及BCD码.解:(37.2)8 = (31.25)10 =(011001.010101)BCD3.将十六进制熟(AC.E)转换为十进制数及BCD码.解: (AC.E)16 =(174.875)10 = (000101110100.100001110101)BCD4.将十进制数(75.34)10转换为8位二进制数及八进制数、十六进制数。
计算机组成原理实验指导实验一运算器实验一、实验目的⒈掌握简单运算器的数据传输方式。
⒉验证运算功能发生器(74LS181)及进位控制的组合功能。
二、实验要求完成不带进位及带进位算术运算实验、逻辑运算实验，了解算术逻辑运算单元的运用。
三、实验原理实验中所用的运算器数据通路如图7-1-1所示。
其中运算器由两片74LS181以并/串形式构成8位字长的ALU。
运算器的输出经过一个三态门(74LS245)以8芯扁平线方式和数据总线相连，运算器的2个数据输入端分别由二个锁存器(74LS273)锁存，锁存器的输入亦以8芯扁平线方式与数据总线相连，数据开关(INPUT DEVICE)用来给出参与运算的数据，经一三态门(74LS245)以8芯扁平线方式和数据总线相连，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。
图7-1-1 运算器电原理图图7-1-1中T2、T4为时序电路产生的节拍脉冲信号，通过连接时序启停单元时钟信号“”来获得，剩余均为电平控制信号。
进行实验时，首先按动位于本实验装置右中侧的复位按钮使系统进入初始待令状态，在LED显示器闪动位出现“P.”的状态下，按【增址】命令键使LED显示器自左向右第4位切换到提示符“L”，表示本装置已进入手动单元实验状态，在该状态下按动【单步】命令键，即可获得实验所需的单脉冲信号，而LDDR1、LDDR2、ALU-B、SW-B、S3、S2、S1、S0、CN、M各电平控制信号用位于LED显示器上方的26位二进制开关来模拟，均为高电平有效。
四、实验连线图7-1-2 实验连线示意图按图7-1-2所示，连接实验电路：①总线接口连接：用8芯扁平线连接图7-1-2中所有标明“”或“”图案的总线接口。
②控制线与时钟信号“”连接：用双头实验导线连接图7-1-2中所有标明“”或“”图案的插孔（注：Dais-CMH的时钟信号已作内部连接）。
五、实验系统工作状态设定在闪动的“P.”状态下按动【增址】命令键，使LED显示器自左向右第4位显示提示符“L”，表示本装置已进入手动单元实验状态。
在“L”状态下，如图7-1-3所示系统用位于实验系统“二进制开关单元”的26只拨动开关来模拟与微控制器相对应的控制信号。
用手动加载正逻辑控制电平（即高电平信号“H”）和按【单步】命令键产生的单周期4拍时序信号T1、T2、T3、T4的方法来实现和完成各单元实验所需的控制信号操作。
图7-1-3 二进制开关模拟控制原理图六、手动实验提示(一)初始化操作一旦进入“L”状态，首先应把“二进制开关单元”的26只模拟开关拨至下方（即低电平信号“L”），使26只微控制状态指示灯处“暗”，然后按【单步】命令键关闭全部控制信号锁存输出位，用手动方法完成微控制器的初始清零操作。
在“L”状态下直接按【复位】按钮亦可完成微控制器的初始清零操作。
(二)控制信号的打入方法⑴有效状态的特征：本系统提供的是“正逻辑”控制电路，通常情况下把高电平“H”定义为有效状态，以点亮发光二极管为标志。
⑵有效状态的建立：结合实验项目，按实验要求把相关的二进制开关拨向上方，点亮对应的发光二极管。
⑶有效状态的控制：在建立有效状态的基础上，按【单步】命令键单次启动时序节拍信号T1、T2、T3、T4，模型机按时序要求在相关时刻发出控制信号，以手动方式实现相关单元实验。
(三)总线输入/输出约定⑴输入约定对于计算机各部件的数据输出必须通过数据总线来完成，为了避免总线冲突与竞争，模型机规定在同一机器周期内只能允许一个部件的数据占用总线。
结合手动控制列举如下约定：①数据开关送总线：令SW-B=1，CBA=000，CE=0②存储器内容送总线：令CE=1，SW-B=0，CBA=000③其它部件送总线：令CBA=001~111，SW-B=0，CE=0⑵输出共享对于计算机各部件的数据输入可共享总线内容，即在同一机器周期内允许把当前数据同时送2个以上部件单元，结合手动控制举例如下：例：把数据开关的内容送通用寄存器R0、运算寄存器DR1、地址寄存器AR、指令寄存器IR，令SW-B=1，LDR0=1，LDDR1=1，LDAR=1，LDIR=1，然后按【单步】命令键即可实现总线数据共享。
七、实验内容(一)算术运算实验⑴写操作（置数操作）拨动二进制数据开关向DR1和DR2寄存器置数，具体操作步骤如下：注:【单步】键的功能是启动时序电路产生T1~T4四拍单周期脉冲⑵读操作（运算寄存器内容送总线）首先关闭数据输入三态控制端(SW-B=0)，存储器控制端CE保持为0，令LDDR1=0、LDDR2=0，然后打开ALU输出三态门(CBA=010)，置M、S0、S1、S2、S3为11111，再按【单步】键，数据总线单元显示DR1的内容，若把M、S0、S1、S2、S3置为10101，再按【单步】键，数据总线单元显示DR2的内容。
⑶算术运算（不带进位加）置CBA=010，CN、M、S0、S1、S2、S3状态为，按【单步】键，此时数据总线单元应显示（0CH）。
(二)进位控制实验进位控制运算器的实验原理如实验四图7-4-1所示，其中181的进位位进入74LS74锁存器D端，该端的状态锁存受AR和T4信号控制，其中AR为进位位允许信号，高电平有效；T4为时序脉冲信号，当AR=1时在T4节拍将本次运算的进位结果锁存到进位锁存器中，实现带进位控制实验。
⑴进位位清零操作在“L”状态下，按动【复位】按钮，进位标志灯CY“灭”，实现对进位位的清零操作。
（当进位标志灯“亮”时，表示CY=1）。
⑵用二进制数据开关向DR1和DR2寄存器置数首先关闭ALU输出三态门(CBA=000)、CE=0，开启输入三态门(SW-B=1)，设置数据开关，向DR1存入(55H)，向DR2存入(AAH)。
操作步骤如下：注:【单步】键的功能是启动时序电路产生T1~T4四拍单周期脉冲⑶验证带进位运算的进位锁存功能关闭数据输入三态门(SW-B=0)、CE=0，使CBA=010，AR=1，置CN、M、S0、S1、S2、S3的状态为，按【单步】键，此时数据总线单元显示的数据为DR1加DR2，若进位标志灯CY“亮”，表示有进位；反之无进位。
(三)逻辑运算实验⑴写操作（置数操作）拨动二进制数据开关向DR1和DR2寄存器置数，具体操作步骤如下：注:【单步】键的功能是启动时序电路产生T1~T4四拍单周期脉冲⑵读操作（运算寄存器内容送总线）首先关闭数据输入三态控制端(SW-B=0)，存储器控制端CE保持为0，令LDDR1=0、LDDR2=0，然后打开ALU输出三态门(CBA=010)，置M、S0、S1、S2、S3为11111，再按【单步】键，数据总线单元显示DR1的内容，若把M、S0、S1、S2、S3置为10101，再按【单步】键，数据总线单元显示DR2的内容。
⑶逻辑或非运算逻辑或非运算的方法是置CBA=010，M、S0、S1、S2、S3状态为11000，按【单步】键，此时数据总线单元应显示（18H）。
七、实验思考验证74LS181的算术逻辑运算功能。
在给定DR1=65、DR2=A7的情况下，改变运算器的功能设置，按【单步】键，观察运算器的输出，填入下页表格中，并和理论分析进行比较、验证。
②加法运算时,CY=1表示运算结果有进位,CY=0表示运算结果无进位; 减法运算时,CY=1表示运算结果无借位,CY=0表示运算结果有借位。
实验二通用寄存器实验一、实验目的⒈熟悉通用寄存器概念。
⒉熟悉通用寄存器的组成和硬件电路。
二、实验要求完成3个通用寄存器的数据写入与读出。
三、实验原理实验中所用的通用寄存器数据通路如图7-2-1所示。
由三片8位字长的74LS374组成R0、R1、R2寄存器组成。
三个寄存器的输入接口用一8芯扁平线连至BUS总线接口，而三个寄存器的输出接口用一8芯扁平线连至BUS总线接口。
图中R0-B、R1-B、R2-B 经CBA二进制控制开关译码产生数据输出选通信号（详见表7-2-1），LDR0、LDR1、LDR2为数据写入允许信号，由二进制控制开关模拟，均为高电平有效；T4信号为寄存器数据写入脉冲，上升沿有效。
在手动实验状态（即“L”状态）每按动一次【单步】命令键，产生一次T4信号。
图7-2-1 通用寄存器单元电路通用寄存器单元选通真值表C B A 选择1 0 0 R0-B1 0 1 R1-B1 1 0 R2-B四、实验连线图7-2-2 实验连线示意图按图7-2-2所示，连接实验电路：①总线接口连接：用8芯扁平线连接图7-2-2中所有标明“”或“”图案的总线接口。
②控制线与时钟信号“”连接：用双头实验导线连接图7-2-2中所有标明“”或“”图案的插孔（注：Dais-CMH的时钟信号已作内部连接）。
五、实验内容(一)通用寄存器的写入拨动二进制数据开关向R0和R1寄存器置数，具体操作步骤如下：电路名称主要电路内容运算器单元(ALU UNIT) 运算器、进位控制器、移位寄存器、寄存器堆、内部总线计数器与地址寄存器单元(ADDRESS UNIT)地址寄存器、程序地址计数器微控器单元(MICRO CONTROLLER UNIT) 指令寄存器、指令择码器、微代码控制寄存器及其26位二进制控制模拟开关、逻辑译码单元、时序电路、启停电路、单脉冲电路、脉冲源、中断控制主存单元(MAIN MEM) SRAM6116输入设备、输出设备(INPUT DEVICE & OUTPT DEVICE) 开关、显示灯、8位LED显示、16个数字键、16个命令键,每个部件都有双位显示器逻辑信号测量单元2路逻辑信号PC示波器、信号测试单片机控制单元(PC UNIT) 控制单片机、MACH、RS-232-C串口等电源高性能开关电源、输出为+5V/3A通用实验单元(扩展实验)* 2个IC-40/28芯通用型锁紧式扩展插座PLD单元(扩展实验)* 2个PLCC扩展方插座注:【单步】键的功能是启动时序电路产生T1~T4四拍单周期脉冲(二)通用寄存器的读出关闭数据输入三态(SW-B=0)，存储器控制端CE=0，令LDR0=0、LDR1=0、LDR2=0，分别打开通用寄存器R0、R1、R2输出控制位，置CBA=100时，按【单步】键，数据总线单元显示R0中的数据01H；置CBA=101时，按【单步】键。
数据总线单元显示R1中的数据80H；置CBA=110时，按【单步】键，数据总线单元显示R2中的数据（随机）。
实验三移位寄存器实验一、实验目的⒈了解移位寄存器的硬件电路，验证移位控制与寄存的组合功能。
⒉利用寄存器进行数据传输。
二、实验要求实现寄存器移位操作，了解通用寄存器的运用。
三、实验原理图7-3-1 带进位移位寄存器电原理图上图所示，使用了一片74LS299作为移位发生器，其中8位输入／输出端以8芯扁平线连接形式和总线接口连接。
