计算机组成原理实验1

计算机组成原理实验一、实验目的本实验旨在通过实际操作，加深对计算机组成原理的理解，掌握计算机硬件的基本原理和工作方式。

二、实验设备和材料1. 计算机主机：型号为XXX，配置了XXX处理器、XXX内存、XXX硬盘等。

2. 显示器：型号为XXX，分辨率为XXX。

3. 键盘和鼠标：标准配置。

4. 实验板：包括CPU、内存、存储器、输入输出接口等模块。

5. 逻辑分析仪：用于分析和调试电路信号。

6. 示波器：用于观测电路信号的波形。

三、实验内容1. 实验一：CPU的工作原理a. 将实验板上的CPU模块插入计算机主机的CPU插槽中。

b. 连接逻辑分析仪和示波器，用于观测和分析CPU的工作信号和波形。

c. 打开计算机主机，启动操作系统。

d. 运行一段简单的程序，观察CPU的工作状态和指令执行过程。

e. 通过逻辑分析仪和示波器的数据分析，了解CPU的时钟信号、数据总线、地址总线等工作原理。

2. 实验二：内存的存储和读写a. 将实验板上的内存模块插入计算机主机的内存插槽中。

b. 打开计算机主机，启动操作系统。

c. 编写一个简单的程序，将数据存储到内存中。

d. 通过逻辑分析仪和示波器的数据分析，观察内存的写入和读取过程，了解内存的存储原理和读写速度。

3. 实验三：存储器的工作原理a. 将实验板上的存储器模块插入计算机主机的存储器插槽中。

b. 打开计算机主机，启动操作系统。

c. 编写一个简单的程序，读取存储器中的数据。

d. 通过逻辑分析仪和示波器的数据分析，观察存储器的读取过程，了解存储器的工作原理和数据传输速度。

4. 实验四：输入输出接口的工作原理a. 将实验板上的输入输出接口模块插入计算机主机的扩展插槽中。

b. 打开计算机主机，启动操作系统。

c. 编写一个简单的程序，通过输入输出接口实现数据的输入和输出。

d. 通过逻辑分析仪和示波器的数据分析，观察输入输出接口的工作过程，了解数据的传输和控制原理。

四、实验结果分析1. 实验一：通过观察CPU的工作状态和指令执行过程，可以验证CPU的时钟信号、数据总线、地址总线等工作原理是否正确。

计算机组成原理实验（接线、实验步骤）实验⼀运算器[实验⽬的]1.掌握算术逻辑运算加、减、乘、与的⼯作原理；2.熟悉简单运算器的数据传送通路；3.验证实验台运算器的8位加、减、与、直通功能；4.验证实验台4位乘4位功能。

[接线]功能开关：DB=0 DZ=0 DP=1 IR/DBUS=DBUS接线：LRW：GND（接地）IAR-BUS# 、M1、M2、RS-BUS#：接+5V控制开关：K0：SW-BUS# K1：ALU-BUSK2：S0 K3：S1 K4：S2K5：LDDR1 K6：LDDR2[实验步骤]⼀、(81)H与(82)H运算1.K0=0：SW开关与数据总线接通K1=0：ALU输出与数据总线断开2.开电源，按CLR#复位3.置数（81）H：在SW7—SW0输⼊10000001→LDDR2=1，LDDR1=0→按QD：数据送DR2置数（82）H：在SW7—SW0输⼊10000010→LDDR2=0，LDDR1=1→按QD：数据送DR1 4.K0=1：SW开关与数据总线断开K1=1：ALU输出与数据总线接通5. S2S1S0=010：运算器做加法（观察结果在显⽰灯的显⽰与进位结果C的显⽰）6.改变S2S1S0的值，对同⼀组数做不同的运算，观察显⽰灯的结果。

⼆、乘法、减法、直通等运算1.K0K1=002.按CLR#复位3.分别给DR1和DR2置数4.K0K1=115. S2S1S0取不同的值，执⾏不同的运算[思考]M1、M2控制信号的作⽤是什么？运算器运算类型选择表选择操作S2 S1 S00 0 0 A&B0 0 1 A&A(直通)0 1 0 A+B0 1 1 A-B1 0 0 A(低位)ΧB(低位)完成以下表格ALU-BUS SW-BUS# 存储器内容S2S1S0 DBUS C输⼊时：计算时：DR1：01100011DR2：10110100（与）DR1：10110100DR2：01100011（直通）DR1：01100011DR2：01100011（加）DR1：01001100DR2：10110011（减）DR1：11111111DR2：11111111（乘）实验⼆双端⼝存储器[实验⽬的]1.了解双端⼝存储器的读写；2.了解双端⼝存储器的读写并⾏读写及产⽣冲突的情况。

实验一：数字逻辑——交通灯系统设计子实验1：7 段数码管驱动电路设计（1）理解利用真值表的方式设计电路的原理；（2）利用Logisim 真值表自动生成电路的功能，设计一个 7 段数码管显示驱动。

二、实验方案设计7 段数码管显示驱动的设计方案：（1）输入：4 位二进制（2）输出：7 段数码管 7 个输出控制信号（3）电路引脚：（4）实现功能：利用 7 段数码管显示 4 位二进制的 16 进制值（5）设计方法：由于该实验若直接进行硬件设计会比较复杂，而7 段数码管显示的真值表较容易掌握，所以我们选择由真值表自动生成电路的方法完成该实验。

先分析设计 7 段数码管显示驱动的真值表，再利用Logisim 中的“分析组合逻辑电路”功能，将真值表填入，自动生成电路。

（6）真值表的设计：由于是 4输入 7输出，真值表共有 16 行。

7输出对应 7个引脚，所以需要依次对照LED 灯的引脚顺序进行设计，如下图所示（注意LED 的引脚顺序）：三、实验步骤（1）在实验平台下载实验框架文件RGLED.circ；（2）在Logisim 中打开RGLED.circ 文件，选择数码管驱动子电路；（3）点击“工程”中的“分析组合逻辑电路”功能，先构建4输入和7输出，再在“真值表”中，将已设计好的真值表的所有数值仔细对照着填入表格中，确认无误后点击“生成电路”，自动生成的电路如下图所示：（4）将子电路封装为如下形式：（5）进行电路测试：·自动测试在数码管驱动测试子电路中进行测试；·平台评测自动测试结果满足实验要求后，再利用记事本打开RGLED.circ 文件，将所有文字信息复制粘贴到Educoder 平台代码区域，点击评测按钮进行测试。

四、实验结果测试与分析（1）自动测试的部分结果如下：（2）平台测试结果如下：综上，本实验测试结果为通过，无故障显示。

本实验的关键点在于：在设计时需要格外注重LED 灯的引脚顺序，保证0-9 数字显示的正确性，设计出正确的真值表。

《计算机组成原理》实验报告一一、实验目的:编写程序、上机调试、运行程序是进一步学习和掌握汇编语言程序设计的必要手段。

通过本次实验, 学习、掌握运行汇编程序的相关知识。

1、二、实验内容:2、熟悉实验用微机的软、硬件配置（1）硬件: Intel Celeron 500GHz CPU、128M内存（8M作共享显存）、intel810芯片主板、集成i752显卡、maxtro20G硬盘、ps/2接口鼠标、PS/2接口键盘。

（2）软件:DOS 操作系统Windows98 seMASM汇编语言程序3、熟悉运行汇编语言所需的应用程序汇编程序使MASM连接程序使用LINK程序调试程序使用DEBUG程序4、熟悉汇编语言源程序上机操作过程（1）编辑源文件(选择可使用的文本编辑器)（2）汇编源程序文件（3）连接目标文件（4）运行可执行文件5、汇编操作举例用edit编辑myprog.asm文件；（见下图）用MASM.exe编译myprog.asm生成myprog.obj文件；C:\masm\bin> masm.exe由图中可以看出:0 个警告错误0个严格错误汇编通过, 生成mygrog.obj目标文件（如果有严格错误, 汇编不能通过, 必须返回编辑状态更改程序。

）用link.exe命令链接myhprog.obj生成myprog.exe文件！C:\masm\bin> link.exeC:\masm\bin> myprog.exe运行程序结果为:屏幕显示“Hi! This is a dollar sign terminated string.”三、实验总结:1.可以在DOS或Windows状态编辑汇编源程序2.可以使用EDIT 或记事本编辑汇编源程序, 源程序必须以.asm为扩展名。

在记事本中保存文件时, 可以加双引号“myprog.asm”,文件名就不会出现myprog.asm.txt的错误3.熟悉相关的DOS 命令cd 进入子目录mkdir 建立子目录xcopy *.* /s 拷贝当前目录下所有文件及子目录format a: 格式化A盘4.在Windows 系统下运行汇编程序, 有时会有问题, 建议大家熟悉DOS命令,DOS编辑工具, 在DOS状态下运行汇编程序。

实验一．脱机运算器部件实验一、教学计算机的通电启动和关闭操作1.教学计算机系统通电启动的操作步骤：(1) 准备一台串行接口运行正常的PC机；(2) 将TH-union计原16放在实验台上，打开实验箱的盖子，确定电源处于断开状态；(3) 将黑色的电源线一端接220V交流电源，另一端插在计原16实验箱的电源插座；(4) 取出通讯线，将通讯线的9芯插头接在计原16实验箱后板上左侧位置的串口插座，另一端接到PC机的串口上；(5) 将计原16实验系统左下方的五个黑色的功能控制开关置于00010的位置（连续、内存读指令、微程序、联机、16位），开关拨向上方表示“1”，拨向下方表示“0”；(6) 接通电源，船形开关和5V电源指示灯亮。

(7) 在PC机上运行PCEC16.EXE文件，根据使用的PC机的串口情况选“1”或“2”，其它的设置一般不用改动,直接回车即可。

(具体步骤附后)(8) 按一下“RESET”按键,再按一下“START”按键，PC机屏幕上显示：TH-union CRT MONITORVersion 1.0 April 2001Computer Architectur Lab.， Tsinghua UniversityProgrammed by He Jia>这个版权信息显示出来之后，表示教学机已经进入正常运行状态，等待输入监控命令。

实验注意事项：1.连接电源线和通讯线前TH-union计原16实验系统的电源开关一定要处于断开状态，否则可能损坏教学计算机系统的或PC机的串行接口电路；2.五个黑色控制开关的功能示意图如下：开关位置，自左向右共5个，分别控制1 2 3 4 5向上拨：单步手工拨指令组合逻辑运算器联机 8位向上拨：连续读内存指令微程序运算器脱机 16位几种常用的工作方式，（开关向上拨表示为1，向下拨表示0）工作方式功能开关状态连续运行程序、硬连线控制器、联机、16位机 00110连续运行程序、微程序控制器、联机、16位机 00010单步、手拨指令、硬连线控制器、联机、16位机 11110单步、手拨指令、微程序控制器、联机、16位机 11010单步、脱机运算器实验、16位机 100002.关闭教学计算机系统在需要关闭教学计算机系统时，应首先通过安装在机箱右侧板上的开关关闭交流电源，教学机上的全部指示灯都会熄灭。

实验一运算器实验（一）算术逻辑运算器一、实验目的：1．掌握算术逻辑运算器单元ALU（74LS181）的工作原理2．掌握简单运算器的数据传送通道3．验算由74LS181等组合逻辑电路组成的运算功能发生器运算功能4．按给定数据，完成实验指定的算术/逻辑运算二、实验设备计算机组成原理实验仪一台，排线若干条。

三、实验原理运算器实验电路说明:(1)两片74LS181(每片4位)以并/串联形式构成字长为8位的运算器。

(2)8位运算器的输出经过一个输入双向三态门(74LS245)与数据总线相连,运算器的两个数据输入端分别与两个8位寄存器(74LS273)DR1和DR2的输出端相连,DR1和DR2寄存器是用于保存参加运算的数据和运算的结果.寄存器的输入端与数据总线相连。

(3)8位数据开关D7~D0(在“INPUT DEVICE”中)用来产生参与运算的数据，经过一个输出三态门（74LS245）与数据总线相连，数据显示灯（BUS UNIT）已与数据总线相连，用来显示数据总线上的内容。

(4)S3、S2、S1、S0是运算选择控制端，有它们决定运算器执行哪一种运算（16种算术运算或16种逻辑运算）。

(5)M是算术/逻辑运算选择，M=0时，执行算术运算，M=1时，执行逻辑运算。

(6)Cn是算术运算的进位控制端，Cn=0（低电平），表示有进位，运算时相当于在最低位上加进位1，Cn=1（高电平），表示无进位。

逻辑运算与进位无关。

(7)ALU-B是输出三态门的控制端，控制运算器的运算结果是否送到数据总线BUS上。

低电平有效。

(8)SW-B是输入三态门的控制端，控制“INPUT DEVICE”中的8位数据开关D7~D0的数据是否送到数据总线BUS上。

低电平有效。

(9)LDDR1是寄存器DR1存数控制信号，LDDR2是寄存器DR2存数控制信号。

它们都是高电平有效。

(10)A0~A3是4位数据输入通道A，B0~B3是4位数据输入通道B。

《计算机组成原理与系统结构》实验一数据表示和运算（1）无符号数和带符号整数的表示实验目的：通过无符号数和带符号整数之间的相互转换来理解无符号数和补码整数的表示。

实验要求：验证教材表2.2（P.28）中的关系表达式的结果，并编程得出第二章习题8(P.69)的表中结果。

实验报告：1.给出源程序（文本文件）和执行结果。

图1-1 验证教材表2.2（P.28）中的关系表达式的结果测试代码图1-2 验证教材表2.2（P.28）中的关系表达式的结果测试代码运行结果图1-3 解第二章习题8(P.69) 实验代码图1-4 第二章习题8(P.69)实验代码运行结果由上图结果得解答如下表：表1-1第二章习题8解答结果2.根据实验结果，回答下列问题。

（1）你的机器字长多少位？int型数据的位数、最小值和最大值各是多少？答：我的机器字长为32位；int型数据为32位，min = -2147483648(-231),max = 2147483647(231-1) □（注：“□”符号表示一题解答结束，以下同此约定）（2）在你的机器上，-1用int类型和unsiged int类型表示的结果分别是多少？答：结果分别为-1和429 496 729 5（232-1）. □（2）类型转换和移位操作运算实验目的：了解高级语言中数据类型的转换和移位操作结果，从而能更好地理解指令系统设计和计算机硬件设计所需满足的要求和需要考虑的问题。

实验要求：编程实现以下各种操作，并要求分别用十进制和十六进制形式打印输出操作结果。

（1）给定一个short型数据-12345，分别转换为int、unsigned short、unsigned int、float类型的数据；图1-5 short型数据-12345转换成其他类型测试代码图1-6 short型数据-12345转换成其他类型测试代码运行结果（2）给定一个int型数据2147483647，分别转换为short、unsigned short、unsigned int、float 类型的数据；图1-7 int型数据2147483647转换成其他类型测试代码图1-8 int型数据2147483647转换成其他类型测试代码（3）给定一个float型数据123456.789e5，转换成double型数据；图1-9 float型数据123456.789e5，转换成double型数据图1-10 float型数据123456.789e5，转换成double型数据运行结果（4）给定一个double型数据123456.789e5，转换成float型数据；图1-11 double型数据123456.789e5，转换成float型数据图1-12 double型数据123456.789e5，转换成float型数据运行结果（5）按short和unsigned short类型分别对-12345进行左移2位和右移2位操作。

微处理器与接口技术实验指导实验一监控程序与汇编语言程序设计实验一、实验要求1、实验之前认真预习，明确实验的目的和具体实验内容，设计好主要的待实验的程序，做好实验之前的必要准备。

2、想好实验的操作步骤，明确通过实验到底可以学习哪些知识，想一想怎么样有意识地提高教学实验的真正效果。

3、在教学实验过程中，要爱护教学实验设备，认真记录和仔细分析遇到的现象与问题，找出解决问题的办法，有意识地提高自己创新思维能力。

4、实验之后认真写出实验报告，重点在于预习时准备的内容，实验数据，实验过程、遇到的现象和解决问题的办法，自己的收获体会，对改进教学实验安排的建议等。

善于总结和发现问题，写好实验报告是培养实际工作能力非常重要的一个环节，应给以足够的重视。

二、实验目的【1】学习和了解TEC-XP16教学实验系统监控命令的用法；【2】学习和了解TEC-XP16教学实验系统的指令系统；【3】学习简单的TEC-XP16教学实验系统汇编程序设计。

三、实验注意事项（一）实验箱检查【1】连接电源线和通讯线前TEC-XP16实验系统的电源开关一定要处于断开状态，否则可能会对TEC-XP16实验系统上的芯片和PC机的串口造成损害。

【2】五位控制开关的功能示意图如下：【3】几种常用的工作方式【开关拨到上方表示为1，拨到下方为0】（二）软件操作注意事项【1】用户在选择串口时，选定的是PC机的串口1或串口2，而不是TEC-XP16实验系统上的串口。

即选定的是用户实验时通讯线接的PC机的端口；【2】如果在运行到第五步时没有出现应该出现的界面，用户需要检查是不是打开了两个软件界面，若是，关掉其中一个再试；【3】有时若TEC-XP16实验系统不通讯，也可以重新启动软件或是重新启动PC再试；【4】在打开该应用软件时，其它的同样会用到该串口的应用软件要先关掉。

（三）联机通讯失败自检如果上述的硬件和软件的操作都正确，联机却依旧失败，可以进行如下测试：【1】测试PC机的串口是否能正常工作，或是换一台PC或换同一台PC的另一个串口再试，在换串口时要将TEC-XP16实验系统断电，换完后重新启动实验系统和软件；【2】检查机器上的元器件插接是否正确(建议用户对照能够正常通讯的实验系统进行详细检查)，有没有被学生动过，尤其是扩展内存和扩展I/O接口时，芯片方向是否插对，片选信号有没有连接；【3】检查相应的短路子是否连接正确；【4】建议教师预留一台运行正常的TEC-XP16实验系统备用，机器出问题后可以对照检查。

实验 1 全加器实验1.1 实验目的1） 熟悉多思计算机组成原理网络虚拟实验系统的使用方法。

2） 掌握全加器的逻辑结构和电路实现方法。

1.2 实验要求1） 做好实验预习，复习全加器的原理，掌握实验元器件的功能特性。

2） 按照实验内容与步骤的要求，独立思考，认真仔细地完成实验。

3） 写出实验报告。

1.3 实验电路本实验使用的主要元器件有：与非门、异或门、开关、指示灯。

图1.1 一位全加器实验电路一位全加器的逻辑结构如图 1.1 所示，图中涉及的控制信号和数据信号如下： 1） A i 、B i ：两个二进制数字输入。

2） C i ：进位输入。

3） S i ：和输出。

4） C i+1：进位输出。

&& &=1=1Ai B i C i C i +1 Si1.4 实验原理1 位二进制加法器有三个输入量：两个二进制数字A i、B i 和一个低位的进位信号C i，这三个值相加产生一个和输出Si 以及一个向高位的进位输出C i+1，这种加法单元称为全加器，其逻辑方程如下：S i=A i⊕B i⊕C i (1.1)C i+1=A i B i+B i C i+C i A i1.5 实验内容与步骤1.运行虚拟实验系统，从左边的实验设备列表选取所需组件拖到工作区中，按照图 1.1所示搭建实验电路，得到如图 1.2 所示的实验电路。

图1.2 一位全加器虚拟实验电路2.打开电源开关，按表1-1 中的输入信号设置数据开关，根据显示在指示灯上的运算结果填写表1-1 中的输出值。

3.关闭电源开关，增加元器件，实现一个 2 位串行进位并行加法器。

用此加法器进行运算，根据运算结果填写好表1-2。

1.6 思考与分析1.串行进位并行加法器的主要缺点是什么？有改进的方法吗？高位的运算必须等到低位的进位产生才能进行，因此运算速度较慢。

改进方法：为了提高运算速度，可采用超前进位的方式，即每一位的进位根据各位的输入同时预先形成，而与低位的进位无关。

实验一 运算器组成实验一、实验目的1．熟悉双端口通用寄存器堆的读写操作。

2．熟悉简单运算器的数据传送通路。

3．验证运算器74LS181的算术逻辑功能。

4．按给定数据，完成指定的算术、逻辑运算。

二、实验电路ALU-BUS#DBUS7DBUS0Cn#C三态门（244）三态门（244）ALU（181）ALU（181）S3S2S1S0MA7A6A5A4F7F6F5F4F3F2F1F0B3B2B1B0Cn+4CnCnCn+4LDDR2T2T2LDDR1LDRi T3SW-BUS#DR1（273）DR2（273）双端口通用寄存器堆RF（ispLSI1016）RD1RD0RS1RS0WR1WR0数据开关(SW7-SW0)数据显示灯A3A2A1A0B7B6B5B4图3.1 运算器实验电路LDRi T3AB三态门R S -B U S #图3.1示出了本实验所用的运算器数据通路图。

参与运算的数据首先通过实验台操作板上的八个二进制数据开关SW7-SW0来设置，然后输入到双端口通用寄存器堆RF 中。

RF(U54)由一个ispLSI1016实现，功能上相当于四个8位通用寄存器，用于保存参与运算的数据，运算后的结果也要送到RF 中保存。

双端口寄存器堆模块的控制信号中，RS1、RS0用于选择从B 端口（右端口）读出的通用寄存器，RD1、RD0用于选择从A 端口（左端口）读出的通用寄存器。

而WR1、WR0用于选择写入的通用寄存器。

LDRi 是写入控制信号，当LDRi＝1时，数据总线DBUS上的数据在T3写入由WR1、WR0指定的通用寄存器。

RF的A、B端口分别与操作数暂存器DR1、DR2相连；另外，RF的B端口通过一个三态门连接到数据总线DBUS上，因而RF中的数据可以直接通过B端口送到DBUS上。

DR1(U47)和DR2(U48)各由1片74LS273构成，用于暂存参与运算的数据。

DR1接ALU 的A输入端口，DR2接ALU的B输入端口。

计算机组成与结构实验报告一、实验题目：1、C51高级语言模型机的设计和实现2、基本逻辑单元实验二、实验目的与要求：实验一：1.学习手动实验环境的建立2.了解如何实现中断服务、控制流水灯的快慢等实验二：1.学习构成计算机硬件的基础数字逻辑电路的应用；2.了解74LS08逻辑与、74LS32逻辑或、74LS04逻辑非、74LS138三-八译码器的工作方式。

三、实验步骤（阐述主要步骤）：实验一：①首先卸去实验连接，系统工作方式设为“微控／在线”。

②程序代码及微指令代码的装载③把I/O单元的S15~S0开关设置为“0FF01”。

④点击或按动连续运行命令键，进入程序的连续运行。

⑤结果观察⑥中断更新实验二：①首先卸去实验连接，系统工作方式设为“手动／搭接”。

②将I/O单元S15~S8开关置高电平（拨向上方）用作输出设备。

③分别进行逻辑与、逻辑非、逻辑或以及三八译码器的接线操作④结果观察四、实验结论：实验一：设计了一个死循环，S15-S8的对应发光管进入带进位左右移循环状态。

将S7~S0设置为“00h”，对应S7~S0的发光管处“暗”状态。

中断更新后，S15~S8所对应的发光管的移动速度明显变慢。

将S7~S0设置为“01h”，再按中断按钮，S15~S8的发光管移动速度明显加快。

实验二：1、逻辑与：当与门输入为全1时，其输出为1；否则输出为0。

2、逻辑或：当或门输入为全0时，其输出为0；否则输出为1。

3、逻辑非：当非门输入为0时，其输出为1；当非门输入为1时，其输出为0。

4、三八译码器：验证结果：C B A Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y70 0 0 0 1 1 1 1 1 1 10 0 1 1 0 1 1 1 1 1 10 1 0 1 1 0 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 0 1 1 1 11 0 0 1 1 1 1 0 1 1 11 0 1 1 1 1 1 1 0 1 11 1 0 1 1 1 1 1 1 0 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0五、心得体会：实验一：通过本次实验，我熟悉了试验箱的各个部件，以及学会了如何手动建立实验环境，简单的流水灯实验，让我学习到中断以及更新如何控制，同时，加深了二进制与十六进制之间的转换，学习到了输入输出端启动指令的操作。

组成原理实验一寄存器实验组成原理实验一寄存器实验一、实验目的1.深入理解寄存器的工作原理；2.掌握寄存器的使用方法；3.学习通过寄存器实现数据的存储和传输。

二、实验设备1.微处理器开发板；2.示波器；3.逻辑分析仪；4.编程器。

三、实验原理寄存器是计算机组成中的重要部件，主要用于暂时存储数据或指令。

根据功能不同，寄存器可分为输入寄存器、输出寄存器、指令寄存器和数据寄存器等。

在本实验中，我们将通过一个简单的四位寄存器来深入了解寄存器的工作原理。

四、实验步骤1.按照实验要求准备实验设备，并将微处理器的所有引脚通过编程器设置成输入或输出状态；2.将四位寄存器的输入引脚连接到微处理器的四个输入引脚上，将输出引脚连接到微处理器的四个输出引脚上；3.将一个周期性的方波信号加到四位寄存器的时钟引脚上，同时使用示波器观测输入引脚和输出引脚的波形；4.改变四位寄存器的输入值，并观察输出值的变化情况；5.重复步骤3和4，进一步验证四位寄存器的工作原理。

五、实验结果及分析1.在时钟信号的上升沿到达时，四位寄存器的输入值会被锁存到寄存器中，并在输出端显示出来。

因此，通过改变输入值，就可以实现数据的存储和传输；2.在一个工作周期内，只有在时钟信号的上升沿到达时，输入值才会被锁存到寄存器中。

在其他时间，输入值的变化不会影响到寄存器中的值。

因此，寄存器具有记忆功能。

六、实验总结本次实验通过四位寄存器，让我们更深入地了解了寄存器的工作原理和使用方法。

通过观测输入和输出波形的变化，我们验证了寄存器在数据存储和传输方面的重要作用。

同时，我们也掌握了如何通过编程器设置微处理器的引脚状态以及如何使用示波器和逻辑分析仪观测和分析实验波形。

本实验结果和预期相符，成功达到了教学目的。

七、思考题与实验改进意见1.在本实验中，我们使用的寄存器是静态寄存器，也就是只有在时钟信号的上升沿到达时才能进行数据的锁存。

那么，如果使用动态寄存器，是否还能保证数据的稳定性和可靠性呢？请同学们课下自行查阅相关资料进行了解。

计算机组成原理实验报告课程名称计算机组成原理实验学院计算机专业班级学号学生姓名指导教师20年月日实验一：基础汇编语言程序设计实验1实验目的●学习和了解TEC-XP+教学实验监控命令的用法;●学习和了解TEC-XP+教学实验系统的指令系统;●学习简单的TEC-XP+教学实验系统汇编程序设计。

2实验设备及器材●工作良好的PC机;●TEC-XP+教学实验系统和仿真终端软件PCEC。

3实验说明和原理实验原理在于汇编语言能够直接控制底层硬件的状态，通过简单的汇编指令查看、显示、修改寄存器、存储器等硬件内容。

实验箱正如一集成的开发板，而我们正是通过基础的汇编语言对开发板进行使用和学习，过程中我们不仅需要运用汇编语言的知识，还需要结合数字逻辑中所学的关于存储器、触发器等基本器件的原理，通过串口通讯，实现程序的烧录，实验箱与PC端的通讯。

4实验内容1)学习联机使用TEC－XP+教学实验系统和仿真终端软件PCEC；2)学习使用WINDOWS界面的串口通讯软件；3)使用监控程序的R命令显示/修改寄存器内容、D命令显示存储内容、E命令修改存储内容；4)使用A命令写一小段汇编程序，U命令反汇编输入的程序，用G命令连续运行该程序，用T、P命令单步运行并观察程序单步执行情况。

5实验步骤1)准备一台串口工作良好的PC机器;2)将TEC-XP+放在实验台上,打开实验箱的盖子,确定电源处于断开状态;3)将黑色的电源线一段接220V交流电源,另一端插在TEC-XP+实验箱的电源插座里;4)取出通讯线,将通讯线的9芯插头接在TEC-XP+实验箱上的串口"COM1"或"COM2"上,另一端接到PC机的串口上;5)将TEC-XP+实验系统左下方的六个黑色的控制机器运行状态的开关置于正确的位置,再找个实验中开关应置为001100(连续、内存读指令、组合逻辑、联机、16位、MACH),6)控制开关的功能在开关上、下方有标识;开关拨向上方表示"1",拨向下方表示"0","X"表示任意,其他实验相同;7)打开电源,船型开关盒5V电源指示灯亮;8)在PC机上运行PCEC16.EXE文件,根据连接的PC机的串口设置所用PC机的串口为"1"或"2",其他的设置一般不用改动,直接回车即可; （8）按一下"RESET"按键,再按一下"START"按键,主机上显示：6实验截图及思考题【例3】计算1到10的累加和。

实验一寄存器实验一、实验目的1、了解CPTH模型机中寄存器的结构、工作原理及其控制方法.2、熟悉CPTH实验仪的基本构造及操作方法。

二、实验电路寄存器的作用是用于保存数据的，因为CPTH模型机是8位的,因此模型机中大部寄存器是8 位的，标志位寄存器（Cy, Z）是二位的.CPTH 用74HC574 (8—D触发器)来构成寄存器。

74HC574 的功能如表1—1所示：图1-1 74HC574的引脚图1. 在CLK的上升沿将输入端的数据打入到8 个触发器中2. 当OC = 1 时触发器的输出被关闭，当OC=0 时触发器的输出数据表1-1 74HC574功能表图1—2 74HC574工作波形图三、实验内容（一）proteus仿真平台1、proteus仿真平台简介Proteus软件是英国Lab Center Electronics公司出版的EDA工具软件。

它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件.它的主界面如图1-3所示：图1—3 proteus仿真平台主界面2、在proteus平台上运行电路:寄存器_1.DSN。

拨动开关,观察灯的亮灭，回答思考题1。

思考题1:先使OC=1,拨D0~D7=00110011,按下CK提供CLK上升沿;再拨D0~D7=01000100,OC=0，此时Q0～Q7为多少？3、CPTH模型机上，寄存器A的电路组成如图1-4所示。

在proteus平台上运行电路：寄存器_2.DSN，回答思考题2。

图1-4 寄存器A原理图思考题2：数据从D端传送到Q端，相应的控制端如何设置？3、CPTH模型机上，寄存器组R0～R3的电路组成如图1-5所示。

在proteus平台上运行电路：寄存器_3。

DSN，回答思考题3。

图1—5 寄存器组R0~R3 原理图74LS139是2—4线译码器，由A、B两个输入端选择控制4个输出端Y0～Y3，使能端E低电平有效，允许译码输出。

74HC32是或门，两个输入端同时为低电平，输出为低电平.具体的控制方式见表1-2。

计算机组成原理实验报告计算机组成原理实验报告引言：计算机组成原理是计算机科学与技术专业的重要课程之一，通过实验可以更好地理解和掌握计算机的组成原理。

本篇实验报告将介绍我们在计算机组成原理实验中所进行的实验内容和实验结果。

实验一：逻辑门电路设计在这个实验中，我们学习了逻辑门电路的设计和实现。

通过使用门电路，我们可以实现与门、或门、非门等基本逻辑运算。

我们首先学习了逻辑门电路的真值表和逻辑代数的基本运算规则，然后根据实验要求，使用逻辑门电路设计了一个简单的加法器电路，并通过仿真软件进行了验证。

实验结果表明，我们设计的加法器电路能够正确地进行二进制数的加法运算。

实验二：数字逻辑电路实现在这个实验中，我们进一步学习了数字逻辑电路的实现。

通过使用多路选择器、触发器等数字逻辑元件，我们可以实现更复杂的逻辑功能。

我们首先学习了多路选择器的原理和使用方法，然后根据实验要求，设计了一个4位二进制加法器电路，并通过数字逻辑实验板进行了搭建和测试。

实验结果表明，我们设计的4位二进制加法器能够正确地进行二进制数的加法运算。

实验三：存储器设计与实现在这个实验中，我们学习了存储器的设计和实现。

存储器是计算机中用于存储和读取数据的重要组成部分。

我们首先学习了存储器的基本原理和组成结构，然后根据实验要求，设计了一个简单的8位存储器电路，并通过实验板进行了搭建和测试。

实验结果表明，我们设计的8位存储器能够正确地存储和读取数据。

实验四：计算机硬件系统设计与实现在这个实验中，我们学习了计算机硬件系统的设计和实现。

计算机硬件系统是计算机的核心部分，包括中央处理器、存储器、输入输出设备等。

我们首先学习了计算机硬件系统的基本原理和组成结构，然后根据实验要求，设计了一个简单的计算机硬件系统，并通过实验板进行了搭建和测试。

实验结果表明，我们设计的计算机硬件系统能够正确地进行指令的执行和数据的处理。

结论：通过这些实验，我们深入学习了计算机组成原理的相关知识，并通过实践掌握了计算机组成原理的基本原理和实现方法。

实验1 通用寄存器实验一、实验目的1.熟悉通用寄存器的数据通路。

2.了解通用寄存器的构成和运用。

二、实验要求掌握通用寄存器R3~R0的读写操作。

三、实验原理实验中所用的通用寄存器数据通路如下图所示。

由四片8位字长的74LS574组成R1 R0（CX）、R3 R2（DX）通用寄存器组。

图中X2 X1 X0定义输出选通使能，SI、XP控制位为源选通控制。

RWR为寄存器数据写入使能，DI、OP为目的寄存器写选通。

DRCK信号为寄存器组打入脉冲，上升沿有效。

准双向I/O输入输出端口用于置数操作，经2片74LS245三态门与数据总线相连。

图2-3-3 通用寄存器数据通路四、实验内容1.实验连线2.寄存器的读写操作①目的通路当RWR=0时，由DI、OP编码产生目的寄存器地址，详见下表。

通用寄存器“手动／搭接”目的编码②通用寄存器的写入通过“I/O输入输出单元”向R0、R1寄存器分别置数11h、22h，操作步骤如下：通过“I/O输入输出单元”向R2、R3寄存器分别置数33h、44h，操作步骤如下：③源通路当X2~X0=001时，由SI、XP编码产生源寄存器，详见下表。

通用寄存器“手动／搭接”源编码④通用寄存器的读出五、实验心得通过这个实验让我清晰的了解了通用寄存器的构成以及通用寄存器是如何运用的，并且熟悉了通用寄存器的数据通路，而且还深刻的掌握了通用寄存器R3~R0的读写操作。

实验2 运算器实验一、实验目的掌握八位运算器的数据传输格式，验证运算功能发生器及进位控制的组合功能。

二、实验要求完成算术、逻辑、移位运算实验，熟悉ALU运算控制位的运用。

三、实验原理实验中所用的运算器数据通路如图2-3-1所示。

ALU运算器由CPLD描述。

运算器的输出FUN经过74LS245三态门与数据总线相连，运算源寄存器A和暂存器B的数据输入端分别由2个74LS574锁存器锁存，锁存器的输入端与数据总线相连，准双向I/O输入输出端口用来给出参与运算的数据，经2片74LS245三态门与数据总线相连。

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。