实验报告_运算器实验
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姓名
实验成绩
学号 年级、班
软件学院
综合性、设计性实验报告书
实 验 课 程： 计算机组成原理
实验指导教师：
实 验 时 间：
实 验 题 目： 运算器组成实验
实验类型： □ 综合性 设计性计算机信息工程学院结合性、设计性实验报告书
一、 实验目的：
1、熟悉TEC-8模型计算机的运算器结构
2、熟悉该运算器中双端口寄存器组的读写操作
3、熟悉运算器的数据传送通路
4、熟悉74ls181的功能，能完成给定数据的各种运算
二、 实验仪器设备及实验环境：
1、TEC-8实验系统
2、逻辑测试笔
3、实验环境：组成原理实验室
三、 总的设计思想、实验原理等
1、TEC-8实验系统中使用两片74LS181构成了8位的ALU部分，同时使用一片可编程芯片EPM7064设计出4个8位的通用寄存器供使用。同时还有1片74LS74、1片74LS244、1片74LS245和1片74LS30构成整个运算器部分。
2、在EPM7064芯片内，包含了4个8位寄存器R0、R1、R2、R3以及两个4选1的多路选择器和1个2-4译码器。其寄存器组为双端口读出、单端口写入模式。
3、由数据总线DBUS连接了运算器部分，总线操作及寄存器读写需要相应的控制信号及寄存器地址，选择74LS181的运算功能也需要相应控制信号。
4、手动提供数据，通过系统中编写好的运算器实验部分微程序控制完成一个确定的运算操作序列。
5、独立方式下，通过手动拨电平开关实现4的功能。
四、 实验步骤设计：
4.1 微程序控制方式实验步骤
1、微程序控制方式下，由控制器发出控制命令控制运算器的操作，所需控制命令由微程序、微指令代码表示，并且微程序代码在控制存储器的存放已是固定的，所以其有固定的操作流程步骤。
2、将控制转换开关拨到下面“微程序”位置，打开电源，按一次复位按钮CLR，使实验系统复位。
3、指示灯µA5~µA0显示“000000”，将操作模式开关设为“1101”，准备进入运算器控制实验。
4、按一次QD按钮，进入实验过程，此时指示灯µA5~µA0显示“001011”，当前微指令要求设置数A进入R0，观测记录此时相应控制指示灯的值为：
M S3 S2 S1 S0 CIN LDC LDZ
0 0 0 0 0 0 0 0
MBUS SBUS ABUS DRW SEL3 SEL2 SEL1 SEL0
1 0 1 0 0 0 1
在数据开关SD7~SD0上设置数据“11110000”，在灯D7~D0上可看到所设置数据“11110000”。 计算机信息工程学院结合性、设计性实验报告书
5、按一次QD按钮，数据写入到R0，进入下一步。
6、此时指示灯µA5~µA0显示“010101”，当前微指令要求设置数B进入R1，观测记录此时相应控制指示灯的值为：
M S3 S2 S1 S0 CIN LDC
LDZ
0 0 0 0 0 0 0 0
MBUS SBUS ABUS DRW SEL3 SEL2 SEL1 SEL0
1 0 1 0 1 0 0
在数据开关SD7~SD0上设置数据“00010000”，在灯D7~D0上可看到所设置数据“00010000”，同时在指示灯B7~B0上可观测到R0的值。
7、按一次QD按钮，数据写入到R1，进入到下一步。
8、此时指示灯µA5~µA0显示“010110”，当前微指令要求加法运算，观测记录此时相应控制指示灯的值为：
M S3 S2 S1 S0 CIN LDC
LDZ
0 1 0 0 1 1 1 1
MBUS SBUS ABUS DRW SEL3 SEL2 SEL1 SEL0
0 1 0 0 0 0 1
在指示灯A7~A0上可观测到R0=的值（被加数），在指示灯B7~B0上可观测到R1的值（加数），在灯D7~D0上可看到运算结果数据“00000000”。
9、按一次QD按钮，进入下一步。
10、此时指示灯µA5~µA0显示“010111”，当前微指令要求减法运算，观测记录此时相应控制指示灯的值为：
M S3 S2 S1 S0 CIN LDC
LDZ
0 0 1 1 0 0 1 1
MBUS SBUS ABUS DRW SEL3 SEL2 SEL1 SEL0
0 1 0 0 0 0 1
在指示灯A7~A0上可观测到R0的值（被减数），在指示灯B7~B0上可观测到R1的值（减数），在灯D7~D0上可看到运算结果数据“11100000”，此时指示灯C值为“1”，指示灯Z值为“1”，这是上次加法运算的状态信息。
11、按一次QD按钮，进入下一步。
12、此时指示灯µA5~µA0显示“011000”，当前微指令要求逻辑与运算，观测记录此时相应控制指示灯的值为：
M S3 S2 S1 S0 CIN LDC
LDZ
1 1 0 1 1 0 0 1
MBUS SBUS ABUS DRW SEL3 SEL2 SEL1 SEL0
0 1 1 0 0 0 1
在指示灯A7~A0上可观测到R0的值，在指示灯B7~B0上可观测到R1的值，在灯D7~D0上可看到运算结果数据“00010000”，此时指示灯C值为“1”，指示灯Z值为“0”，这是上次减法运算的状态信息。
13、按一次QD按钮，进入下一步。
14、此时指示灯µA5~µA0显示“011001”，当前微指令要求逻辑或运算，观测记录此时相应计算机信息工程学院结合性、设计性实验报告书
控制指示灯的值为：
M S3 S2 S1 S0 CIN LDC
LDZ
1 1 1 1 0 0 1 0
MBUS SBUS ABUS DRW SEL3 SEL2 SEL1 SEL0
0 1 0 0 0 0 1
在指示灯A7~A0上可观测到R0的值，在指示灯B7~B0上可观测到R1的值，在灯D7~D0上可看到运算结果数据“11110000”，此时指示灯C值为“1”，指示灯Z值为“0”，这是上次与运算的状态信息，其中Z有效，C为上次的值。
15、按一次QD按钮，进入下一步。
16、此时指示灯µA5~µA0显示“000000”，操作结束，指示灯Z为或运算结果状态，C为上次的值不变。
17、完成其余数据的再次处理，把数据及各次运算的结果、C、Z标志信息在实验结果及分析部分记录下来，并进行分析。
4.2 独立方式下运算器实验步骤
1、连线
K15 K14 K13 K12 K11 K10 K9
K8
M S0 S1 S2 S3 CIN ABUS LDC
K7 K6 K5 K4 K3 K2 K1
K0
LDZ RD1 RD0 DRW SBUS RS1 RS0 MBUS
2、寄存器R0送值
信号取值
K15 K14 K13 K12 K11 K10 K9
K8
0 0 0 0 0 0 0 0
K7 K6 K5 K4 K3 K2 K1 K0
0 0 0 1 1 0 0
在数据开关拨值“11110000”，按QD把值送到寄存器。
3、寄存器R1送值
信号取值
K15 K14 K13 K12 K11 K10 K9
K8
0 0 0 0 0 0 0 0
K7 K6 K5 K4 K3 K2 K1
K0
0 0 1 1 1 0 0
在数据开关拨值“”，按QD把值送到寄存器。
4、寄存器R2送值
信号取值
K15 K14 K13 K12 K11 K10 K9 K8
0 0 0 0 0 0 0 0
K7 K6 K5 K4 K3 K2 K1 K0 计算机信息工程学院结合性、设计性实验报告书
0 1 0 1 1 0 0
在数据开关拨值“11100000”，按QD把值送到寄存器。
5、寄存器R3送值
信号取值
K15 K14 K13 K12 K11 K10 K9 K8
0 0 0 0 0 0 0 0
K7 K6 K5 K4 K3 K2 K1 K0
0 1 1 1 1 0 0
在数据开关拨值“00000001”，按QD把值送到寄存器。
6、加法操作（ R0寄存器值与R1寄存器值进行运算）
信号取值
K15 K14 K13 K12 K11 K10 K9 K8
0 1 0 0 1 1 1
1
K7 K6 K5 K4 K3 K2 K1 K0
1 0 0 0 0 0 1
按QD观察D7~D0、 A7~A0、 B7~B0以及C、Z的值，并记录
D7~D0 A7~A0 B7~B0 C Z
11111001 11110000 00001001 0 0
7、减法操作 （ R0寄存器值与R1寄存器值进行运算）
信号取值
K15 K14 K13 K12 K11 K10 K9 K8
0 0 1 1 0 0 1
1
K7 K6 K5 K4 K3 K2 K1 K0
1 0 0 0 0 0 1
按QD观察D7~D0、 A7~A0、 B7~B0以及C、Z的值，并记录
D7~D0 A7~A0 B7~B0 C Z
11100111 11110000 00001001 0 0
8、与操作 （ R0寄存器值与R1寄存器值进行运算）
信号取值
K15 K14 K13 K12 K11 K10 K9 K8
1 1 1 0 1 0 1
0
K7 K6 K5 K4 K3 K2 K1 K0
1 0 0 0 0 0 1
按QD观察D7~D0、 A7~A0、 B7~B0以及Z的值，并记录
D7~D0 A7~A0 B7~B0 Z
00000000 11110000 00001001 1
