计算机组成原理实验报告
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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实验目的,通过本次实验,深入了解计算机组成原理的相关知识,掌握计算机硬件的基本组成和工作原理。
实验一,逻辑门电路实验。
在本次实验中,我们学习了逻辑门电路的基本原理和实现方法。
逻辑门电路是计算机中最基本的组成部分,通过逻辑门电路可以实现各种逻辑运算,如与门、或门、非门等。
在实验中,我们通过搭建逻辑门电路并进行实际操作,深入理解了逻辑门的工作原理和逻辑运算的实现过程。
实验二,寄存器和计数器实验。
在本次实验中,我们学习了寄存器和计数器的原理和应用。
寄存器是计算机中用于存储数据的重要部件,而计数器则用于实现计数功能。
通过实验操作,我们深入了解了寄存器和计数器的内部结构和工作原理,掌握了它们在计算机中的应用方法。
实验三,存储器实验。
在实验三中,我们学习了存储器的原理和分类,了解了不同类型的存储器在计算机中的作用和应用。
通过实验操作,我们进一步加深了对存储器的认识,掌握了存储器的读写操作和数据传输原理。
实验四,指令系统实验。
在本次实验中,我们学习了计算机的指令系统,了解了指令的格式和执行过程。
通过实验操作,我们掌握了指令的编写和执行方法,加深了对指令系统的理解和应用。
实验五,CPU实验。
在实验五中,我们深入了解了计算机的中央处理器(CPU)的工作原理和结构。
通过实验操作,我们学习了CPU的各个部件的功能和相互之间的协作关系,掌握了CPU的工作过程和运行原理。
实验六,总线实验。
在本次实验中,我们学习了计算机的总线结构和工作原理。
通过实验操作,我们了解了总线的分类和各种总线的功能,掌握了总线的数据传输方式和时序控制方法。
结论:通过本次实验,我们深入了解了计算机组成原理的相关知识,掌握了计算机硬件的基本组成和工作原理。
通过实验操作,我们加深了对逻辑门电路、寄存器、计数器、存储器、指令系统、CPU和总线的理解,为进一步学习和研究计算机组成原理奠定了坚实的基础。
希望通过不断的实践和学习,能够更深入地理解和应用计算机组成原理的知识。
《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。
一、实习目的本次实习旨在通过实际操作,加深对计算机组成原理理论知识的理解,提高动手实践能力。
通过实习,使学生熟悉计算机系统的基本组成,了解计算机各部件的功能和相互关系,掌握计算机组成原理的基本实验方法和技能。
二、实习内容1. 计算机系统组成结构实验(1)实验目的:了解计算机系统的基本组成,熟悉各部件的功能和相互关系。
(2)实验内容:观察计算机硬件组成,包括主板、CPU、内存、硬盘、显卡等,了解各部件的功能和作用。
(3)实验步骤:1)观察计算机硬件组成,了解各部件的名称和功能。
2)了解主板、CPU、内存、硬盘、显卡等部件之间的连接关系。
3)分析计算机系统的工作原理。
2. 计算机组成原理实验(1)实验目的:加深对计算机组成原理理论知识的理解,提高动手实践能力。
(2)实验内容:1)静态随机存储器(RAM)实验:学习静态RAM的存储方式,并执行写数据和读数据的操作。
2)指令系统实验:掌握机器指令的编写与执行过程,了解算术运算指令、逻辑运算指令、标志位的作用等。
3)微程序控制器实验:了解微程序设计的方法,掌握微程序控制器的工作原理。
4)流水线CPU实验:理解流水CPU的工作原理,掌握流水线的基本概念和性能分析。
(3)实验步骤:1)按照实验指导书的要求,连接实验电路。
2)进行静态RAM的读写操作,观察实验结果。
3)编写汇编语言程序,执行算术运算、逻辑运算等指令,观察标志位的变化。
4)设计微程序控制器,实现简单指令的执行。
5)分析流水线CPU的时空图,计算吞吐率和加速比。
3. 计算机组成原理综合实验(1)实验目的:综合运用计算机组成原理知识,设计并实现一个简单的计算机系统。
(2)实验内容:1)设计一个简单的计算机系统,包括CPU、内存、输入输出设备等。
2)编写汇编语言程序,实现特定功能。
3)实现系统的输入输出操作。
(3)实验步骤:1)根据实验要求,设计计算机系统的硬件结构。
2)编写汇编语言程序,实现系统功能。
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中的一门重要课程,通过实验学习可以更好地理解和掌握计算机的基本原理和结构。
本实验报告将介绍我在学习计算机组成原理课程中进行的实验内容和实验结果。
实验一:二进制与十进制转换在计算机中,数据以二进制形式存储和处理。
通过这个实验,我们学习了如何将二进制数转换为十进制数,以及如何将十进制数转换为二进制数。
通过实际操作,我更深入地了解了二进制与十进制之间的转换原理,并且掌握了转换的方法和技巧。
实验二:逻辑门电路设计逻辑门电路是计算机中的基本组成部分,用于实现不同的逻辑运算。
在这个实验中,我们学习了逻辑门的基本原理和功能,并通过电路设计软件进行了实际的电路设计和模拟。
通过这个实验,我深入理解了逻辑门电路的工作原理,并且掌握了电路设计的基本方法。
实验三:组合逻辑电路设计组合逻辑电路是由多个逻辑门组合而成的电路,用于实现复杂的逻辑功能。
在这个实验中,我们学习了组合逻辑电路的设计原理和方法,并通过实际的电路设计和模拟,实现了多个逻辑门的组合。
通过这个实验,我进一步掌握了逻辑电路设计的技巧,并且了解了组合逻辑电路在计算机中的应用。
实验四:时序逻辑电路设计时序逻辑电路是由组合逻辑电路和触发器组合而成的电路,用于实现存储和控制功能。
在这个实验中,我们学习了时序逻辑电路的设计原理和方法,并通过实际的电路设计和模拟,实现了存储和控制功能。
通过这个实验,我进一步了解了时序逻辑电路的工作原理,并且掌握了时序逻辑电路的设计和调试技巧。
实验五:计算机指令系统设计计算机指令系统是计算机的核心部分,用于控制计算机的操作和运行。
在这个实验中,我们学习了计算机指令系统的设计原理和方法,并通过实际的指令系统设计和模拟,实现了基本的指令功能。
通过这个实验,我深入了解了计算机指令系统的工作原理,并且掌握了指令系统设计的基本技巧。
实验六:计算机硬件系统设计计算机硬件系统是由多个模块组成的,包括中央处理器、存储器、输入输出设备等。
一、实验模块计算机组成原理实验二、实验标题计算机组成原理实验报告三、实验内容本次实验主要围绕计算机组成原理展开,通过实际操作和理论分析,加深对计算机硬件组成和工作原理的理解。
四、实验目的1. 理解计算机硬件的基本组成,包括CPU、内存、I/O接口等。
2. 掌握计算机各组成部分之间的数据传输和通信方式。
3. 了解计算机的基本工作原理,包括指令的执行过程和中断处理等。
4. 通过实验,提高动手能力和问题解决能力。
五、实验环境实验地点:学校机房实验设备:计算机组成原理实验箱(EL-JY-II型)实验软件:相关实验软件六、实验步骤及实验结果1. CPU实验(1)实验连线:将CPU、内存、I/O接口等设备按照实验要求进行连接。
(2)写数据:向内存写入数据,通过CPU读取数据并输出。
(3)实验结果:观察数据是否正确传输,分析CPU的工作原理。
2. 内存实验(1)实验连线:将内存与CPU、I/O接口等设备连接。
(2)往存储器写数据:向内存写入数据。
(3)从存储器读数据:从内存读取数据,观察数据是否正确。
(4)实验结果:分析内存的工作原理,验证内存读写功能。
3. I/O接口实验(1)实验连线:将I/O接口与CPU、内存等设备连接。
(2)实验步骤:通过I/O接口进行数据传输。
(3)实验结果:观察数据是否正确传输,分析I/O接口的工作原理。
4. 中断实验(1)实验连线:将中断设备与CPU、内存等设备连接。
(2)实验步骤:模拟中断发生,观察CPU如何响应中断。
(3)实验结果:分析中断处理过程,理解中断在计算机中的作用。
七、实验结果的分析与总结1. 通过本次实验,我们深入了解了计算机硬件的基本组成和工作原理,掌握了CPU、内存、I/O接口等设备的工作方式。
2. 实验过程中,我们学会了如何进行实验连线、数据传输和中断处理等操作,提高了动手能力和问题解决能力。
3. 实验结果表明,计算机硬件各部分之间协同工作,共同完成指令的执行和数据的处理。
计算机组成原理综合实验报告一、实验目的本次计算机组成原理综合实验旨在深入理解计算机组成的基本原理,通过实际操作和设计,巩固所学的理论知识,并培养实践动手能力和创新思维。
二、实验设备本次实验所使用的设备包括计算机硬件实验平台、数字逻辑实验箱、示波器、万用表等。
三、实验内容1、运算器实验设计并实现一个简单的运算器,能够完成加法、减法、乘法和除法运算。
通过实验,深入理解运算器的工作原理,包括数据的输入、运算过程和结果的输出。
2、控制器实验构建一个基本的控制器,实现指令的读取、译码和执行过程。
了解控制器如何控制计算机的各个部件协同工作,以完成特定的任务。
3、存储系统实验研究计算机的存储系统,包括主存和缓存的工作原理。
通过实验,掌握存储单元的读写操作,以及如何提高存储系统的性能。
4、输入输出系统实验了解计算机输入输出系统的工作方式,实现与外部设备的数据传输。
四、实验步骤1、运算器实验步骤(1)确定运算器的功能和架构,选择合适的逻辑器件。
(2)连接电路,实现加法、减法、乘法和除法运算的逻辑。
(3)编写测试程序,输入不同的数据进行运算,并观察结果。
2、控制器实验步骤(1)分析控制器的工作流程和指令格式。
(2)设计控制器的逻辑电路,实现指令的译码和控制信号的生成。
(3)编写测试程序,验证控制器的功能。
3、存储系统实验步骤(1)连接存储单元,设置地址线、数据线和控制线。
(2)编写读写程序,对存储单元进行读写操作,观察数据的存储和读取情况。
(3)通过改变缓存策略,观察对存储系统性能的影响。
4、输入输出系统实验步骤(1)连接输入输出设备,如键盘、显示器等。
(2)编写程序,实现数据的输入和输出。
(3)测试输入输出系统的稳定性和可靠性。
五、实验结果1、运算器实验结果通过测试程序的运行,运算器能够准确地完成加法、减法、乘法和除法运算,结果符合预期。
2、控制器实验结果控制器能够正确地译码指令,并生成相应的控制信号,使计算机各个部件按照指令的要求协同工作。
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。
计算机组成原理实验计算机组成原理实验报告1. 引言计算机组成原理实验是计算机类专业学生进行的重要实践课程之一。
通过实验,学生可以深入了解计算机系统的各个组成部分以及它们的功能和工作原理。
2. 实验目的本次实验的主要目的是探究计算机中的主要组成部分,包括中央处理器(CPU)、内存、输入输出设备以及硬盘等,并了解它们的相互连接与调度方式。
3. 实验装置和材料本实验使用了一台计算机,配备有Intel Core i7处理器、8GB 内存和500GB硬盘。
实验中还使用了键盘、鼠标和显示器等输入输出设备。
4. 实验过程及结果4.1 CPU实验在这个实验中,我们通过编写汇编语言程序来实现简单的数值运算。
实验结果显示,CPU能够根据程序逐条执行指令,并正确计算出结果。
4.2 内存实验通过编写C语言程序,我们对内存进行读写操作。
实验结果显示,内存可以正确存储和读取数据,并且能够保持数据的一致性。
4.3 输入输出设备实验在这个实验中,我们测试了键盘和鼠标的输入功能以及显示器的输出功能。
实验结果显示,输入设备能够正确识别用户的输入,而输出设备能够正确显示结果。
4.4 硬盘实验通过读写文件的操作,我们测试了硬盘的存储和检索功能。
实验结果显示,硬盘能够正确存储和读取文件,并且能够在短时间内进行大量的数据传输。
5. 结论通过本次实验,我们深入了解了计算机系统的各个组成部分以及它们的功能和工作原理。
实验结果表明,计算机的各个组件能够正常工作,并且能够协同工作以完成复杂的任务。
6. 参考文献[1] 《计算机组成原理实验指导书》[2] Smith, J.E., & Jones, P. 《Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface》. Morgan Kaufmann, 2014.。
计算机组成原理实习报告本学期我们开设了计算机组成原理这门课, 主要学习计算机的主要部件以及这些部件组成的原理和如何运行。
除了平时的课堂学习, 我们还有实验课帮助我们更好的了解这门课程。
用于我们实验的机器是TEC-XP, 它是由清华大学计算机系和清华大学科教仪器厂联合研制的适用于计算机组成原理课程的实验系统, 主要用于计算机组成原理和数字电路等的硬件教学实验, 同时还支持监控程序、汇编语言程序设计、BASIC高级语言程序设计等软件方面的教学实验。
它的功能设计和实现技术, 都紧紧地围绕着对课程教学内容的覆盖程度和所能完成的教学实验项目的质量与水平来进行安排。
其突出特点是硬、软件基本配置比较完整, 能覆盖相关课程主要教学内容, 支持的教学实验项目多且水平高。
其组成和实现的功能如图1所示。
图1.硬件实现的实际计算机系统图一.微程序实验步骤1.接通教学机电源。
2.将教学机左下方的5个拨动开关置为11010(单步、手动置指令、微程序、联机、16 位)。
3.按一下“RESET”按键。
4.通过16 位的数据开关SWH、SWL置入指令操作码。
5.在单步方式下, 通过指示灯观察各类基本指令的微码。
(1) 选择基本指令的A组指令中的ADD指令, 观察其节拍流程1) 置拨动开关SW=00000000 00000001;(表示指令ADD R0, R1 )2) 按RESET按键;指示灯Microp亮(只要选择微程序, 该灯在指令执行过程中一直亮),其它灯全灭;3) 按START按键;指示灯CI3~0、SCC3~0显示1110 0000, 微址和下址的指示灯全灭;(本拍完成公共操作0→PC.DI#=0)4) 按START按键;指示灯CI3~0、SCC3~0显示1110 0000, 微址指示灯显示0000 0001, 下址的指示灯全灭;(本拍完成公共操作PC→AR、PC+1→PC)5) 按START按键;指示灯CI3~0、SCC3~0显示1110 0000, 微址指示灯显示0000 0010, 下址的指示灯全灭;(本拍完成公共操作MEM→IR)6) 以上三步为公共操作, 其它指令同;7) 按START按键;指示灯CI3~0、SCC3~0显示0010 0000, 微址指示灯显示0000 0011, 下址的指示灯显示0000 0100;(本拍完成/MAP操作功能)8) 按START按键;指示灯CI3~0、SCC3~0显示0011 0000, 微址指示灯显示0000 0100, 下址的指示灯显示0011 0000 (本拍执行ADD指令, DR←DR+SR 操作)。
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.实验连线连线信号孔接入孔作用有效电平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 通用寄存器的读出关闭写使能,令K18(RWR )=1,按下流程分别读R0、R1、R2、R3。
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。
图2—3—1运算器数据通路图中AWR、BWR在“搭接态”由实验连接对应的二进制开关控制,“0”有效,通过【单拍】按钮产生的脉冲把总线上的数据打入,实现运算源寄存器A、暂存器B的写入操作。
四、实验内容1。
运算器功能编码表2。
3.1 ALU运算器编码表算术运算逻辑运算K15 K13 K12 K11功能K15 K13 K12 K11功能M S2 S1 S0 M S2 S1 S00 0 0 0 A+B+C 1 0 0 0 B0 0 0 1 A—B—C 1 0 0 1 /A0 0 1 0 RLC 1 0 1 0 A—10 0 1 1 RRC 1 0 1 1 A=00 1 0 0 A+B 1 1 0 0 A#B0 1 0 1 A—B 1 1 0 1 A&B0 1 1 0 RL 1 1 1 0 A+10 1 1 1 RR 1 1 1 1 A2.实验连线K23~K0置“1”,灭M23~M0控位显示灯.然后按下表要求“搭接”部件控制电路。
表2。
3.2 运算实验电路搭接表连线信号孔接入孔作用有效电平1 DRCK CLOCK 单元手动实验状态的时钟源上升沿打入2 X2K10(M10)源部件译码输入端X2三八译码八中选一低电平有效3 X1 K9(M9)源部件译码输入端X1示例1 算术运算1.运算源寄存器写流程通过I/O 单元“S7~S0”开关向累加器A 和暂存器B 置数,具体操作步骤如下:2. 运算源寄存器读流程关闭A 、B 写使能,令K18=K17=“1”,按下流程分别读A 、B 。
3. 加法与减法运算令M S2 S1 S0(K15 K13~K11=0100),为算术加,FUN 及总线单元显示A+B 的结果 令M S2 S1 S0(K15 K13~K11=0101),为算术减,FUN 及总线单元显示A -B 的结果.示例2 逻辑运算1. 运算源寄存器写流程通过“I/O 输入输出单元”开关向寄存器A 和B 置数,具体操作步骤如下:2. 运算源寄存器读流程关闭A 、B 写使能,令K17= K18=1,按下流程分别读A 、B.① 若运算控制位设为(M S2 S1 S0=1111)则F=A ,即A 内容送到数据总线。
② 若运算控制位设为(M S2 S1 S0=1000)则F=B ,即B 内容送到数据总线。
3. 逻辑运算令M S2 S1 S0(K15 K13~K11=1101),为逻辑与,FUN及总线显示A逻辑与B的结果.令M S2 S1 S0(K15 K13~K11=1100),为逻辑或,FUN及总线显示A逻辑或B的结果。
示例3 移位运算(1)A寄存器置数拨动“I/O输入输出单元”开关向移位源寄存器A置数,具体操作步骤如下:(2)A寄存器移位流程完成上流程的操作后,按表2。
3。
3改变K13、K11的状态,再按动【单拍】钮,观察A的变化。
①当K13 K11=11,每按一次【单拍】钮,A右移一位。
②当K13 K11=10,每按一次【单拍】钮,A左移一位。
③当K13 K11=01,每按一次【单拍】钮,A带进位右移一位。
④当K13 K11=00,每按一次【单拍】钮,A带进位左移一位。
实验思考:验证表2。
3 .1 ALU运算器编码表所列的运算功能。
在给定A=55h、B=77h的情况下,K23~K0置“1”,改变运算器的功能设置位M S2 S1 S0(K15 K13~K11),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。
表2。
3.4ALU运算器真值表A取反NOT A 1 0 0 1 55 77 FUN=( AA )A减1 A-1 1 0 1 0 55 77 FUN=( 54 )清零0 1 0 1 1 FUN=( 00 )逻辑或 A OR B 1 1 0 0 FUN=( 77 )逻辑与 A AND B 1 1 0 1 FUN=( 55 )A加1 A+1 1 1 1 0 FUN=(56 )取A值 A 1 1 1 1 FUN=( 55 )五、实验心得这个实现让我掌握了八位运算器的数据传输格式,并且验证运算功能发生器及进位控制的组合功能,顺利的完成了算术、逻辑、移位运算的实验,熟悉了ALU运算控制位的运用.实验3 准双向I/O口实验一、实验目的熟悉与了解准双向I/O口的构成原理。
二、实验要求掌握准双向I/O口的输入/输出特性的运用。
三、实验原理Dais-CMX08+向用户提供的是按准双向原理设计的十六位输入/输出I/O口,当该位为“1"时才能用作输入源,上电或复位(手动态按【返回】键),该十六位I/O口被置位(即为“0FFFFh”).通常情况下,在用作输入的时候就不能再有输出定义。
电路结构如图2-3—4所示.该口外接十六位二进制数据开关,适用于外部数据的输入,该口跨接十六个发光二极管和经缓冲驱动的四个七段显示,能以二进制和十六进制两种方式显示I/O口的输入输出状态。
发光管在高电平“1”时发光点亮。
图2—3-4 准双向I/O电路实验中所用的I/O口数据通路如图2—3—5所示。
I/O的输入经2片74LS245缓冲与数据总线相连,I/O口的输出由2片74LS574锁存后输出,锁存器的输入端与数据总线相连.图2—3—5 十六位I/O的数据通路四、实验内容1.实验连线连线信号孔接入孔作用有效电平1 IOCK CLOCK 单元手动实验状态的时钟来源上升沿打入2 X2K10(M10)源部件译码输入端X2 三八译码八中选一低电平有效3 X1 K9(M9)源部件译码输入端X14 X0 K8(M8)源部件译码输入端X05 XP K7(M7)源部件奇偶标志:0=偶寻址,1=奇寻址6 IOW K17(M17) I/O输出使能,本例定义到M17位低电平有效7 OP K16(M16) 目标部件奇偶标志:0=偶寻址,1=奇寻址2.搭接方式I/O的寻址定义I/O口源编址I/O口目的编址源编码I/O编址注释目的I/O编址注释K10 K9 K8 K7 K17 K16 X2 X1 X0 XP IOW OP1 0 0 0 S7~S0读0 S7~S0写1 S15~S8读 1 S15~S0写3.I/O4.I/O口偶送奇(S7~S0送S15~S8)置数S15~S8=66数据来源S15~S8写数据S7~S0=66I/O开关S15~S0置1五、实验心得通过这个实现让我彻底的掌握了准双向I/O 口的输入/输出特性的运用,并且熟悉与了解了准双向I/O 口的构成原理.实验4 地址总线组成实验一、实验目旳1. 熟悉和了解地址总线的组成结构、地址来源及集合原理。
2. 掌握程序段与数据段的寻址规则及地址部件的运用技巧。
二、实验要求通过地址形成部件实验,建立“段”概念,学会“段”运用.三、实验原理地址总线的作用是传递地址信息,输出当前数据总线上发送信息的源地址或接收信息的目的地址。
如下图所示本系统设有程序与数据两条地址总线,通过PC 计数器提供程序存储器地址,并由地址寄存器AR 传递数据存储器地址及外设地址,通过指令总线送AR 形成指令定义的内存地址。
图2-3—6 地址总线组成通路1. 8位内存地址Addr如图2—3-6所示,本系统从提高信息存取效率的角度设计存储器地址通路,按现代计算机体系结构中最为典型的分段存取理念合成存储器地址总线addr ,在指令操作“时段”(取操作码与取操作数),以当前程序指针PC 为址;遇数据与内存传递“时段”,以当前数据指针AR 为址。
addr 地址的合成通路见图2—3-6。
其寻址范围为0~0FFh 。
2. 8位外设地址Address置数 S7~S0=99 数据来源 S7~S0写数据 S15~S8=99 K17~K16=01I/O 开关 S15~S0置1如图2—3—6所示,本系统外设地址总线Address由地址锁存器AR直接提供,在P4页图1—5-1所示的XRD、XWR、ALE等外设控制信号的管理下,通过外DBUG数据总线完成外设信息由内到外或由外到内的传递.其寻址范围为0~0FF,可达256字节。
四、实验内容1.程序计数器实验图2—3-7所示的PC指针由2片161组成八位程序计数器,计数器的输入端与总线相连构成PC装载通路,计数器的输出端途经三态门缓冲分离为两条通路,其一与总线相连构成程序指针访问通路,其二与地址寄存器AR集合组成存储器地址总线。
它的清零端由中央外理器单元直控,上电时PC计数器自动清零,在手动实验中,按【返回】键亦可实现计数器的强制清零.手控“搭接”状态,本实验由下表定义PC计数器的预置与加1操作,实验中以准双向I/O部件的S7~S0为计数器预置源。