实验一：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. 掌握通用寄存器的构成和运用。
二、实验要求
在掌握了AX、BX运算寄存器的读写操作后，继续完成CX、DX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下图所示。由四片8位字长的74LS574组成CX（R1
R0）、DX（R3 R2）通用寄存器组。图中X2 X1 X0定义输出选通使能，SI、XP控制位为源选通选择。RXW为寄存器数据写入使能，OP、DI为目的寄存器选择。DRCK信号为寄存器写脉冲，下降沿有效。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
1 DRCK CLOCK 单元手动实验状态的时钟来源 下降沿打入
2 W K6(M6) 总线字长：1=16位字操作，0=8位字节操作
3 X2 K10(M10) 源部件定义译码端X2 三八译码
八中选一 4 X1 K9(M9) 源部件定义译码端X1
5 X0 K8(M8) 源部件定义译码端X0
6 SI K19(M19) 源寄存器编址：1=CX，0=DX，定义到M19
7 XP K7(M7) 源寄存器奇偶位：1=偶寻址，0=奇寻址
8 RXW K18(M18) 寄存器写使能，本例定义到M18位 高电平有效
9 DI K17(K17) 目标寄存器编址：1=CX，0=DX，定义到M17
10 OP K16(M16) 目标寄存器奇偶位：1=偶寻址，0=奇寻址
2. 寄存器的读写操作
① 目的通路
当RXW=1时，由DI、OP编码产生目的寄存器地址，详见下表。
表2.3.5 通用寄存器“手动／搭接”目的编码
目标使能 通用寄存器目的编址 功能说明 RXW DI OP W
DRCK
1 1 1 1 ↓ CX字写
计算机组成原理实验报告
实验报告
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A WR、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、运算器功能编码算术运算逻辑运算
K23~K0置“1”，灭M23~M0控位显⽰灯。然后按下表要求“搭接”部件控制路。
表2.3.2 运算实验电路搭接表
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（K15K13~K11=0101），为算术减，FUN及总线单元显⽰A－B的结果。
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。
《计算机组成原理》
学
生
实
验
报
告
（2011~2012学年第二学期）
专业：信息管理与信息系统
班级： A0922
学号： 10914030230
姓名： 李 斌
计算机组成原理实验指导
2
目录
实验准备 ------------------------------------------------------------------------3
实验一 运算器实验-----------------------------------------------------------7
实验二 数据通路实验-------------------------------------------------------13
实验三 微控制器实验--------------------------------------------------------18
实验四 基本模型机的设计与实现------------------------------------------22
计算机组成原理实验指导
3 实验准备
一、DVCC实验机系统硬件设备
1、运算器模块
运算器由两片74LS181 构成8位字长的ALU。它是运算器的核心。可以实现两个8位的二进制数进行多种算术或逻辑运算，具体由74181的功能控制条件M、CN、S3、S2、S1、S0来决定，见下表。两个参与运算的数分别来自于暂存器U29和U30（采用8位锁存器），运算结果直接输出到输出缓冲器U33（采用74LS245，由ALUB信号控制，ALUB=0，表示U33开通，ALUB=1，表示U33不通，其输出呈高阻），由输出缓冲器发送到系统的数据总线上，以便进行移位操作或参加下一次运算。
进位输入信号来自于两个方面：其一对运算器74LS181的进位输出/CN+4进位倒相所得CN4；其二由移位寄存器74LS299的选择参数S0、S1、AQ0、AQ7决定所得。触发器的输出QCY就是ALU结果的进位标志位。QCY为“0”，表示ALU结果没有进位，相应的指示灯CY灭；QCY为“1”，表示ALU结果有进位，相应的指示灯CY点亮。
计算机组成原理实验介绍
《计算机组成原理实验介绍》
1. 引言
嘿，你有没有想过，当你打开电脑玩游戏或者处理文档的时候，电脑内部到底在发生着什么样神奇的事情呢？就像一个神秘的黑盒子，我们只看到了它呈现出来的效果，却不太清楚里面的构造和运行机制。今天啊，咱们就来一起探索计算机组成原理实验的那些事儿，从最基础的概念到实际的应用，再到一些常见的问题，就像给这个神秘的黑盒子打开一道缝，好好地瞧一瞧里面的奥秘。在这篇文章里，我们会先讲讲计算机组成原理实验的基本概念和理论背景，然后分析它的运行机制，还会看看在生活和高端技术领域的应用，也会聊聊大家对它可能存在的误解，最后再补充一些相关知识，总结一下并且展望未来。
2. 核心原理
2.1基本概念与理论背景
计算机组成原理啊，说白了就是研究计算机到底是由哪些部分组成的，以及这些部分是怎么协同工作的这么一门学科。它的理论来源可以追溯到计算机诞生的时候，最早的那些计算机科学家们就开始琢磨怎么把一些基本的计算功能通过硬件组合起来。就好比盖房子，你得先有砖头、水泥这些基本的材料（也就是计算机的各种硬件组件），然后还得知道怎么把它们搭在一起（各组件的连接和协同工作方式）。
从发展历程来看，最开始的计算机可不像现在这么小巧玲珑、功能强大。早期的计算机那可是庞大无比，像个巨兽一样，而且功能还很单一。随着时间的推移，计算机组成的理论不断发展，各种新的组件被发明出来，它们之间的协作也变得越来越高效。比如说，从简单的算术逻辑单元，发展到现在复杂的中央处理器（CPU），这里面包含了无数科学家和工程师的智慧结晶。
2.2运行机制与过程分析
咱们先把计算机想象成一个超级大的工厂。首先是输入设备，这就像是工厂的原材料进货口。比如说你敲键盘输入信息，就相当于把原材料送进了工厂。这些原材料（数据）通过系统总线这个“传送带”，被送到了CPU这个“加工中心”。CPU呢，就像是工厂里最聪明的工程师，它能根据接收到的数据进行各种运算和处理。
