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计算机组成原理实验二

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南通大学计算机科学与技术学院课程实验报告

课程名称：计算机组成原理 年级： 上机日期：2016.5.17

姓名： 学号： 班级：

实验名称：实验2 运算器组成实验

教师： 成绩：

一、目的及要求

实验目的

1.掌握算术逻辑运算单元（ALU）的工作原理。

2.熟悉简单运算器的数据传送通路。

3.掌握8位补码加/减法运算器的设计方法。

4.掌握运算器电路的仿真测试方法。

实验任务

1．设计一个8位补码加/减法运算器

（1）参考图1，在QUARTUS II里输入原理图，设计一个8位补码加/减法运算器。

（2）创建波形文件，对该8位补码加/减法运算器进行功能仿真测试。

（3）测试通过后，封装成一个芯片。

2．设计8位运算器通路电路

参考下图2，利用实验任务1设计的8位补码加/减法运算器芯片建立运算器通路。

3．利用仿真波形，测试数据通路的正确性。

设定各控制信号的状态，完成下列操作，要求记录各控制信号的值及时序关系。

（1）在输入数据IN7~IN0上输入数据后，开启输入缓冲三态门，检查总线BUS7~BUS0上的值与IN0~IN7端输入的数据是否一致。

（2）给DR1存入55H，检查数据是否存入，请说明检查方法。

（3）给DR2存入AAH，检查数据是否存入，请说明检查方法。

（4）完成加法运算，求55H+AAH，检查运算结果是否正确，请说明检查方法。

（5）完成减法运算，分别求55H-AAH和AAH-55H，检查运算结果是否正确，请说明检查方法。

（6）求12H+34H-56H，将结果存入寄存器R0，检查运算结果是否正确，同时检查数据是否存入，请说明检查方法。

实验要求

（1）做好实验预习，掌握运算器的数据传送通路和ALU的功能特性。

（2）实验完毕，写出实验报告，内容如下：

①实验目的。

②实验电路图。

③按实验任务3的要求，填写下表，以记录各控制信号的值及时序关系。表中的序号表示各控制信号之间的时序关系。要求一个控制任务填一张表，并可用文字对有关内容进行说明。

序号 Nsw-bus nR0-BUS LDR0 LDR1 LDR2 m nalu-bus IN7~IN0 BUS7~BUS0

④仿真波形及仿真结果的分析方法、分析过程和分析结果。

⑤实验体会与小结。

二、实验平台

Quartus Ⅱ2.0

windows 8

PC机 三、电路原理图

实验参考电路如下图所示，下图（a）是1位全加器的电路原理图，图（b）是由1位全加器采用行波进位方法设计的多位补码加/减法运算器。

四、内容及步骤（包括程序流程及说明） 1．设计一个8位补码加/减法运算器

（1）参考图1，在QUARTUS II里输入原理图，设计一个8位补码加/减法运算器。

一位二进制的加减法器电路图为： （2）创建波形文件，对该8位补码加/减法运算器进行功能仿真测试。 建立波形文件，设置数值进行测试

封装为芯片，设计8位二进制的加减法器，电路图 （3）测试通过后，封装成一个芯片。

2．设计8位运算器通路电路

实验电路图

3．利用仿真波形，测试数据通路的正确性。

设定各控制信号的状态，完成下列操作，要求记录各控制信号的值及时序关系。

（1）在输入数据IN7~IN0上输入数据后，开启输入缓冲三态门，检查总线BUS7~BUS0上的值与IN0~IN7端输入的数据是否一致。

（2）开启缓冲三态门，波形图： 时序关系表为

序号 Nsw-bus nR0-BUS LDR0 LDR1 LDR2 m nalu-bus IN7~IN0 BUS7~BUS0

1 0 1 0 0 0 0 1 00H 00H

2 0 1 0 0 0 0 1 01H 01H

3 0 1 0 0 0 0 1 02H 02H

（2）给DR1存入55H，检查数据是否存入，请说明检查方法。

在DR1中存入55H，同时在DR2中存入00H，检测总线输出的数即为存入的数据，波形图： 时序关系表为：

序号 Nsw-bus nR0-BUS LDR0 LDR1 LDR2 m nalu-bus IN7~IN0 BUS7~BUS0

1 0 1 上升沿 0 0 0 1 55H 55H

2 1 1 0 上升沿 0 0 1 00H ZZH

3 0 0 上升沿 0 0 0 1 00H 00H

4 1 0 0 0 上升沿 0 1 55H ZZH

5 1 0 0 0 0 0 0 55H 55H

（3）给DR2存入AAH，检查数据是否存入，请说明检查方法。 时序关系表：

序号 Nsw-bus nR0-BUS LDR0 LDR1 LDR2 m nalu-bus IN7~IN0 BUS7~BUS0 1 0 1 上升沿 0 0 0 1 AAH AAH

2 1 1 0 上升沿 0 0 1 00H ZZH

3 0 0 上升沿 0 0 0 1 00H 00H

4 1 0 0 0 上升沿 0 1 00H ZZH

5 1 0 0 0 0 0 0 55H AAH

（4）完成加法运算，求55H+AAH，检查运算结果是否正确，请说明检查方法。

波形图： 时序图：

序号 Nsw-bus nR0-BUS LDR0 LDR1 LDR2 m nalu-bus IN7~IN0 BUS7~BUS0

1 0 0 上升沿 0 1 55

2 1 0 上升沿 0 1

3 0 0 上升沿 0 1 AA

4 1 0 上升沿 0 1

5 1 0 0 1 FF

（5）完成减法运算，分别求55H-AAH和AAH-55H，检查运算结果是否正确，请说明检查方法。

计算AA-55，波形图： 时序图：

序号 Nsw-bus nR0-BUS LDR0 LDR1 LDR2 m nalu-bus IN7~IN0 BUS7~BUS0

1 0 0 上升沿 1 1 1 55

2 1 0 上升沿 1 1 1

3 0 0 上升沿 1 1 1 AA

4 1 0 1 1 1

5 1 0 1 0 0 AB

计算55-AA，波形图： 时序图：

序号 Nsw-bus nR0-BUS LDR0 LDR1 LDR2 m nalu-bus IN7~IN0 BUS7~BUS0

1 0 0 上升沿 1 1 55

2 1 0 上升沿 1 1

3 0 0 上升沿 上升沿 1 1 AA

4 1 0 1 1

5 1 0 1 0 AB

（6）求12H+34H-56H，将结果存入寄存器R0，检查运算结果是否正确，同时检查数据是否存入，请说明检查方法。

首先计算结果，波形图：

时序图：

序号 Nsw-nR0-LDR0 LDR1 LDR2 m nalu-IN7~INBUS7~bus BUS bus 0 BUS0

1 0 0 上升沿 0 1 55

2 1 0 0 上升沿 0 1

3 0 0 上升沿 0 1 AA

4 1 0 0 上升沿 0 1

5 1 0 上升沿 0 1 46

6 1 0 0 上升沿 1 1

7 0 0 上升沿 1 1

8 1 0 0 上升沿 1 1

9 1 0 0 1 0 F0

四、问题及心得

通过这次试验，自己动手设计了8位的二进制加减法器，而且定义封装成芯片。只有多动手才会更加熟练，操作实践能力才会更高，多多上机实践操作锻炼自己的能力更重要。

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计算机组成原理实验报告

计算机组成原理实验报告

重庆理工大学

《计算机组成原理》

实 验 报 告

学 号 __***********____

姓 名 __张致远_________

专 业 __软件工程_______

学 院 _计算机科学与工程

二0一 六 年 四 月 二十三

实验一 基本运算器实验报告

一、 实验名称

基本运算器实验

二、 完成学生： 张致远 班级115030801 学号11503080109

三、 实验目的

1．了解运算器的组成结构。

2．掌握运算器的工作原理。

四、 实验原理：

两片74LS181 芯片以并/串形式构成的8位字长的运算器。右方为低4位运算芯片，左方为高4位运算芯片。低位芯片的进位输出端Cn+4与高位芯片的进位输入端Cn相连，使低4位运算产生的进位送进高4位。低位芯片的进位输入端Cn可与外来进位相连，高位芯片的进位输出到外部。

两个芯片的控制端S0～S3 和M 各自相连，其控制电平按表2.6-1。为进行双操作数运算，运算器的两个数据输入端分别由两个数据暂存器DR1、DR2（用锁存器74LS273 实现）来锁存数据。要将内总线上的数据锁存到DR1 或DR2 中，则锁存器74LS273 的控制端LDDR1

或LDDR2 须为高电平。当T4 脉冲来到的时候，总线上的数据就被锁存进DR1 或DR2 中了。

为控制运算器向内总线上输出运算结果，在其输出端连接了一个三态门（用74LS245 实现）。若要将运算结果输出到总线上，则要将三态门74LS245 的控制端ALU-B 置低电平。否则输出高阻态。数据输入单元(实验板上印有INPUT DEVICE)用以给出参与运算的数据。其中，输入开关经过一个三态门（74LS245）和内总线相连，该三态门的控制信号为SW-B，取低电平时，开关上的数据则通过三态门而送入内总线中。

总线数据显示灯（在BUS UNIT 单元中）已与内总线相连，用来显示内总线上的数据。控制信号中除T4 为脉冲信号，其它均为电平信号。

计算机组成原理与汇编实验报告

计算机组成原理与汇编实验报告

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姓名：

学号：

学院：信息科学与工程学院 . . .

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班级：

实验1 存储器实验

 实验目的

 掌握静态存储随机存储器RAM的工作特性

 掌握静态存储随机存储器RAM的读写方法

 实验设备

74LS273（一片），静态存储器MEMORY 6116（一片），与门（一片），与非门（一片），单脉冲（一片）,开关若干，灯泡若干

 实验原理

在微机系统中，常用的静态RAM 有6116、6264、62256 等。在本实验中使用的是6116。6116 为2K╳8 位的静态RAM，其逻辑图3.1如下：

图3.1 6116逻辑图 . . .

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.下载可编辑. 其中A0～10 为11 根地址线，I/O0～7 为8 根数据线，CS 为片选端，OE

为数据输出选通端，WR 为写信号端。其工作方式见下表3-1：

表3-1工作方式表

控制信号 CS OE WR 数据线

读 L L H 输入

写 L X L 输出

非选 H X X 高阻态

实验所用的半导体静态存储器电路原理如图3.2 所示，实验中的静态存储器一片6116（2K×8）构成，其数据线接至数据总线，地址线由地址锁存器（74LS273）给出。地址灯AD0—AD7 与地址线相连，显示地址线内容。数据开关经一三态门（74LS245）连至数据总线，分时给出地址和数据。 . . .

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xx大学计算机组成原理实验报告(全)

xx大学计算机组成原理实验报告(全)

上海大学计算机组成原理实验报告(全)

《计算机组成原理实验》报告一 姓名学号 时间 地点行健楼 609机房 评 阅 一． 数据传送实验

1. 实验内容及要求

在试验箱上完成以下内容:

将58H写入A寄存器。 将6BH写入W寄存器。 将C3H写入R1寄存器。

2. 实验环境

本实验箱用74HC574构成各种寄存器。

3. 实施步骤或参数

① 注视仪器，打开电源，手不要远离电源开关，随时准备关闭电源，注意各数码管、发光管的稳定性，静待10秒，确信仪器稳定、无焦糊味。

② 设置实验箱进入手动模式。

③K2接AEN,K1和K2接EX0和EX1，设置K2K1K0＝010，设置K23～K16＝01011000。 ④注视A及DBUS的发光管，按下STEP键，应看到CK灯灭、A旁的灯亮。记住看到的实际显示情况。

⑤放开STEP键，应看到CK灯亮、A寄存器显示58。记住看到的实际情况。

⑥重复上述实验步骤，在做6BH时，K2接WEN,K1和K2 接EX2和EX3，设置K2K1K0＝010，设置K23～K16＝01101011；重复上述实验步骤，在做C3H时，K2接RWR,K1和K2接SB和SA，设置K2K1K0＝001，设置K23～K16＝10100011。

⑦ 关闭实验箱电源。

4. 测试或者模拟结果

A寄存器显示58，W寄存器显示6B，R1寄存器显示C3，完成实验目的。

5. 体会

本次实验相对简单，只需要三根线便可以完成整个实验，但是，今天认识了实验箱。

124

并且在老师的带领下较为完整的认识了整个试验箱，还是很开心的，今后实验箱将是我们学习计算机组成原理的重要工具，也是我们的好朋友。

《计算机组成原理实验》报告二 姓名学号 时间 地点行健楼 609机房 评 阅 二． 运算器实验

1. 实验内容及要求

在试验箱上完成以下内容:

计算机组成原理实验报告(静态随机存储器实验)

计算机组成原理实验报告(静态随机存储器实验)

池州学院数学计算机科学系实验报告

专业: 计算机科学与技术 班级: 实验课程: 计算机组成原理

姓名: 学号: 实验室: 硬件实验室

同组同学:

实验时间: 2013年5月15日 指导教师签字: 成绩:

静态随机存储器实验

一 实验目的和要求

掌握静态随机存储器RAM工作特性及数据的读写方法。

二 实验环境

PC机一台, TD-CMA 实验系统一套

三 实验步骤及实验记录

(1)关闭实验系统电源, 按图连接实验电路, 并检查无误。 (2) 将时序与操作台单元的开关KK1 、KK3 置为运行档、开关 KK2 置为‘单步’档

(3) 将CON单元的IOR 开关置为1（使IN单元无输出）, 打开电源开关。

(4) 给存储器的 00H 地址单元中分别写入数据 11H 。由前面的存储器实验原理图可以看出, 由于数据和地址由同一个数据开关给出, 因此数据和地址要分时写入, 先写地址, 具体操作步骤为: 先关掉存储器的读写（WR=0, RD=0）, 数据开关输出地址（IOR=0 ）, 然后打开地址寄存器门控信号（LDAR=1 ）, 按动ST产生T3脉冲, 即将地址打入到 AR中。再写数据, 具体操作步骤为: 先关掉存储器的读写（WR=0, RD=0）和地址寄存器门控信号（LDAR=0 ）, 数据开关输出要写入的数据, 打开输入三态门（IOR=0 ）, 然后使存储器处于写状态（WR=1, RD=0, IOM=0）, 按动 ST产生T3脉冲, 即将数据打入到存储器中。