計算機組成原理實驗.ppt課件

1、2022-1-912022-1-92實驗實驗1 1 運算器實驗運算器實驗 實驗實驗3 3 數(shù)據(jù)通路實驗數(shù)據(jù)通路實驗實驗實驗2 2 存儲器實驗存儲器實驗實驗?zāi)夸泴嶒瀸嶒? 4 微程序控制實驗微程序控制實驗實驗實驗5 5 根本模型機的設(shè)計與實現(xiàn)根本模型機的設(shè)計與實現(xiàn)2022-1-93實驗一 運算器實驗 實驗?zāi)康暮鸵?實驗設(shè)備 實驗內(nèi)容 實驗步驟 實驗本卷須知2022-1-941.1 實驗?zāi)康暮鸵髮嶒災(zāi)康暮鸵?熟習(xí)實驗安裝熟習(xí)實驗安裝學(xué)習(xí)算術(shù)邏輯單元電路的構(gòu)成及其任務(wù)原理，學(xué)習(xí)算術(shù)邏輯單元電路的構(gòu)成及其任務(wù)原理，掌握運算器實驗的數(shù)據(jù)傳送通路的構(gòu)造及不同掌握運算器實驗的數(shù)據(jù)傳送通路的構(gòu)造及不同實

2、驗形狀下的各運算數(shù)據(jù)的流程。實驗形狀下的各運算數(shù)據(jù)的流程。驗證運算功能發(fā)生器驗證運算功能發(fā)生器74LS18174LS181的組合功能的組合功能 按指定的數(shù)據(jù)完成幾種指定的算術(shù)和邏輯運算按指定的數(shù)據(jù)完成幾種指定的算術(shù)和邏輯運算 2022-1-951.2 實驗設(shè)備實驗設(shè)備 JYS-4JYS-4計算機組成原理教學(xué)實驗安裝計算機組成原理教學(xué)實驗安裝排線、導(dǎo)線假設(shè)干排線、導(dǎo)線假設(shè)干2022-1-96JYS-4硬件系統(tǒng) 規(guī)劃圖2022-1-971.3 實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容 1熟習(xí)算術(shù)邏輯運算單元電路實驗原理熟習(xí)算術(shù)邏輯運算單元電路實驗原理算術(shù)邏輯運算單元電路的構(gòu)造算術(shù)邏輯運算單元電路的構(gòu)造運用運用2片片74L

3、S181以并串連方式構(gòu)成以并串連方式構(gòu)成8位字位字長長ALU，ALU輸出經(jīng)過三態(tài)門同數(shù)據(jù)總輸出經(jīng)過三態(tài)門同數(shù)據(jù)總線相連。運算器的兩輸入端的數(shù)據(jù)分別線相連。運算器的兩輸入端的數(shù)據(jù)分別由兩個鎖存器鎖存，鎖存器輸入與數(shù)據(jù)由兩個鎖存器鎖存，鎖存器輸入與數(shù)據(jù)總線相連，數(shù)據(jù)開關(guān)用來給出參與運算總線相連，數(shù)據(jù)開關(guān)用來給出參與運算的數(shù)據(jù)，經(jīng)過三態(tài)門和數(shù)據(jù)總線相連，的數(shù)據(jù)，經(jīng)過三態(tài)門和數(shù)據(jù)總線相連，數(shù)據(jù)顯示燈與數(shù)據(jù)總線相連，用來顯示數(shù)據(jù)顯示燈與數(shù)據(jù)總線相連，用來顯示數(shù)據(jù)總線內(nèi)容。實驗過程中，數(shù)據(jù)總線內(nèi)容。實驗過程中，ALU根據(jù)根據(jù)不同運算控制信號對不同運算控制信號對2個鎖存器中的二進個鎖存器中的二進制數(shù)進展算術(shù)

4、或邏輯運算。運算結(jié)果經(jīng)制數(shù)進展算術(shù)或邏輯運算。運算結(jié)果經(jīng)三態(tài)門送到數(shù)據(jù)總線。三態(tài)門送到數(shù)據(jù)總線。2022-1-981.3 實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容 1熟習(xí)算術(shù)邏輯運算單元電路實驗原理熟習(xí)算術(shù)邏輯運算單元電路實驗原理算術(shù)邏輯運算單元電路的主要控制信號算術(shù)邏輯運算單元電路的主要控制信號 算術(shù)邏輯單元電路中用到的控制信號主要有算術(shù)邏輯單元電路中用到的控制信號主要有T4、S0、S1、S2、S3、Cn、M、LDDR1、LDDR2、SW-B、ALU-B。在。在實踐運用中，只需將實踐運用中，只需將“W/R UNIT的的T4接至接至“STATE UNIT的微動開關(guān)的微動開關(guān)KK2的輸出端，按動微動開關(guān)，即可獲的輸出端

5、，按動微動開關(guān)，即可獲得實驗所需的單脈沖，其中得實驗所需的單脈沖，其中Cn、SW-B、ALU-B為低電平有效，它們是分別控制為低電平有效，它們是分別控制運算器進位、數(shù)據(jù)開關(guān)至數(shù)據(jù)總線的三運算器進位、數(shù)據(jù)開關(guān)至數(shù)據(jù)總線的三態(tài)門以及運算器輸出至數(shù)據(jù)總線三態(tài)門態(tài)門以及運算器輸出至數(shù)據(jù)總線三態(tài)門的控制信號。的控制信號。2022-1-991.3 實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容 1熟習(xí)算術(shù)邏輯運算單元電路實驗原理熟習(xí)算術(shù)邏輯運算單元電路實驗原理算術(shù)邏輯運算單元電路的主要控制信號算術(shù)邏輯運算單元電路的主要控制信號 LDDR1、LDDR2為高電平有效，它們分別為高電平有效，它們分別是運算器的是運算器的“A存放器和存放器和“

6、B存放器存放器數(shù)據(jù)鎖存控制信號，有效時當(dāng)有數(shù)據(jù)鎖存控制信號，有效時當(dāng)有T4脈沖脈沖降臨便接納數(shù)據(jù)，無效時便鎖存數(shù)據(jù)。降臨便接納數(shù)據(jù)，無效時便鎖存數(shù)據(jù)。S0、S1、S2、S3以及以及M和和Cn是運算器是運算器的運算功能控制信號，其形狀與功能見的運算功能控制信號，其形狀與功能見74LS181功能表。功能表。2022-1-910SN74181型型ALU邏輯圖及在正邏輯下功能表邏輯圖及在正邏輯下功能表功能表中功能表中 “加表示算術(shù)加，加表示算術(shù)加，“+表示邏輯加表示邏輯加S3S2S1S0正正 邏邏 輯輯M=H邏輯運算邏輯運算M=L 算術(shù)運算算術(shù)運算Cn=1Cn=0LLLL/AAA+1LLLHA+BA+

7、B(A+B)加加1LLHLABA+B(A+B)加加1LLHH“0”減減1“0”LHLLABA加加(AB)A加加(AB)加加1LHLHB(AB)加加(A+B)(AB)加加(A+B)加加1LHHLABA減減B減減1A減減BLHHHAB(AB)減減1A2022-1-911S3S2S1S0正正 邏邏 輯輯M=H邏輯運算邏輯運算M=L 算術(shù)運算算術(shù)運算 Cn=1Cn=0HLLLA+BA加加(AB)A加加(AB)加加1HLLHA BA加加BA加加B加加1HLHLB(AB)加加(A+B)(AB)加加(A+B)加加1HLHHAB(AB)減減1ABHHLL“1”A加加AA加加A加加1HHLHA+BA加加(A+B

8、)A加加(A+B)加加1HHHLA+BA加加(A+B)A加加(A+B)加加1HHHHAA減減1A2022-1-9121.3 實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容 2運算器實驗運算器實驗原理圖原理圖2022-1-9131.4 實驗步驟實驗步驟 0翻開實驗安裝，熟習(xí)實驗安裝各部分構(gòu)翻開實驗安裝，熟習(xí)實驗安裝各部分構(gòu)造和功能造和功能;練習(xí)正確的插拔線方法。練習(xí)正確的插拔線方法。 2022-1-9141.4 實驗步驟實驗步驟 1按要求翻開實驗安裝，把上述原理圖中按要求翻開實驗安裝，把上述原理圖中用到的單元電路及控制信號與實驗安裝用到的單元電路及控制信號與實驗安裝上各單元電路和相關(guān)信號控制開關(guān)等實上各單元電路和相關(guān)信號控制

9、開關(guān)等實物相對照，熟習(xí)運用和操作對象。本次物相對照，熟習(xí)運用和操作對象。本次實驗用到的一切數(shù)據(jù)開關(guān)和控制開關(guān)假實驗用到的一切數(shù)據(jù)開關(guān)和控制開關(guān)假設(shè)不在初始形狀，那么要先將其打到初設(shè)不在初始形狀，那么要先將其打到初始形狀即斷開形狀，在本安裝中，始形狀即斷開形狀，在本安裝中，開關(guān)斷開，其輸出均為高電平形狀開開關(guān)斷開，其輸出均為高電平形狀開關(guān)指示燈滅關(guān)指示燈滅2022-1-9151.4 實驗步驟實驗步驟 2按圖按圖2-2銜銜接線路，銜接線路，銜接終了后要接終了后要進展仔細檢進展仔細檢查，確保無查，確保無誤后方可通誤后方可通電實驗電實驗 2022-1-9161.4 實驗步驟實驗步驟 3用二進制數(shù)據(jù)開關(guān)

10、向用二進制數(shù)據(jù)開關(guān)向DR1(存放器存放器A)和和DR2(存放存放器器B)置運算數(shù)據(jù)，步驟如下：置運算數(shù)據(jù)，步驟如下：再次查看開關(guān)單元再次查看開關(guān)單元ALU-B開關(guān)能否處于初始形狀開關(guān)能否處于初始形狀不在初始形狀那么打到初始形狀不在初始形狀那么打到初始形狀A(yù)LU-B=1，封，封鎖鎖ALU輸出的三態(tài)門。輸出的三態(tài)門。接通接通WS-B開關(guān)，翻開數(shù)據(jù)輸入單元的三態(tài)門。開關(guān)，翻開數(shù)據(jù)輸入單元的三態(tài)門。分別向存放器分別向存放器A和存放器和存放器B置數(shù)，操作流程如圖置數(shù)，操作流程如圖封鎖數(shù)據(jù)輸入三態(tài)門，即斷開封鎖數(shù)據(jù)輸入三態(tài)門，即斷開SW-B開關(guān)開關(guān)SW-B=1 2022-1-9171.4 實驗步驟實驗步驟

11、 3用二進制數(shù)據(jù)開關(guān)向用二進制數(shù)據(jù)開關(guān)向DR1(存放器存放器A)和和DR2(存放存放器器B)置運算數(shù)據(jù)置運算數(shù)據(jù)撥動輸入單元的數(shù)據(jù)開關(guān)生成八位二進制數(shù)據(jù)X 向存放器A置 數(shù) 據(jù) ： LDDR1=1 LDDR2=0 T4= 撥 動 輸 入單 元 的 數(shù)據(jù) 開 關(guān) 生成 八 位 二進制數(shù)據(jù)Y 向存放器B置數(shù)據(jù)： LDDR1=0 LDDR2=1 T4= 2022-1-9181.4 實驗步驟實驗步驟 4驗證存放器驗證存放器A(DR1)和存放器和存放器B(DR2)中數(shù)據(jù)的正中數(shù)據(jù)的正確性，步驟如下：確性，步驟如下：封鎖數(shù)據(jù)輸入三態(tài)門封鎖數(shù)據(jù)輸入三態(tài)門(SW-B=1)，翻開，翻開ALU輸出三態(tài)輸出三態(tài)門門

12、(ALU-B=0)。當(dāng)當(dāng)S3S0、初始形狀時，控制開關(guān)均在斷開形狀，、初始形狀時，控制開關(guān)均在斷開形狀，ALU輸出存放器輸出存放器A的數(shù)據(jù)，對照總線指示燈數(shù)據(jù)。的數(shù)據(jù)，對照總線指示燈數(shù)據(jù)。只接通只接通S2和和S0控制開關(guān)控制開關(guān)(S2=0,S0=0)，其他開關(guān)，其他開關(guān)形狀不變，形狀不變，ALU輸出存放器輸出存放器B的數(shù)據(jù)，對照總線的數(shù)據(jù)，對照總線指示燈數(shù)據(jù)。指示燈數(shù)據(jù)。假設(shè)兩個存放器顯示數(shù)據(jù)與置入數(shù)據(jù)一致，闡明實假設(shè)兩個存放器顯示數(shù)據(jù)與置入數(shù)據(jù)一致，闡明實驗安裝所用到單元電路、實驗接線和操作都正確。驗安裝所用到單元電路、實驗接線和操作都正確。否那么必有實驗環(huán)節(jié)發(fā)生錯誤，必需仔細檢查分否那么必

13、有實驗環(huán)節(jié)發(fā)生錯誤，必需仔細檢查分析，找出出錯緣由。后續(xù)實驗必需在上述結(jié)果正析，找出出錯緣由。后續(xù)實驗必需在上述結(jié)果正確無誤的根底方可進展。確無誤的根底方可進展。2022-1-9191.4 實驗步驟實驗步驟 5驗證驗證74LS181的算術(shù)運算和邏輯運算功能的算術(shù)運算和邏輯運算功能(正邏正邏輯輯)，在給定存放器，在給定存放器A(DR1=X)和存放器和存放器B(DR2=Y)數(shù)據(jù)的情況下，改動運算器的功能，數(shù)據(jù)的情況下，改動運算器的功能，察看運算器的輸出，把相關(guān)功能下的輸出結(jié)果填察看運算器的輸出，把相關(guān)功能下的輸出結(jié)果填入表入表2-2，并做出實際分析和比較，驗證明驗的，并做出實際分析和比較，驗證明驗

14、的正確性。正確性。2022-1-920表2-2 運算器實驗數(shù)據(jù)記錄表 2022-1-9211.5 實驗本卷須知實驗本卷須知 1全部接好線并檢查無誤方可通電，嚴(yán)禁帶電插拔全部接好線并檢查無誤方可通電，嚴(yán)禁帶電插拔排線；排線；2每組實驗數(shù)據(jù)不能完全一樣，做好實驗數(shù)據(jù)記錄；每組實驗數(shù)據(jù)不能完全一樣，做好實驗數(shù)據(jù)記錄；3根據(jù)實驗內(nèi)容寫出實驗報告；根據(jù)實驗內(nèi)容寫出實驗報告；2022-1-922實驗一實驗一 運算器實驗運算器實驗 實驗二實驗二 進位運算和移位運算實驗進位運算和移位運算實驗實驗四實驗四 數(shù)據(jù)通路實驗數(shù)據(jù)通路實驗實驗三實驗三 存儲器實驗存儲器實驗實驗?zāi)夸?022-1-923實驗二 進位運算和移

15、位運算實驗 實驗?zāi)康暮鸵?實驗設(shè)備 實驗內(nèi)容 實驗步驟 實驗本卷須知2022-1-9242.1 實驗?zāi)康暮鸵髮嶒災(zāi)康暮鸵?驗證待進位控制的算術(shù)運算功能發(fā)生器的進位驗證待進位控制的算術(shù)運算功能發(fā)生器的進位功能功能 驗證移位控制的組合功能驗證移位控制的組合功能 2022-1-9252.2 實驗設(shè)備實驗設(shè)備 JYS-4JYS-4計算機組成原理教學(xué)實驗安裝計算機組成原理教學(xué)實驗安裝排線、導(dǎo)線假設(shè)干排線、導(dǎo)線假設(shè)干2022-1-9262.3 實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容 1進位計算實驗原理進位計算實驗原理進位控制單元電路是在算術(shù)邏輯運算單元根進位控制單元電路是在算術(shù)邏輯運算單元根底上添加進位控制部分構(gòu)成的單元

16、電路，底上添加進位控制部分構(gòu)成的單元電路，其作用是驗證運算器在進展運算的過程其作用是驗證運算器在進展運算的過程中能否產(chǎn)生進位，并將結(jié)果用指示燈顯中能否產(chǎn)生進位，并將結(jié)果用指示燈顯示出來示出來進位控制單元電路構(gòu)造原理如圖進位控制單元電路構(gòu)造原理如圖3-1，進位，進位控制單元電路以算術(shù)邏輯運算單元電路控制單元電路以算術(shù)邏輯運算單元電路為根底，具有算術(shù)邏輯運算單元一切控為根底，具有算術(shù)邏輯運算單元一切控制信號，為控制進位鎖存器，添加了制信號，為控制進位鎖存器，添加了AR控制信號，當(dāng)該信號處于低電平，同時控制信號，當(dāng)該信號處于低電平，同時發(fā)送發(fā)送T4信號，信號，ALU進位被鎖存在鎖存器進位被鎖存在鎖存

17、器中中 進位控制單元電路的數(shù)據(jù)通路進位控制單元電路的數(shù)據(jù)通路 2022-1-927圖圖3-1進位控制單進位控制單元電路構(gòu)造元電路構(gòu)造原理圖原理圖2022-1-9282.3 實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容 2移位運算實驗原理移位運算實驗原理移位運算單元電路是運算器單元電路中擔(dān)任移位運算單元電路是運算器單元電路中擔(dān)任完成二進制數(shù)的邏輯左移、邏輯右移、完成二進制數(shù)的邏輯左移、邏輯右移、算術(shù)左移、算術(shù)右移的器件及其挪動控算術(shù)左移、算術(shù)右移的器件及其挪動控制操作電路來實現(xiàn)的制操作電路來實現(xiàn)的 移位運算構(gòu)造如圖移位運算構(gòu)造如圖3-3，運用一片，運用一片74LS299作為移位發(fā)生器，其八位輸入作為移位發(fā)生器，其八位輸入/

18、輸出端以輸出端以排針方式和總線單元電路銜接。排針方式和總線單元電路銜接。299-B信號控制使能端，信號控制使能端，T4時序為時鐘脈沖，時序為時鐘脈沖，實驗時將讀寫單元的實驗時將讀寫單元的T4接至形狀單元的接至形狀單元的KK2脈沖發(fā)生器，由脈沖發(fā)生器，由S0 S1 M信號控制信號控制功能形狀，其列表功能形狀，其列表3-1經(jīng)過控制信號，改動單元功能。每運用一次經(jīng)過控制信號，改動單元功能。每運用一次T4信號，產(chǎn)生一次移位運算信號，產(chǎn)生一次移位運算 2022-1-929表表3-1 移位控制功能表移位控制功能表2022-1-930圖圖3-3移位運算構(gòu)移位運算構(gòu)造圖造圖2022-1-9312.4 實驗步驟

19、實驗步驟 1進位計算實驗步驟進位計算實驗步驟1按圖按圖3-2銜接實驗線路，銜接終了仔細檢查銜接實驗線路，銜接終了仔細檢查無誤后通電無誤后通電 2022-1-9322.4 實驗步驟實驗步驟 1進位計算實驗步驟進位計算實驗步驟2從輸入單元電路向存放器從輸入單元電路向存放器A和存放器和存放器B置數(shù)，置數(shù)，步驟為：封鎖步驟為：封鎖ALU輸出三態(tài)門輸出三態(tài)門,開啟輸開啟輸入三態(tài)門，要向入三態(tài)門，要向DR1存放器中輸入存放器中輸入01010101，先將數(shù)據(jù)開關(guān)置，先將數(shù)據(jù)開關(guān)置01010101，將將LDDR1置置1，LDDR2置置0，按，按KK2發(fā)送發(fā)送T4脈沖，數(shù)據(jù)脈沖，數(shù)據(jù)01010101便送入存放器

20、便送入存放器A中。再將數(shù)據(jù)開關(guān)置中。再將數(shù)據(jù)開關(guān)置10101010，將，將LDDR1置置0，LDDR2置置1，按，按KK2發(fā)送發(fā)送T4脈沖，數(shù)據(jù)脈沖，數(shù)據(jù)10101010便送入存放器便送入存放器B中。中。 2022-1-9332.4 實驗步驟實驗步驟 1進位計算實驗步驟進位計算實驗步驟3進位標(biāo)志位清零進位標(biāo)志位清零 ，清零的方法是，將，清零的方法是，將S3 S2 S1 S0 M的形狀置為的形狀置為0 0 0 0 0，AR形狀形狀置為置為0要留意的是清零時要留意的是清零時DR1存放器中存放器中的數(shù)不能等于的數(shù)不能等于FF。然后按動微動開關(guān)。然后按動微動開關(guān)KK2。 。 2022-1-9342.4

21、 實驗步驟實驗步驟 1進位計算實驗步驟進位計算實驗步驟4驗證帶進位運算及進位鎖存功能驗證帶進位運算及進位鎖存功能 ，實驗運，實驗運用加法運算來驗證。首先向用加法運算來驗證。首先向DR1、DR2置數(shù)，并將進位標(biāo)志位清零。然后使置數(shù)，并將進位標(biāo)志位清零。然后使ALU-B=0，S3 S2 S1 S0 M形狀為形狀為 1 0 0 1 0，此時將數(shù)據(jù)顯示燈上顯示的數(shù)據(jù)位，此時將數(shù)據(jù)顯示燈上顯示的數(shù)據(jù)位DR1、DR2加當(dāng)前進位標(biāo)志位，這個結(jié)加當(dāng)前進位標(biāo)志位，這個結(jié)果能否產(chǎn)生進位，那么要按動微動開關(guān)果能否產(chǎn)生進位，那么要按動微動開關(guān)KK2，假設(shè)進位標(biāo)志燈亮，表示無進位；，假設(shè)進位標(biāo)志燈亮，表示無進位；反之，

22、那么表示有進位反之，那么表示有進位 。 2022-1-9352.4 實驗步驟實驗步驟 2移位運算實驗步驟移位運算實驗步驟1按圖按圖3-4銜接線路，將銜接線路，將“W/R UNIT的的T4接至接至“STATE UNIT的的KK2。ALU UNIT的的AUJ1銜接至銜接至BUS UNIT再接到再接到INPUT UNIT的的SWJ3，299-B S1 S0 M接到接到SWITCH UNIT相應(yīng)接口。銜接終了檢查無誤后接通相應(yīng)接口。銜接終了檢查無誤后接通電源電源 。 2022-1-9362.4 實驗步驟實驗步驟 2移位運算實驗步驟移位運算實驗步驟2置數(shù)：將數(shù)據(jù)輸入單元的數(shù)據(jù)開關(guān)置成置數(shù)：將數(shù)據(jù)輸入單元

23、的數(shù)據(jù)開關(guān)置成01101011形狀，然后將形狀，然后將SW-B置為置為0。要置數(shù)時將要置數(shù)時將S0置成置成1，S1置成置成1，此時，此時74LS299處于裝數(shù)形狀，按動微動開處于裝數(shù)形狀，按動微動開關(guān)關(guān)KK2發(fā)送發(fā)送T4信號，數(shù)據(jù)裝入后再將信號，數(shù)據(jù)裝入后再將SW-B置為置為1。移位操作：參照表移位操作：參照表3-1改動改動S0 S1 M 299-B 形狀，按動微動開關(guān)形狀，按動微動開關(guān)KK2，就可察看移，就可察看移位結(jié)果。在實驗過程中，每按動一次位結(jié)果。在實驗過程中，每按動一次KK2鍵，顯示燈顯示數(shù)據(jù)就挪動一位鍵，顯示燈顯示數(shù)據(jù)就挪動一位 。 2022-1-9372.5 實驗本卷須知實驗本卷

24、須知 1全部接好線并檢查無誤方可通電，嚴(yán)禁帶電插拔全部接好線并檢查無誤方可通電，嚴(yán)禁帶電插拔排線；排線；2每組實驗數(shù)據(jù)不能完全一樣，做好實驗數(shù)據(jù)記錄；每組實驗數(shù)據(jù)不能完全一樣，做好實驗數(shù)據(jù)記錄；3根據(jù)實驗內(nèi)容寫出實驗報告；根據(jù)實驗內(nèi)容寫出實驗報告；2022-1-938實驗一實驗一 運算器實驗運算器實驗 實驗二實驗二 進位運算和移位運算實驗進位運算和移位運算實驗實驗四實驗四 數(shù)據(jù)通路實驗數(shù)據(jù)通路實驗實驗三實驗三 存儲器實驗存儲器實驗實驗?zāi)夸?022-1-939實驗三 存儲器實驗 實驗?zāi)康暮鸵?實驗設(shè)備 實驗內(nèi)容 實驗步驟 實驗本卷須知2022-1-9403.1 實驗?zāi)康暮鸵髮嶒災(zāi)康暮鸵?掌

25、握靜態(tài)隨機存儲器掌握靜態(tài)隨機存儲器61166116的任務(wù)原理及數(shù)的任務(wù)原理及數(shù)據(jù)的讀寫方法據(jù)的讀寫方法 2022-1-9413.2 實驗設(shè)備實驗設(shè)備 JYS-4JYS-4計算機組成原理教學(xué)實驗安裝計算機組成原理教學(xué)實驗安裝排線、導(dǎo)線假設(shè)干排線、導(dǎo)線假設(shè)干示波器一臺示波器一臺2022-1-9423.3 實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容 1存儲器實驗原理存儲器實驗原理實驗所用的靜態(tài)存儲器原理如圖實驗所用的靜態(tài)存儲器原理如圖4-1，存儲，存儲器由一片器由一片61162K*8構(gòu)成，其數(shù)據(jù)線構(gòu)成，其數(shù)據(jù)線接至數(shù)據(jù)總線，地址線由地址鎖存器給接至數(shù)據(jù)總線，地址線由地址鎖存器給出。數(shù)據(jù)開關(guān)經(jīng)三態(tài)門連至數(shù)據(jù)總線，出。數(shù)據(jù)開關(guān)經(jīng)

26、三態(tài)門連至數(shù)據(jù)總線，分時給出地址和數(shù)據(jù)。因地址存放器為分時給出地址和數(shù)據(jù)。因地址存放器為8位，接入位，接入6116的地址的地址A7-A0，而高三位，而高三位A8-A10接地，所以其實踐容量為接地，所以其實踐容量為256字字節(jié)。節(jié)。6116有有3個控制線：個控制線：CE片選，片選，OE讀控制，讀控制，WE寫控制寫控制 2022-1-9433.3 實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容 1存儲器實驗原理存儲器實驗原理當(dāng)片選信號有效當(dāng)片選信號有效CE=0時，時，OE=0時進時進展讀操作本電路中，展讀操作本電路中，OE接地，只需片接地，只需片選信號選信號CE=0有效，不在寫形狀就在讀形有效，不在寫形狀就在讀形狀，狀，CE=

27、0，WE=1時進展寫操作，其時進展寫操作，其寫時間與寫時間與T3脈沖寬度一致。實驗時將脈沖寬度一致。實驗時將T3脈沖接至?xí)r序電路模塊的脈沖接至?xí)r序電路模塊的TS3插孔中，插孔中，其脈寬可調(diào)，其他電平控制信號由其脈寬可調(diào)，其他電平控制信號由“SWITCH UNIT單元的二進制開關(guān)模單元的二進制開關(guān)模擬，其中擬，其中SW-B為低電平有效，為低電平有效，LDAR為為高效電平有效高效電平有效 2022-1-9443.3 實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容 2實驗原實驗原理圖理圖2022-1-9453.4 實驗步驟實驗步驟 1構(gòu)成時鐘脈信號構(gòu)成時鐘脈信號T3，操作步驟如下，操作步驟如下 接通電源，接入示波器方波信號源輸出

28、孔接通電源，接入示波器方波信號源輸出孔H24，調(diào)理電位器，調(diào)理電位器W1，使，使H24端輸出實端輸出實驗期望頻率方波。驗期望頻率方波。將時序電路模塊的將時序電路模塊的和和H23排針相連。排針相連。將時序電路模塊將時序電路模塊“STOP開關(guān)置為開關(guān)置為“RUN形狀，形狀，“STEP開關(guān)置為開關(guān)置為“EXEC形狀，按動微動開關(guān)形狀，按動微動開關(guān)START，T3輸出延續(xù)方波信號，調(diào)理電位器輸出延續(xù)方波信號，調(diào)理電位器W，用示波器察看，使用示波器察看，使T3輸出實驗要求脈沖輸出實驗要求脈沖信號。當(dāng)信號。當(dāng)“STOP開關(guān)置為開關(guān)置為“RUN形形狀，狀，“STEP開關(guān)置為開關(guān)置為“STEP形狀形狀時，每按

29、動一次微動開關(guān)時，每按動一次微動開關(guān)START，那么，那么T3輸出一個單脈沖，其脈沖寬度與延續(xù)輸出一個單脈沖，其脈沖寬度與延續(xù)方式一樣。方式一樣。封鎖電源。封鎖電源。 2022-1-9463.4 實驗步驟實驗步驟 2按圖按圖4-2銜接實驗線路，檢查無誤后接通銜接實驗線路，檢查無誤后接通電源電源 2022-1-9473.4 實驗步驟實驗步驟 3存儲器的存儲器的00,01,02,03,04地址單元中分別地址單元中分別寫入數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)11,12,13,14,15, 操作步驟如下操作步驟如下 2022-1-9483.4 實驗步驟實驗步驟 4將存儲器的將存儲器的00,01,02,03,04地址單元數(shù)據(jù)讀

30、出，地址單元數(shù)據(jù)讀出，察看上述各單元內(nèi)容能否與前面寫入一致察看上述各單元內(nèi)容能否與前面寫入一致 , 操操作步驟如下以從作步驟如下以從0號單元讀出數(shù)據(jù)為例號單元讀出數(shù)據(jù)為例 2022-1-9493.5 實驗本卷須知實驗本卷須知 1全部接好線并檢查無誤方可通電，嚴(yán)禁帶電插拔全部接好線并檢查無誤方可通電，嚴(yán)禁帶電插拔排線；排線；2每組實驗數(shù)據(jù)不能完全一樣，做好實驗數(shù)據(jù)記錄；每組實驗數(shù)據(jù)不能完全一樣，做好實驗數(shù)據(jù)記錄；3根據(jù)實驗內(nèi)容寫出實驗報告；根據(jù)實驗內(nèi)容寫出實驗報告；2022-1-950實驗一實驗一 運算器實驗運算器實驗 實驗二實驗二 進位運算和移位運算實驗進位運算和移位運算實驗實驗四實驗四 數(shù)據(jù)

31、通路實驗數(shù)據(jù)通路實驗實驗三實驗三 存儲器實驗存儲器實驗實驗?zāi)夸?022-1-951實驗四 數(shù)據(jù)通路實驗 實驗?zāi)康暮鸵?實驗設(shè)備 實驗內(nèi)容 實驗步驟 實驗本卷須知2022-1-9524.1 實驗?zāi)康暮鸵髮嶒災(zāi)康暮鸵?在在JYS-4JYS-4實驗安裝上模擬計算機最根本的任務(wù)實驗安裝上模擬計算機最根本的任務(wù)過程，打通過程，打通“鍵盤、鍵盤、“CPUCPU、“RAMRAM之間之間的數(shù)據(jù)通路的數(shù)據(jù)通路 。掌握計算機的數(shù)據(jù)通路組成及其任務(wù)原理掌握計算機的數(shù)據(jù)通路組成及其任務(wù)原理 2022-1-9534.2 實驗設(shè)備實驗設(shè)備 JYS-4JYS-4計算機組成原理教學(xué)實驗安裝計算機組成原理教學(xué)實驗安裝排線

32、、導(dǎo)線假設(shè)干排線、導(dǎo)線假設(shè)干2022-1-9544.3 實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容 1數(shù)據(jù)通路實驗原理數(shù)據(jù)通路實驗原理該實驗實踐是上述實驗一與實驗三的綜合實該實驗實踐是上述實驗一與實驗三的綜合實驗。把驗。把JYS-4實驗安裝上的實驗安裝上的INPUT DEVICE、SWITCH UNIT、SIGNAL UNIT、STATE UNIT、ALU UNIT、MAIN MEM、ADDRESS UNIT、BUS UNIT、W/R UNIT、OUTPUT DEVICE等單元電路銜接起來，構(gòu)成一個最根本等單元電路銜接起來，構(gòu)成一個最根本的計算機系統(tǒng)，以模擬計算機的實踐任的計算機系統(tǒng)，以模擬計算機的實踐任務(wù)過程。電路構(gòu)

33、成也是運算器實驗和存務(wù)過程。電路構(gòu)成也是運算器實驗和存儲器實驗電路的綜合，如圖儲器實驗電路的綜合，如圖5-12022-1-955圖5-1數(shù)據(jù)通路實驗原理圖 2022-1-9564.3 實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容 1數(shù)據(jù)通路實驗原理數(shù)據(jù)通路實驗原理在本安裝開關(guān)單元里，在本安裝開關(guān)單元里，LDDR1與與CE、LDDR2與與WE分別共用一個控制開關(guān)，分別共用一個控制開關(guān)，在前面實驗中，這兩個開關(guān)不矛盾。但在前面實驗中，這兩個開關(guān)不矛盾。但本實驗里，這四個控制信號都用到，因本實驗里，這四個控制信號都用到，因此產(chǎn)生矛盾，為處理這個問題，規(guī)定在此產(chǎn)生矛盾，為處理這個問題，規(guī)定在本實驗接線時，堅持圖本實驗接線時，堅持

34、圖2-2接線不變，將接線不變，將圖圖4-2中存儲器單元的片選信號中存儲器單元的片選信號(CE)輸入輸入端銜接至開關(guān)單元里的端銜接至開關(guān)單元里的AR控制端，同時控制端，同時將寫存儲器控制信號將寫存儲器控制信號(WE)輸入端銜接至輸入端銜接至開關(guān)單元里的開關(guān)單元里的SWA輸。如有其他信號沖輸。如有其他信號沖突，可用類似方法處理突，可用類似方法處理 2022-1-9574.4 實驗步驟實驗步驟 1接線前的預(yù)備、實驗電路的接線程序參接線前的預(yù)備、實驗電路的接線程序參見實驗一和實驗三。見實驗一和實驗三。 2從輸入單元電路輸入四個八位二進制數(shù)從輸入單元電路輸入四個八位二進制數(shù)據(jù)，并存入存儲器單元據(jù)，并存入

35、存儲器單元(四個數(shù)據(jù)及四個四個數(shù)據(jù)及四個存放數(shù)據(jù)的內(nèi)存單元地址由各組定義，存放數(shù)據(jù)的內(nèi)存單元地址由各組定義，但要求不能與其它組定義的數(shù)據(jù)一樣但要求不能與其它組定義的數(shù)據(jù)一樣) 2022-1-9584.4 實驗步驟實驗步驟 3從內(nèi)存單元取出兩組八位二進制分別送從內(nèi)存單元取出兩組八位二進制分別送入入DR1和和DR2，并進展四種不同的算術(shù)，并進展四種不同的算術(shù)運算，并把不同算術(shù)運算的結(jié)果保管在運算，并把不同算術(shù)運算的結(jié)果保管在存儲器單元里存儲器單元里4再從內(nèi)存單元里取出剩下的兩個原始數(shù)再從內(nèi)存單元里取出剩下的兩個原始數(shù)據(jù)分別送入據(jù)分別送入DR1和和DR2，并進展四種不，并進展四種不同的邏輯運算，并把

36、不同邏輯運算結(jié)果同的邏輯運算，并把不同邏輯運算結(jié)果存入存儲器單元里存入存儲器單元里5分別從存儲器單元讀出算術(shù)運算和邏輯分別從存儲器單元讀出算術(shù)運算和邏輯運算的結(jié)果，并進展實際分析其正確性運算的結(jié)果，并進展實際分析其正確性 2022-1-9594.5 實驗本卷須知實驗本卷須知 1全部接好線并檢查無誤方可通電，嚴(yán)禁帶電插拔全部接好線并檢查無誤方可通電，嚴(yán)禁帶電插拔排線；排線；2每組實驗數(shù)據(jù)不能完全一樣，做好實驗數(shù)據(jù)記錄；每組實驗數(shù)據(jù)不能完全一樣，做好實驗數(shù)據(jù)記錄；3根據(jù)實驗內(nèi)容寫出實驗報告；根據(jù)實驗內(nèi)容寫出實驗報告；2022-1-960實驗一實驗一 運算器實驗運算器實驗 實驗二實驗二 進位運算和移

37、位運算實驗進位運算和移位運算實驗實驗四實驗四 數(shù)據(jù)通路實驗數(shù)據(jù)通路實驗實驗三實驗三 存儲器實驗存儲器實驗實驗?zāi)夸泴嶒炍鍖嶒炍?微程序控制實驗微程序控制實驗實驗六實驗六 根本模型機的設(shè)計與實現(xiàn)根本模型機的設(shè)計與實現(xiàn)2022-1-961實驗五 微控制器實驗 實驗?zāi)康暮鸵?實驗設(shè)備 實驗內(nèi)容 實驗步驟 實驗本卷須知2022-1-9625.1 實驗?zāi)康暮鸵髮嶒災(zāi)康暮鸵?掌握時序產(chǎn)生器的組成原理掌握時序產(chǎn)生器的組成原理掌握微程序控制器的組成原理掌握微程序控制器的組成原理掌握微程序的編制、寫入，察看微程序掌握微程序的編制、寫入，察看微程序的運轉(zhuǎn)的運轉(zhuǎn)2022-1-9635.2 實驗設(shè)備實驗設(shè)備 JY

38、S-4JYS-4計算機組成原理教學(xué)實驗安裝計算機組成原理教學(xué)實驗安裝排線、導(dǎo)線假設(shè)干排線、導(dǎo)線假設(shè)干2022-1-9645.3 實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容 1 實驗原理實驗原理1微程序控制器任務(wù)微程序控制器任務(wù)原理原理微程序控制器是根據(jù)微微程序控制器是根據(jù)微地址存放器指向的微地址存放器指向的微代碼地址，把預(yù)先存代碼地址，把預(yù)先存儲在微程序控制存儲儲在微程序控制存儲器里面的微代碼，在器里面的微代碼，在時序電路的控制下，時序電路的控制下，經(jīng)過指令譯碼器解釋經(jīng)過指令譯碼器解釋成各單元電路的控制成各單元電路的控制信號，以協(xié)調(diào)整機任信號，以協(xié)調(diào)整機任務(wù)的單元電路務(wù)的單元電路 2022-1-9655.3 實驗內(nèi)容實

39、驗內(nèi)容 時序電路時序電路 實驗所用的時序電路原理如圖實驗所用的時序電路原理如圖5-15-1所示，可產(chǎn)生所示，可產(chǎn)生4 4個等間個等間隔的時序信號隔的時序信號TS1-TS4TS1-TS4，為時鐘信號，由實驗臺為時鐘信號，由實驗臺左上方的方波信號源提供，左上方的方波信號源提供，可產(chǎn)生頻率及脈沖寬度可可產(chǎn)生頻率及脈沖寬度可調(diào)的方波信號調(diào)的方波信號 。當(dāng)當(dāng)STEPSTEP開關(guān)為開關(guān)為EXECEXEC時，按下啟時，按下啟動鍵，時序信號動鍵，時序信號TS1-TS4TS1-TS4將周而復(fù)始地發(fā)送出去。將周而復(fù)始地發(fā)送出去。當(dāng)當(dāng)STEPSTEP為為STEPSTEP時，按下啟時，按下啟動鍵，機器便處于單步運動鍵

40、，機器便處于單步運轉(zhuǎn)形狀，此時只發(fā)送一個轉(zhuǎn)形狀，此時只發(fā)送一個CPUCPU周期的時序信號就停周期的時序信號就停機。利用單步方式，每次機。利用單步方式，每次只讀一條微指令，可察看只讀一條微指令，可察看微指令的代碼與當(dāng)前微指微指令的代碼與當(dāng)前微指令的執(zhí)行結(jié)果令的執(zhí)行結(jié)果 2022-1-9665.3 實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容 2微程序控制器單元電路微程序控制器單元電路 微程序控制電路的組成如圖微程序控制電路的組成如圖5-2，其中控制存，其中控制存儲器采用儲器采用3片片2816的的E2PROM，具有斷電，具有斷電維護功能，微指令存放器維護功能，微指令存放器18位，用兩片位，用兩片8D觸發(fā)器觸發(fā)器(273)和一

41、片和一片4D(175)觸發(fā)器組成。觸發(fā)器組成。微地址存放器微地址存放器6位，用三片正沿觸發(fā)的雙位，用三片正沿觸發(fā)的雙D觸發(fā)器觸發(fā)器(74)組成組成 。實驗中設(shè)有一個編程開關(guān)實驗中設(shè)有一個編程開關(guān)(位于實驗板右上方位于實驗板右上方)，它具有三種形狀：它具有三種形狀：PROM(編程編程)、READ(校驗校驗)、RUN(運轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)) 。“編程形狀編程形狀時，可根據(jù)微地址和微指令格式將微指時，可根據(jù)微地址和微指令格式將微指令二進制代碼寫入到控制存儲器令二進制代碼寫入到控制存儲器2816E2PROM中。中。 “校驗形狀時，可校驗形狀時，可對寫入控制存儲器中的二進制代碼進展驗對寫入控制存儲器中的二進制代碼進

42、展驗證。證?！斑\轉(zhuǎn)形狀時，給出微程序的入口運轉(zhuǎn)形狀時，給出微程序的入口微地址，可根據(jù)微程序流程圖自動執(zhí)行微微地址，可根據(jù)微程序流程圖自動執(zhí)行微程序。程序。2022-1-9672022-1-9685.3 實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容 (3) (3) 微指令格式微指令格式 ，微指令長共，微指令長共2424位，其控制位順序位，其控制位順序表表5-15-12022-1-9695.3 實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容 4指令譯碼電路的原理指令譯碼電路的原理 uA5-uA0為為6位后續(xù)的微地址，位后續(xù)的微地址，A,B,C三個譯三個譯碼字段，分別由三個控制位譯碼出多位。碼字段，分別由三個控制位譯碼出多位。C字段中的字段中的P(1)-P

43、(4)是四個測試字位。其功能是四個測試字位。其功能是根據(jù)機器指令及相應(yīng)微代碼進展譯碼，是根據(jù)機器指令及相應(yīng)微代碼進展譯碼，使微程序轉(zhuǎn)入相應(yīng)的微地址入口，從而實使微程序轉(zhuǎn)入相應(yīng)的微地址入口，從而實現(xiàn)微程序中的順序、分支、循環(huán)進展，其現(xiàn)微程序中的順序、分支、循環(huán)進展，其原理如圖原理如圖5-3所示，圖中所示，圖中I7-I2為指令存放為指令存放器的第器的第7-2位輸出，位輸出，SE5-SE1為微程序控為微程序控制器單元微地址鎖存器的強置端輸出制器單元微地址鎖存器的強置端輸出 。2022-1-970圖5-3 C字段譯碼原理圖2022-1-9715.4 實驗步驟實驗步驟 1編制微程序，圖編制微程序，圖5-

44、5為幾條機器指令對應(yīng)為幾條機器指令對應(yīng)的參考微程序流程圖，將全部微程序按的參考微程序流程圖，將全部微程序按微指令格式變成二進制代碼微指令格式變成二進制代碼 2022-1-9722022-1-973圖5-5 微程序流程圖2022-1-9745.4 實驗步驟實驗步驟 2根據(jù)上述微程序流程圖，將其微命令轉(zhuǎn)根據(jù)上述微程序流程圖，將其微命令轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的二進制代碼如下表換成相應(yīng)的二進制代碼如下表5-2。其內(nèi)。其內(nèi)容本質(zhì)即為可運轉(zhuǎn)的微程序容本質(zhì)即為可運轉(zhuǎn)的微程序2022-1-9755.4 實驗步驟實驗步驟 3實驗線路銜接實驗線路銜接 2022-1-9762022-1-9775.4 實驗步驟實驗步驟 4微程序

45、的寫入與運轉(zhuǎn)微程序的寫入與運轉(zhuǎn) 編程編程將編程開關(guān)置為將編程開關(guān)置為PROM(編程編程)形狀。形狀。將實驗板將實驗板“STEP開關(guān)置開關(guān)置“STEP形狀，形狀，“STOP開關(guān)置開關(guān)置“RUN形狀形狀用二進制模擬開關(guān)置微地址用二進制模擬開關(guān)置微地址MA5-MA0。在在MK24-MK1開關(guān)上置微代碼，開關(guān)上置微代碼，24位開關(guān)位開關(guān)對應(yīng)對應(yīng)24位顯示燈，位顯示燈，開關(guān)置為開關(guān)置為“0時燈亮，開關(guān)置為時燈亮，開關(guān)置為“1時燈時燈滅。滅。啟動時序電路啟動時序電路(按動自動按鈕按動自動按鈕“START),即將微代碼寫入到即將微代碼寫入到2816EPROM的相應(yīng)的相應(yīng)地址對應(yīng)的單元中。地址對應(yīng)的單元中。反

46、復(fù)反復(fù)-步驟，將表步驟，將表6-2的微代碼寫入的微代碼寫入2816EPROM 2022-1-9785.4 實驗步驟實驗步驟 4微程序的寫入與運轉(zhuǎn)微程序的寫入與運轉(zhuǎn) 校驗校驗將編程開關(guān)設(shè)置為將編程開關(guān)設(shè)置為READ(校驗校驗)形狀。形狀。將實驗板將實驗板“STEP開關(guān)置開關(guān)置“STEP形狀，形狀，“STOP開關(guān)置開關(guān)置“RUN形狀形狀用二進制開關(guān)置好微地址用二進制開關(guān)置好微地址MA5-MA0。按動按動“START鍵，啟動時序電路，讀出鍵，啟動時序電路，讀出微代碼，察看顯示燈微代碼，察看顯示燈MD24-MD1的形狀的形狀( 燈亮為燈亮為“0，滅為，滅為“1),檢查讀出的微檢查讀出的微代碼能否與寫入

47、的一樣。假設(shè)不同，那么代碼能否與寫入的一樣。假設(shè)不同，那么將開關(guān)置于將開關(guān)置于PROM編程形狀，重新執(zhí)行編程形狀，重新執(zhí)行“編程即可編程即可反復(fù)、步驟，直至把需求校驗的內(nèi)容反復(fù)、步驟，直至把需求校驗的內(nèi)容都校驗完成為止都校驗完成為止 2022-1-9795.4 實驗步驟實驗步驟 4微程序的寫入與運轉(zhuǎn)微程序的寫入與運轉(zhuǎn) 單步運轉(zhuǎn)單步運轉(zhuǎn)將編程開關(guān)置于將編程開關(guān)置于“RUN(運轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn))形狀。形狀。實驗板的實驗板的“STEP及及“STOP開關(guān)堅持開關(guān)堅持原狀。原狀。按動按動CLR開關(guān)使開關(guān)使CLR信號信號101。微地址。微地址存放器存放器MA5-MA0清零，從而明確本機的清零，從而明確本機的運轉(zhuǎn)入口

48、微地址為運轉(zhuǎn)入口微地址為000000(二進制二進制)。按動按動“START鍵，啟動時序電路，讀出鍵，啟動時序電路，讀出一條微指令后停機，此時實驗臺上的微地一條微指令后停機，此時實驗臺上的微地址顯示燈和微命令顯示燈將顯示所讀出的址顯示燈和微命令顯示燈將顯示所讀出的一條指令。一條指令。將將“MICRO-CONTROLLER單元的單元的SE6-SE1接至接至“SWITCH UNIT中的中的UA5-UA0對應(yīng)二進制開關(guān)上，經(jīng)過強置端對應(yīng)二進制開關(guān)上，經(jīng)過強置端SE1-SE6人為設(shè)置分支地址。人為設(shè)置分支地人為設(shè)置分支地址。人為設(shè)置分支地址時，是將某個或幾個二進制開關(guān)置為址時，是將某個或幾個二進制開關(guān)置

49、為“,相應(yīng)的微地址位即被強置為相應(yīng)的微地址位即被強置為“,從而改動下一條微指令的地址。從而改動下一條微指令的地址。 2022-1-9805.4 實驗步驟實驗步驟 4微程序的寫入與運轉(zhuǎn)微程序的寫入與運轉(zhuǎn) 延續(xù)運轉(zhuǎn)延續(xù)運轉(zhuǎn)將編程開關(guān)置為將編程開關(guān)置為“RUN(運轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn))形狀。形狀。將實驗板的單步開關(guān)將實驗板的單步開關(guān)“STEP置為置為“EXEC形狀。形狀。使使CLR從從101，此時微地址存放器清，此時微地址存放器清“0,從而給出取指微指令的入口地址為從而給出取指微指令的入口地址為000000(二進制二進制)。啟動時序電路，那么可延續(xù)讀出微指令啟動時序電路，那么可延續(xù)讀出微指令 2022-1-981

50、5.5 實驗本卷須知實驗本卷須知 1全部接好線并檢查無誤方可通電，嚴(yán)禁帶電插拔排線；全部接好線并檢查無誤方可通電，嚴(yán)禁帶電插拔排線；2做實驗前必需掌握微程序控制器的任務(wù)原理，了解實驗的做實驗前必需掌握微程序控制器的任務(wù)原理，了解實驗的原理和步驟。原理和步驟。3實驗前檢查微地址燈和微命令燈能否顯示正常。實驗前檢查微地址燈和微命令燈能否顯示正常。4編程方式時應(yīng)將編程方式時應(yīng)將CLR信號置于信號置于1形狀。形狀。5在將微程序?qū)懭肟卮婧?，需求逐一讀出驗證，出現(xiàn)一條微在將微程序?qū)懭肟卮婧?，需求逐一讀出驗證，出現(xiàn)一條微指令錯誤都能夠會影響實驗結(jié)果。指令錯誤都能夠會影響實驗結(jié)果。6假設(shè)出現(xiàn)實驗結(jié)果不符合的情

51、況，可以回去驗證微程序能假設(shè)出現(xiàn)實驗結(jié)果不符合的情況，可以回去驗證微程序能否正確。否正確。7實驗過程中留意實驗過程中留意State Unit單元的單元的Step和和Stop開關(guān)的形狀開關(guān)的形狀2022-1-982實驗一實驗一 運算器實驗運算器實驗 實驗二實驗二 進位運算和移位運算實驗進位運算和移位運算實驗實驗四實驗四 數(shù)據(jù)通路實驗數(shù)據(jù)通路實驗實驗三實驗三 存儲器實驗存儲器實驗實驗?zāi)夸泴嶒炍鍖嶒炍?微程序控制實驗微程序控制實驗實驗六實驗六 根本模型機的設(shè)計與實現(xiàn)根本模型機的設(shè)計與實現(xiàn)2022-1-983實驗六 根本模型機的設(shè)計與實現(xiàn) 實驗?zāi)康暮鸵?實驗設(shè)備 實驗內(nèi)容 實驗步驟 實驗本卷須知20

52、22-1-9846.1 實驗?zāi)康暮鸵髮嶒災(zāi)康暮鸵?在掌握在掌握J(rèn)YS-4JYS-4計算機組成原理教學(xué)實驗安裝各計算機組成原理教學(xué)實驗安裝各單元電路的構(gòu)成及其任務(wù)原理的根底上，進一單元電路的構(gòu)成及其任務(wù)原理的根底上，進一步將其組成系統(tǒng)，構(gòu)造出一臺根本模型計算機。步將其組成系統(tǒng)，構(gòu)造出一臺根本模型計算機。為本模型機定義五條機器指令，寫出相應(yīng)的微為本模型機定義五條機器指令，寫出相應(yīng)的微程序，并上機調(diào)試，以掌握整機的概念。程序，并上機調(diào)試，以掌握整機的概念。 2022-1-9856.2 實驗設(shè)備實驗設(shè)備 JYS-4JYS-4計算機組成原理教學(xué)實驗安裝計算機組成原理教學(xué)實驗安裝排線、導(dǎo)線假設(shè)干排線、

53、導(dǎo)線假設(shè)干2022-1-9866.3 實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容 1 實驗原理實驗原理1根本模型機的設(shè)計與組成根本模型機的設(shè)計與組成 根本模型機是利用根本模型機是利用JYS-4計算機組成原理計算機組成原理實驗安裝中的實驗安裝中的ALU單元電路、存儲器單單元電路、存儲器單元電路、微程序控制器等單元電路組織元電路、微程序控制器等單元電路組織起來的一個具有根本計算機功能的有機起來的一個具有根本計算機功能的有機系統(tǒng)系統(tǒng)以前各單元電路的實驗過程中，相關(guān)的控以前各單元電路的實驗過程中，相關(guān)的控制信號都是人為模擬產(chǎn)生的，而根本模制信號都是人為模擬產(chǎn)生的，而根本模型機的任務(wù)那么是在微程序控制下自動型機的任務(wù)那么是在微程

54、序控制下自動產(chǎn)生各單元電路的控制信號產(chǎn)生各單元電路的控制信號 2022-1-9876.3 實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容 設(shè)計根本模型機機器指令設(shè)計根本模型機機器指令 本設(shè)計采用五條機器指令，分別為：本設(shè)計采用五條機器指令，分別為：ININ輸入、輸入、OUTOUT輸出、輸出、ADDADD二進制加、二進制加、STASTA存數(shù)、存數(shù)、JMPJMP無條件轉(zhuǎn)移來模擬模型機的任務(wù)過程。無條件轉(zhuǎn)移來模擬模型機的任務(wù)過程。表表7-17-1是對這幾條根本指令的詳細闡明是對這幾條根本指令的詳細闡明助記符機器指令碼說明 IN 0000 0000輸入單元開關(guān)狀態(tài)-R0ADD addr 0001 0000 R0+addr-R0ST

55、A addr 0010 0000 R0-addrOUT addr 0011 0000 addr-BUSJMP addr 0100 0000 addr-PC2022-1-9886.3 實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容 設(shè)計根本模型機的控制臺命令設(shè)計根本模型機的控制臺命令 要向存儲器寫程序和數(shù)據(jù)，以及從存儲器讀程序和要向存儲器寫程序和數(shù)據(jù)，以及從存儲器讀程序和數(shù)據(jù)還是執(zhí)行程序，都需求設(shè)置控制臺命令。控數(shù)據(jù)還是執(zhí)行程序，都需求設(shè)置控制臺命令?？刂婆_命令的這些功能也需求用微程序設(shè)計來實現(xiàn)。制臺命令的這些功能也需求用微程序設(shè)計來實現(xiàn)。本實驗設(shè)計三個控制臺操作命令及其微程序。而對本實驗設(shè)計三個控制臺操作命令及其微程序。而

56、對控制臺命令的選擇是經(jīng)過兩個開關(guān)控制臺命令的選擇是經(jīng)過兩個開關(guān)SWBSWB、SWASWA兩位兩位的形狀來決議的闡明的形狀來決議的闡明SWBSWA 控制臺指令0 0讀內(nèi)存(KRD)0 1寫內(nèi)存(KWE)1 1啟動程序(RP)2022-1-9896.3 實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容 根本模型機的數(shù)據(jù)通路框圖根本模型機的數(shù)據(jù)通路框圖 根本模型機的數(shù)據(jù)通路如圖根本模型機的數(shù)據(jù)通路如圖6-1 6-1 。在圖在圖6-16-1中，絕大部分單元電路在前面的實驗里都用中，絕大部分單元電路在前面的實驗里都用到過，這里闡明一下指令存放器到過，這里闡明一下指令存放器(IR)(IR)在本實驗中在本實驗中的任務(wù)原理的任務(wù)原理 指令存

57、放器指令存放器(IR)(IR)用于保管當(dāng)前正在執(zhí)行的一條指令。用于保管當(dāng)前正在執(zhí)行的一條指令。當(dāng)執(zhí)行一條指令時，首先把指令從內(nèi)存取到緩沖當(dāng)執(zhí)行一條指令時，首先把指令從內(nèi)存取到緩沖存放器中，然后再傳送至指令存放器。指令劃分存放器中，然后再傳送至指令存放器。指令劃分為操作碼和地址碼兩部分，由二進制數(shù)碼組成，為操作碼和地址碼兩部分，由二進制數(shù)碼組成，為了執(zhí)行任何給定的指令，必需對操作碼進展測為了執(zhí)行任何給定的指令，必需對操作碼進展測試試P(1)P(1)，經(jīng)過節(jié)拍脈沖，經(jīng)過節(jié)拍脈沖T4T4的控制識別所要求的的控制識別所要求的操作。指令譯碼器根據(jù)指令中操作碼譯碼強置微操作。指令譯碼器根據(jù)指令中操作碼譯碼

58、強置微控器單元的微地址，使下一條微指令指向相應(yīng)的控器單元的微地址，使下一條微指令指向相應(yīng)的微程序首地址微程序首地址 2022-1-9902022-1-9916.3 實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容 2微程序設(shè)計微程序設(shè)計微指令的長度有微指令的長度有24位，其控制位的順序如表位，其控制位的順序如表5-1。A、B、C三個代碼段的格式及其定三個代碼段的格式及其定義分別如表義分別如表5-2至表至表5-4。第第19位到第位到第24位用來控制位用來控制ALU的行為，的行為，S3、S2、S1、S0的組合用來決議的組合用來決議ALU的運算的運算行式，行式，M用來選擇是進展邏輯運算還是算用來選擇是進展邏輯運算還是算術(shù)運算，術(shù)運

59、算，Cn在算術(shù)運算時有效在算術(shù)運算時有效 。第第16、17位經(jīng)過在擴展總線單元電路的譯碼位經(jīng)過在擴展總線單元電路的譯碼輸出信號以及第輸出信號以及第18位是用來控制存儲器讀位是用來控制存儲器讀寫以及輸入和輸出單元電路協(xié)調(diào)任務(wù)的寫以及輸入和輸出單元電路協(xié)調(diào)任務(wù)的 2022-1-9926.3 實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容 2微程序設(shè)計微程序設(shè)計C字段的功能是根據(jù)機器指令及相應(yīng)的微代碼字段的功能是根據(jù)機器指令及相應(yīng)的微代碼進展譯碼，使微程序轉(zhuǎn)入相應(yīng)的微地址入進展譯碼，使微程序轉(zhuǎn)入相應(yīng)的微地址入口，從而實現(xiàn)微程序的順序、分支、循環(huán)口，從而實現(xiàn)微程序的順序、分支、循環(huán)運轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)B字段中的字段中的RS-B、RO-B、RI

60、-B分別為源存放分別為源存放器選通訊號、目的存放器選通訊號以及變器選通訊號、目的存放器選通訊號以及變址存放器選通訊號，其功能是根據(jù)機器指址存放器選通訊號，其功能是根據(jù)機器指令來進展三個存放器令來進展三個存放器RO、R1、R2選通譯選通譯碼碼(詳見實驗六圖詳見實驗六圖6-4)。A字段是字段是DR1,DR2,IR,AR,PC的控制信號，的控制信號，LDRi是產(chǎn)生上述存放器信號的譯碼器使能是產(chǎn)生上述存放器信號的譯碼器使能控制位。后面幾位是后續(xù)微地址，指明了控制位。后面幾位是后續(xù)微地址，指明了在其后要執(zhí)行的指令的地址在其后要執(zhí)行的指令的地址 2022-1-9936.3 實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容 微指令格式微指