《計算機組成原理與系統(tǒng)結構》實驗指導書

《計算機組成原理與系統(tǒng)結構》實驗指導書《計算機組成原理與系統(tǒng)結構》實驗指導書PAGEPAGE19實驗1運算器組成實驗實驗序號實驗名稱運算器組成實驗適用專業(yè)：計算機科學與技術 學時數(shù)：4學一、 實驗目的1、掌握簡單運算器的數(shù)據(jù)傳送通路。2、驗證運算功能發(fā)生器（74LS181）的組合功能二、 實驗原理實驗中所用的運算器數(shù)據(jù)通路如圖1-1所示。其中運算器由兩片74LS181以并/8ALU。運算器經過一個三態(tài)門和數(shù)據(jù)總線相連，運算器的兩個數(shù)據(jù)輸入端分別由二個鎖存器（74LS373）鎖存，鎖存器的輸入連至數(shù)據(jù)總線，數(shù)據(jù)開關“INPUTDEVIC）并經過一三態(tài)門（74LS245）和數(shù)據(jù)總線相連，數(shù)據(jù)顯示燈“BUSUNIT）已和數(shù)據(jù)總線相連，用來顯示數(shù)據(jù)總線內容。圖1－1運算器數(shù)據(jù)通路（，T4W/R“W/RT4“STATEUNITKK2S3、S2、S1、S0、Cn、M、LDDR1、LDDR2、ALU-B、SW-B“SWITCHCnALU-BSW-BLDDR1、LDDR2三、 實驗內容1、按照圖1-2連接實驗線路，仔細查線無誤后，接通電源。圖1－2實驗連接圖2DR1DR2數(shù)據(jù)開關數(shù)據(jù)開關(01100101)三態(tài)門寄存器DR1(01100101)數(shù)據(jù)開關(10100111)寄存器DR2(10100111)ALU-B=1SW-B=0LDDR1=1LDDR2=0T4=LDDR1=0LDDR2=1T4=DR1DR2（SW-B1ALUALU-B＝0S3S2S1S0M11111DR110101DR23、驗證74LS181的算術運算和邏輯運算功能（采用正邏輯）DR1＝65DR2＝A71-1表1－1M=0（算術運算）M=1DR1DR2S3S2S1S0Cn=1 Cn=0（邏輯運算）無進位 有進位65A70000F=(65) F=(66)F=(9A)65A70001F=(E7) F=(E8)F=(18)65A70010F=(7D) F=(7E)F=(82)0011F=(FF) F=(00)F=(00)0100F=(A5) F=(A6)F=(DA)0101F=(27) F=(28)F=(58)0110F=(BD) F=(BE)F=(C2)0111F=(3F) F=(40)F=(40)1000F=(8A) F=(8B)F=(BF)1001F=(0C) F=(0D)F=(3D)1010F=(A2) F=(A3)F=(A7)1011F=(24) F=(25)F=(25)1100F=(CA) F=(CB)F=(FF)1101F=(4C) F=(4D)F=(7D)1110F=(E2) F=(E3)F=(E7)1111F=(64) F=(65)F=(65)四、實驗設備TDN-CM+計算機組成原理教學實驗系統(tǒng)一臺，排線若干。五、 實驗預習要求1、復習運算器的基本組成與工作原理。2、掌握74LS181的工作原理六、 實驗報告1、按照表1-1填寫實驗結果2、分析、總結實驗結果實驗2存儲器實驗實驗序號：2 實驗名稱：存儲器實驗適用專業(yè)：計算機科學與技術 學時數(shù)：4學時一、 實驗目的掌握靜態(tài)隨機存儲器RAM工作特性及數(shù)據(jù)的讀寫方法二、 實驗原理2-16116(2K×8)構成，其數(shù)據(jù)線接至數(shù)據(jù)總線，地址線由地址鎖存器給出。地址燈AD0~AD7與地址線相連，顯示地址線內容。數(shù)據(jù)開關經一三態(tài)門（74LS245）連至數(shù)據(jù)總線，分時給出地址和數(shù)據(jù)。2－1存儲器實驗原理圖86116A7－A0,A8－A102566116讀線（寫線。當片選有效（CE＝0）時，OE=0，WE=0OECE=0WE=0T3T3TS3“SWITCH為低電平有效，LDAR三、實驗內容1、形成時鐘脈沖信號T3，具體接線方法和操作步驟如下：H24，H24將時序電路模塊中的φH23STOP”STEPSTOP”開START，T3W1，用示波器觀察，使T3STOP”開關置為“RUN“STEP”開關置為“STEP”狀態(tài)時，每按動一次微動開關START，則T3關閉電源。22-2T33、給存儲器的00、01、02、03、04地址單元中分別寫入數(shù)據(jù)11、12、13、14、15,具體操（011）圖2－2實驗連線圖依次讀出第00、01、02、03、04號單元中的內容，觀察上述各單元中的（011為例）四、 實驗設備TDN-CM+計算機組成原理教學實驗系統(tǒng)一臺，排線若干五、 實驗預習要求1、復習靜態(tài)隨機存儲器RAM工作特性2、了解三態(tài)門以及地址鎖存器和6116的工作原理及組六、 實驗報告要認真記錄存儲器進行讀寫的步驟實驗3微控制器實驗實驗序號：3 實驗名稱：微控制器實驗適用專業(yè)：計算機科學與技術 學時數(shù)：4學一、 實驗目的1、掌握時序產生器的組成原理2、掌握微程序控制器的組成原理3、掌握微程序的編制、寫入，觀察微程序的運二、 實驗原理3-14TS1－TS4，其中φ為時鐘信號，由實驗臺右上方的方波信號源提供，可產生頻率及TS1-TS4單步停機STEP、STOPSTARTSTARTSTEP0EXECCr1”狀態(tài)，因此時序信號TS1－TS4STEP1(STEP)時，一旦按下啟動鍵，機CPUSTOP（STOP，也會使機器停機。圖3－1時序電路原理圖由于時序電路的內部線路已經連好，所以只需將時序電路與方波信號源連接（即將時序電路的時鐘脈沖輸入端φ接至方波信號發(fā)生器輸出端H23）,時序電路的CLR已接至實驗板左下方的CLR模擬開關上。3-2，32816E2PROM，188D（273觸發(fā)器組成。微地址寄存器6D組成，他T4（位于實驗板右上方編程校驗運行。當處于“編程狀態(tài)”時，學生可根據(jù)2816微指令字長共24位，其控制順序如下：表3－1UA5-UA06BC控制位譯碼出多位。CP(1)-P(4)是四個測試字位。其功能是根據(jù)機器序的順序、分支、循環(huán)運行，其原理如圖3－3所示，圖中I7-I2為指令寄存器圖3－2微控器實驗原理圖7－2，SE5-SE1ARBRS-BR0-BR0R1R23－4，圖中I0-I40－4使能控制位。3－33－4三、 實驗內容13－53－2圖3－5微程序流程圖2、按圖3－6連接實驗線路，仔細檢查無誤后接通電源。圖3－6實驗線路圖3、觀測時序信號（PC路中的“STOP”開關置為“RUN“STEP”開關置為“EXECSTARTTS1TS2TS3TS4比較他們的相互關系，畫出其波形，并標注測量所得的脈沖寬度，3－7。表3－2二進制代碼表4、觀察微程序控制器的工作原理①編程PROMSTATEUNIT”STEP“STOP”開關置為“RUNMA5-MA0。MK24-MK124開關量為“0”時燈亮，開關量為“1”時燈滅。（“START即將微代碼寫出到E2PROM2816的相應地址對應的單元中。C-E3－22816。圖3－7②校驗READ（校驗）狀態(tài)STEP”STEP“STOP”“RUNMA5-MA0。按動啟動按鈕“START”鍵，讀出微代碼，觀察顯示燈MD24-MD1（0，1，檢查讀出的微代PROM重新執(zhí)行①即可。③單步運行RUN（運行）狀態(tài)。實驗板的“STEP”及“STOPCLRCLR1→0→1MA5-MA0二進制。按動啟動按鈕“START”鍵，啟動時序電路，則每按動一次示燈將顯示所讀出的一條指令。④連續(xù)運行RUN（運行）狀態(tài)。將實驗板上“STEP”開關置為“EXEC”狀態(tài)。CLR1→0→1，000000（二進制。啟動時序電路，則可連續(xù)讀出微指令。四、 實驗設備TDN-CM+計算機組成原理教學實驗系統(tǒng)一臺，排線若干五、 實驗預習準備預習時序電路工作原理預習微程序控制器的組成原六、 實驗報告記錄微程序執(zhí)行的具體狀態(tài)分析實驗現(xiàn)象實驗四總線控制實驗實驗序號：4 實驗名稱：總線控制實驗適用專業(yè)：計算機科學與技術 學時數(shù)：4學一、 實驗目的1、理解總線的概念及其特性2、掌握總線傳輸控制特二、 實驗原理操作。因此，所謂總線就是指能為多個功能部件服務的一組公共信息線。實驗所用總線傳輸實驗框圖如圖4-1所示，它將幾種不同的設備掛至總線按照傳輸要求恰當有序的控制它們，就可實現(xiàn)總線信息傳輸。圖4－1總線傳輸實驗框圖三、 實驗內容根據(jù)掛在總線上的幾個基本部件，設計一個簡單的流程：①輸入設備將一個數(shù)打入R0寄存器②輸入設備將另一個數(shù)打入地址寄存器③將R0寄存器中的數(shù)寫入到當前地址的存儲器中④將當前地址的存儲器中的數(shù)用LED數(shù)碼管顯示1、按照圖4-2實驗接線圖進行連線。2