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文檔簡介
試驗1通用寄存器試驗一、試驗目的熟悉通用寄存器的數(shù)據(jù)通路。理解通用寄存器的構(gòu)成和運用。二、試驗規(guī)定掌握通用寄存器R3~R0的讀寫操作。三、試驗原理試驗中所用的通用寄存器數(shù)據(jù)通路如下圖所示.由四片8位字長的74LS574構(gòu)成R1R0(CX)、R3R2(DX)通用寄存器組。圖中X2X1X0定義輸出選通使能,SI、XP控制位為源選通控制。RWR為寄存器數(shù)據(jù)寫入使能,DI、OP為目的寄存器寫選通。DRCK信號為寄存器組打入脈沖,上升沿有效.準雙向I/O輸入輸出端口用于置數(shù)操作,經(jīng)2片74LS245三態(tài)門與數(shù)據(jù)總線相連。圖2—
四、試驗內(nèi)容試驗連線K23~K0置“1",滅M23~M0控位顯示燈.然后按下表規(guī)定“搭接”部件控制電路。連線信號孔接入孔作用有效電平1DRCKCLOCK單元手動試驗狀態(tài)的時鐘來源上升沿打入2X2K10(M10)源部件譯碼輸入端X2三八譯碼八中選一低電平有效3X1K9(M9)源部件譯碼輸入端X14X0K8(M8)源部件譯碼輸入端X05XPK7(M7)源部件奇偶標志:0=偶尋址,1=奇尋址6SIK20(M20)源寄存器地址:0=CX,1=DX7RWRK18(M18)通用寄存器寫使能低電平有效8DIK17(M17)目的寄存器地址:0=CX,1=DX9OPK16(M16)目的部件奇偶標志:0=偶尋址,1=奇尋址寄存器的讀寫操作目的通路當RWR=0時,由DI、OP編碼產(chǎn)生目的寄存器地址,詳見下表.通用寄存器“手動/搭接”目的編碼目的使能通用寄存器目的編址功能闡明RW(K18)DI(K17)OP(K16)T000↑R0寫001↑R1寫010↑R2寫011↑R3寫通用寄存器的寫入通過“I/O輸入輸出單元"向R0、R1寄存器分別置數(shù)11h、22h,操作環(huán)節(jié)如下:置數(shù)置數(shù)I/O=XX11h數(shù)據(jù)來源I/O單元寄存器R0=11hK10~K7=1000按【單拍】按鈕置數(shù)I/O=XX22h寄存器R1=22h按【單拍】按鈕K18~K16=000K18~K16=001通過“I/O輸入輸出單元”向R2、R3寄存器分別置數(shù)33h、44h,操作環(huán)節(jié)如下:置數(shù)置數(shù)I/O=XX33h數(shù)據(jù)來源I/O單元寄存器R2=33hK10~K7=1000按【單拍】按鈕置數(shù)I/O=XX44h寄存器R3=44h按【單拍】按鈕K18~K16=010K18~K16=011源通路當X2~X0=001時,由SI、XP編碼產(chǎn)生源寄存器,詳見下表.通用寄存器“手動/搭接"源編碼源使能通用寄存器源編址功能闡明K10K9K8K20K7X2X1X0SIXP00100R0送總線01R1送總線10R2送總線11R3送總線通用寄存器的讀出關閉寫使能,令K18(RWR)=1,按下流程分別讀R0、R1、R2、R3。讀R0讀R0數(shù)據(jù)來源通用寄存器數(shù)據(jù)總線顯示R0值K10~K8=001K20K7=00讀R1數(shù)據(jù)總線顯示R1值K20K7=01讀R2讀R2數(shù)據(jù)來源通用寄存器數(shù)據(jù)總線顯示R2值K10~K8=001K20K7=10讀R3數(shù)據(jù)總線顯示R3值K20K7=11五、試驗心得通過這個試驗讓我清晰的理解了通用寄存器的構(gòu)成以及通用寄存器是怎樣運用的,并且熟悉了通用寄存器的數(shù)據(jù)通路,并且還深刻的掌握了通用寄存器R3~R0的讀寫操作。
試驗2運算器試驗一、試驗目的掌握八位運算器的數(shù)據(jù)傳播格式,驗證運算功能發(fā)生器及進位控制的組合功能。二、試驗規(guī)定完畢算術、邏輯、移位運算試驗,熟悉ALU運算控制位的運用。三、試驗原理試驗中所用的運算器數(shù)據(jù)通路如圖2-3—圖2-3-1運算器數(shù)據(jù)通路圖中AWR、BWR在“搭接態(tài)”由試驗連接對應的二進制開關控制,“0"有效,通過【單拍】按鈕產(chǎn)生的脈沖把總線上的數(shù)據(jù)打入,實現(xiàn)運算源寄存器A、暫存器B的寫入操作.四、試驗內(nèi)容1。運算器功能編碼表2。3。1ALU運算器編碼表算術運算邏輯運算K15K13K12K11功能K15K13K12K11功能MS2S1S0MS2S1S00000A+B+C1000B0001A—B-C1001/A0010RLC1010A-10011RRC1011A=00100A+B1100A#B0101A—B1101A&B0110RL1110A+10111RR1111A2。試驗連線K23~K0置“1”,滅M23~M0控位顯示燈。然后按下表規(guī)定“搭接”表2.3.2運算試驗電路搭接表連線信號孔接入孔作用有效電平1DRCKCLOCK單元手動試驗狀態(tài)的時鐘源上升沿打入2X2K10(M10)源部件譯碼輸入端X2三八譯碼八中選一低電平有效3X1K9(M9)源部件譯碼輸入端X14X0K8(M8)源部件譯碼輸入端X05XPK7(M7)源部件奇偶標志:0=偶尋址,1=奇尋址6MK15(M15)運算控制位:0=算術運算,1=邏輯運算7S2K13(M13)運算狀態(tài)位S28S1K12(M12)運算狀態(tài)位S19S0K11(M11)運算狀態(tài)位S010AWRK17(M17)A運算源寄存器寫使能低電平有效11BWRK18(M18)B運算源暫存器寫使能低電平有效示例1算術運算運算源寄存器寫流程通過I/O單元“S7~S0”置數(shù)置數(shù)I/O=XX44h數(shù)據(jù)來源I/O單元累加器A=44K10~K7=1000按【單拍】按鈕置數(shù)I/O=XX22h暫存器B=22按【單拍】按鈕K18K17=10K18K17=01運算源寄存器讀流程關閉A、B寫使能,令K18=K17=“1”,按下流程分別讀A、B。讀A讀AK15=1數(shù)據(jù)來源FUN數(shù)據(jù)總線DBUS=AK10~K7=1100K13~K11=111讀BK15=1K13~K11=000數(shù)據(jù)總線DBUS=B加法與減法運算令MS2S1S0(K15K13~K11=0100),為算術加,F(xiàn)UN及總線單元顯示A+B的成果令MS2S1S0(K15K13~K11=0101),為算術減,F(xiàn)UN及總線單元顯示A-B的成果。示例2邏輯運算運算源寄存器寫流程通過“I/O輸入輸出單元”開關向寄存器A和B置數(shù),詳細操作環(huán)節(jié)如下:置數(shù)置數(shù)I/O=XX22h數(shù)據(jù)來源I/O單元累加器A=22K10~K7=1000按【單拍】按鈕置數(shù)I/O=XX44h暫存器B=44按【單拍】按鈕K18K17=10K18K17=01運算源寄存器讀流程關閉A、B寫使能,令K17=K18=1,按下流程分別讀A、B.讀A讀AK15=1數(shù)據(jù)來源FUN數(shù)據(jù)總線DBUS=AK10~K7=1100K13~K11=111讀BK15=1K13~K11=000數(shù)據(jù)總線DBUS=B若運算控制位設為(MS2S1S0=1111)則F=A,即A內(nèi)容送到數(shù)據(jù)總線。若運算控制位設為(MS2S1S0=1000)則F=B,即B內(nèi)容送到數(shù)據(jù)總線。邏輯運算令MS2S1S0(K15K13~K11=1101),為邏輯與,F(xiàn)UN及總線顯示A邏輯與B的成果。令MS2S1S0(K15K13~K11=1100),為邏輯或,F(xiàn)UN及總線顯示A邏輯或B的成果。示例3移位運算A寄存器置數(shù)撥動“I/O輸入輸出單元”開關向移位源寄存器A置數(shù),詳細操作環(huán)節(jié)如下:置數(shù)置數(shù)I/O=XX80h數(shù)據(jù)來源I/O單元寫數(shù)A=80K10~K7=1000按【單拍】按鈕關寫控位K18K17=10K18K17=11A寄存器移位流程變化K13K11變化K13K11移位控制數(shù)據(jù)來源FUNDBUS=FUNK10~K7=1100移位成果打入A按【單拍】按鈕K17K15K12=001完畢上流程的操作后,按表2。3。3變化K13、K11的狀態(tài),再按動【單拍】鈕,觀測A的變化.當K13K11=11,每按一次【單拍】鈕,A右移一位。當K13K11=10,每按一次【單拍】鈕,A左移一位.當K13K11=01,每按一次【單拍】鈕,A帶進位右移一位。當K13K11=00,每按一次【單拍】鈕,A帶進位左移一位。試驗思索:驗證表2。3。1ALU運算器編碼表所列的運算功能。在給定A=55h、B=77h的狀況下,K23~K0置“1”,變化運算器的功能設置位MS2S1S0(K15K13~K11),觀測運算器的輸出,填入下頁表格中,并和理論分析進行比較、驗證.表2。3。4ALU運算器真值表運算控制運算體現(xiàn)式K15K13K12K11AB運算成果MS2S1S0帶進位算術加A+B+C00005577FUN=(CC)帶借位算術減A—B-C00015577FUN=(DE)帶進位左移RLCA00105577FUN=(AA)帶進位右移RRCA0011FUN=(2A)算術加A+B0100FUN=(CC)算術減A-B0101FUN=(DE)左移RLA0110FUN=(AA)右移RRA0111FUN=(AA)取B值B10005577FUN=(77)A取反NOTA10015577FUN=(AA)A減1A—110105577FUN=(54)清零01011FUN=(00)邏輯或AORB1100FUN=(77)邏輯與AANDB1101FUN=(55)A加1A+11110FUN=(56)取A值A1111FUN=(55)五、試驗心得這個實現(xiàn)讓我掌握了八位運算器的數(shù)據(jù)傳播格式,并且驗證運算功能發(fā)生器及進位控制的組合功能,順利的完畢了算術、邏輯、移位運算的試驗,熟悉了ALU運算控制位的運用。
試驗3準雙向I/O口試驗一、試驗目的熟悉與理解準雙向I/O口的構(gòu)成原理。二、試驗規(guī)定掌握準雙向I/O口的輸入/輸出特性的運用。三、試驗原理Dais-CMX08+向顧客提供的是按準雙向原理設計的十六位輸入/輸出I/O口,當該位為“1”時才能用作輸入源,上電或復位(手動態(tài)按【返回】鍵),該十六位I/O口被置位(即為“0FFFFh”)。一般狀況下,在用作輸入的時候就不能再有輸出定義.電路構(gòu)造如圖2—3-4所示。該口外接十六位二進制數(shù)據(jù)開關,合用于外部數(shù)據(jù)的輸入,該口跨接十六個發(fā)光二極管和經(jīng)緩沖驅(qū)動的四個七段顯示,能以二進制和十六進制兩種方式顯示I/O口的輸入輸出狀態(tài)。發(fā)光管在高電平圖2-3-4準雙向I/O電路試驗中所用的I/O口數(shù)據(jù)通路如圖2—圖2-3-5十六位I/O的數(shù)據(jù)通路四、試驗內(nèi)容試驗連線K23~K0置“1",滅M23~M0控位顯示燈。然后按下表規(guī)定“搭接”部件控制電路。連線信號孔接入孔作用有效電平1IOCKCLOCK單元手動試驗狀態(tài)的時鐘來源上升沿打入2X2K10(M10)源部件譯碼輸入端X2三八譯碼八中選一低電平有效3X1K9(M9)源部件譯碼輸入端X14X0K8(M8)源部件譯碼輸入端X05XPK7(M7)源部件奇偶標志:0=偶尋址,1=奇尋址6IOWK17(M17)I/O輸出使能,本例定義到M17位低電平有效7OPK16(M16)目的部件奇偶標志:0=偶尋址,1=奇尋址搭接方式I/O的尋址定義I/O口源編址I/O口目的編址源編碼I/O編址注釋目的I/O編址注釋K10K9K8K7K17K16X2X1X0XPIOWOP1000S7~S0讀00S7~S0寫1S15~S8讀1S15~S0寫I/O口奇送偶(S15~S8送S7~S0)置數(shù)置數(shù)S15~S8=66數(shù)據(jù)來源S15~S8寫數(shù)據(jù)S7~S0=66K10~K7=1001K17~K16=00I/O開關S15~S0置1按【返回】鍵按【單拍】按鈕I/O口偶送奇(S7~S0送S15~S8)置數(shù)置數(shù)S7~S0=99數(shù)據(jù)來源S7~S0寫數(shù)據(jù)S15~S8=99K10~K7=1000K17~K16=01I/O開關S15~S0置1按【返回】鍵按【單拍】按鈕五、試驗心得通過這個實現(xiàn)讓我徹底的掌握了準雙向I/O口的輸入/輸出特性的運用,并且熟悉與理解了準雙向I/O口的構(gòu)成原理。
試驗4地址總線構(gòu)成試驗一、試驗目旳熟悉和理解地址總線的構(gòu)成構(gòu)造、地址來源及集合原理。掌握程序段與數(shù)據(jù)段的尋址規(guī)則及地址部件的運用技巧。二、試驗規(guī)定通過地址形成部件試驗,建立“段”概念,學會“段"運用.三、試驗原理地址總線的作用是傳遞地址信息,輸出目前數(shù)據(jù)總線上發(fā)送信息的源地址或接受信息的目的地址。如下圖所示本系統(tǒng)設有程序與數(shù)據(jù)兩條地址總線,通過PC計數(shù)器提供程序存儲器地址,并由地址寄存器AR傳遞數(shù)據(jù)存儲器地址及外設地址,通過指令總線送AR形成指令定義的內(nèi)存地址。圖2-3-6地址總線構(gòu)成通路8位內(nèi)存地址Addr如圖2—3—6所示,本系統(tǒng)從提高信息存取效率的角度設計存儲器地址通路,按現(xiàn)代計算機體系構(gòu)造中最為經(jīng)典的分段存取理念合成存儲器地址總線addr,在指令操作“時段”(取操作碼與取操作數(shù)),以目前途序指針PC為址;遇數(shù)據(jù)與內(nèi)存?zhèn)鬟f“時段”,以目前數(shù)據(jù)指針AR為址.addr地址的合成通路見圖28位外設地址Address如圖2—3-6所示,本系統(tǒng)外設地址總線Address由地址鎖存器AR直接提供,在P4頁圖1-5四、試驗內(nèi)容程序計數(shù)器試驗圖2—手控“搭接”狀態(tài),本試驗由下表定義PC計數(shù)器的預置與加1操作,試驗中以準雙向I/O部件的S7~S0為計數(shù)器預置源.當IP=0時按單拍按鈕,遇E/M=“0",在脈沖下降沿把S7~S0的內(nèi)容裝入PC計數(shù)器;遇E/M=“1",在脈沖下降沿完畢PC計數(shù)器加1操作。目的部件定義節(jié)拍功能闡明K23K22T上升沿打入E/MLDPCX1XPC保持10↑PC加100↑PC裝載闡明:“↑”表達上升沿有效PC讀出由P8頁表2。2源編碼表定義,在X2~X0(K10~K8=000)時,目前PC送總線。試驗連線K23~K0置“1”,滅M23~M0控位顯示燈.然后按下表規(guī)定“連線信號孔接入孔作用有效電平1DRCKCLOCK單元手動試驗狀態(tài)的時鐘來源上升沿打入2X2K10(M10)源部件譯碼輸入端X2三八譯碼八中選一低電平有效3X1K9(M9)源部件譯碼輸入端X14X0K8(M8)源部件譯碼輸入端X05XPK7(M7)源部件奇偶標志:0=偶尋址,1=奇尋址6LDARK19(M19)數(shù)據(jù)存儲器地址指針,本例定義K197LDPCK22(M22)PC程序計數(shù)器更新位,本例定義到K22低電平有效8E/MK23(M23)當IP有效時,E/M:0=PC裝載,1=PC加12)程序計數(shù)器PC的寫入、讀出與加1通過“I/O單元”開關向程序計數(shù)器PC置數(shù),按【單拍】按鈕完畢PC指針的裝載;然后K23、K22置“1”,令K10~K8為“0",執(zhí)行PC讀操作.再令K23K22=“10”,實現(xiàn)PC+1置數(shù)置數(shù)I/O=XX10h數(shù)據(jù)來源I/O單元打PCPC=10hK10~K7=1000按【單拍】按鈕K23K22=00PC送DBUSK23K22=10K10~K8=000PC加1按【單拍】按鈕保持PC+1狀態(tài),按【單拍】按鈕,在CLOCK的上升沿PC加1并送數(shù)據(jù)總線,程序計數(shù)器和總線單元顯示12h。繼續(xù)按【單拍】按鈕,觀測PC與總線內(nèi)容的變化。3、地址寄存器試驗圖2—1)地址寄存器AR打入在手控“搭接”態(tài),數(shù)據(jù)指針AR由LDAR及DRCK(CLOCK脈沖)二信號組合控制地址的裝入操作。本試驗以總線上準雙向I/O部件的S7~S0為置數(shù)源。當K19=0時,按【單拍】鈕,在脈沖下降沿把S7~S0的內(nèi)容裝入地址鎖存器AR。操作環(huán)節(jié)如下:置數(shù)置數(shù)I/O=XX06h數(shù)據(jù)來源I/O單元AR=06hK10~K7=1000按【單拍】按鈕K23K22K19=110AR送AddrK10~K8=011[06]送總線K23K19=01五、試驗心得本次實現(xiàn)我熟悉和理解了地址總線的構(gòu)成構(gòu)造、地址來源及集合原理,學習到了程序段與數(shù)據(jù)段的尋址規(guī)則以及地址部件的運用技巧,通過地址怎樣形成部件試驗,建立“段"概念,學會“段”運用。
試驗5存儲器讀寫試驗一、試驗目的熟悉和理解存儲器組織與總線構(gòu)成的數(shù)據(jù)通路。二、試驗規(guī)定按照試驗環(huán)節(jié)完畢試驗項目,掌握存儲部件在原理計算機中的運用。三、試驗原理存儲器是計算機的存儲部件,用于寄存程序和數(shù)據(jù)。存儲器是計算機信息存儲的關鍵,是計算機必不可少的部件之一,計算機就是按寄存在存儲器中的程序自動有序不間斷地進行工作。本系統(tǒng)從提高存儲器存儲信息效率的角度設計數(shù)據(jù)通路,按現(xiàn)代計算機中最為經(jīng)典的分段存儲理念把存儲器組織劃分為程序段、數(shù)據(jù)段、內(nèi)存或堆棧段,由此派生了數(shù)據(jù)總線(DBus)、指令總線(IBus)、微總線(μBus)等與現(xiàn)代計算機設計規(guī)范相吻合的試驗環(huán)境。試驗所用的存儲器電路原理如圖2-3-8所示,該存儲器組織由一片6116構(gòu)成具有段概念的信息存儲體系,該存儲體系Addr由IP指針和AR指針分時提供,E/M控位為“1"時選通IP,反之選通AR.該存儲器可動態(tài)變更程序源與數(shù)據(jù)源,把我們的教學試驗提高到能與現(xiàn)代計算機設計規(guī)范相匹配與接軌的層面。圖2-3—四、試驗內(nèi)容試驗連線K23~K0置“1”,滅M23~M0控位顯示燈。然后按下表規(guī)定“搭接”連線信號孔接入孔作用有效電平1MOCKCLOCK單元手動試驗狀態(tài)的時鐘來源上升沿打入2X2K10(M10)源部件譯碼輸入端X2三八譯碼八中選一低電平有效3X1K9(M9)源部件譯碼輸入端X14X0K8(M8)源部件譯碼輸入端X05XPK7(M7)I/O部件奇偶標志:0=偶尋址,1=奇尋址6E/MK23(M23)Addr地址段定義:0=AR指針,1=PC指針7MWRK21(M21)存儲器寫使能:0=存儲器寫,1=存儲器讀8LDARK19(M19)AR地址寄存器寫使能低電平有效9LDPCK22(M22)PC裝載與PC+1低電平有效存儲器數(shù)據(jù)段讀寫操作數(shù)據(jù)段寫操作按下流程從0址單元開始,向數(shù)據(jù)段00h~05h單元依次寫入112233445566。置地址置地址S7~S0=00hI/O=0000h打地址00→ARK10~K7=1000K19=0按【單拍】按鈕置數(shù)據(jù)S7~S0=11h寫數(shù)據(jù)11→[00]K21=0按【單拍】按鈕K19=1K23=0關存儲器寫令K21=1數(shù)據(jù)段讀操作依次讀出數(shù)據(jù)段00~05h單元的
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