上海大学计算机学院计算机组成原理实验报告p

1、上海大学计算机学院计算机组成原理实验报告【最新资料，上W海O大R学文D 档，计算可机编学辑院修改】计算机组成原理实验报告十实验名称：中断机制和应用（综合实验）一、实验目的1. 学习实验箱感知中断的硬件结构和工作原理。2. 学习使用中断系统。3. 学习使用扩展外设。二、实验原理1. 程序中断：因“随机性”原因，使一个程序暂停执行，转而执行另一个程序，以处理随机事件，然 后再返回原程序继续执行的过程成为“中断”。中断发生的时间是随机的（不可预知，但发生后应该如何处理是安排好的），中断发生的“随机性”决 定了“必须用硬件感知中断请求”、“不仅要保存断点，还必须保存现场”。2. 实验箱的中断感知硬件：

2、当执行取指微指令时，IREN 0，于是号或门输出 0，这时号“或门”对 IREQ 的 Q端开放，若有中断请求就会在这时被CPU感知。所以无论中断请求在何时提出，都只能在取指阶段被感知！当 号“或门”输出 0时中断被感知，同时这个低电平使 IACK的 SD有效，迫使其 Q端 输出 1，ACK灯亮，并使号“或门”对 IREN关闭并输出 1；这个 1 又使号“或门”对中断请求关闭并 输出 1，这个 1又返回 IACK的SD端，使 IACK保持 Q 1的状态。所以系统进入中断服务子 程序后， ACK灯保持亮，且不响应新的中断请求（仅一级中断）。3. ICOE向下经“与门”控制 PC1信号， ICOE的

3、另一个作用是通过号“或门”控制EM中指令的输出，保证在输出中断指令 B8H时， EM不输出。4.5. 试验箱外扩系统6.74LS08 结构俯视图三、实验内容1. 用 74LS 08 芯片搭建当电键 K1和 K2都为 1 时不产生中断请求信号的外部电2. 编制中断服务子程序使 OUT交替显示 AA、 BB三次后返回源程序。源程序为实 验七完成的交替显示 11和 55的程序。(1). 运行上述程序，在完成 AA、BB交替显示三次之前恢复 K1K2都为 1 的状 态。记录 OUT显示的现象、 REQ灯和 ACK灯的情况以及 ST 寄存器的值及改变情况。(2). 运行上述程序，在完成 AA、 BB交替

4、显示时不恢复 K1K2都为 1 的状 态。记录 OUT显示的现象、 REQ灯和 ACK灯的情况以及 ST 寄存器的值及改变情况。 R2记录主程序延迟时间， R1与主程序显示同步。分析上述二种显示现象的原因。四、实验步骤1. 用 74LS 08 芯片搭建当电键 K1和 K2都为 1 时不产生中断请求信号的外部电路。 打开电源，进入手动模式。将试验箱的外扩箱的1和K1相连， 2和K2相连， 7接地，40 接电源 vcc 。开关都为 1 时不产生中断请求信号。按一下 l 就会产生中断。2. 启动桌面上 COMPUTE.EX软E件。 连接通信口： COM1/COM2 点击源程序编写程序：sta:mov

5、 a,#11hmov r1,aoutmov a,#10hloop1:sub a,#1hmov r2,ajz loop2 jmp loop1 loop2: mov a,#55h mov r1,a out mov a,#10h loop3: sub a,#1h mov r2,a jz sta jmp loop3 org 50h mov r0,#04h loop4: mov a,r0 sub a,#1h mov r0,a jz exit mov r0,a mov a,#aah out mov a,#5h loop5: sub a,#1h jz loop6 jmp loop5loop6: mov a,

6、#bbhoutmov a,#5hloop7:sub a,#1hjz loop4jmp loop7exit:mov a,r1outmov a,r2add a,#0hretiend 保存，文件名后需加 .asm 后缀。 打开试验箱， 编译下载。 全速运行按下中断键，在 aa与 bb交替显示 3次之前松开中断键，记录 OUT显示， REQ灯 ACK 灯的情况，及 ST 寄存器的值及改变情况。运行上述程序，在完成 aa 与 bb 交替显示时不松开中断键，记录 OUT显示， REQ 灯 ACK灯的情况，及 ST 寄存器的值及改变情况。五、实验现象刚开始运行 11与55交替出现， R1与OUT显示同步，

7、R2记录的是主程序的延迟时间，执行中断前， ACK和 REQ灯均不亮， ST寄存器为 00，OUT显示 11和 55，按 下中断键松开后 ，就会产生中断，调用中断程序， aa与 bb交替出现， ACK和 REQ灯 均亮， R0记录 aa与 bb 交替出现的次数，由 3依次减 1，依次出现 3、 2、 1，然后 R2 保持中断时的主程序的延迟时间， R1 保持中断时 OUT显示的值，然后中断结束后， ACK和 REQ灯又不亮，从 R2记录的延迟时间开始， OUT显示 R1 记录的主程序的值， 依次交替出现 11 和 55.刚开始运行 11与55交替出现， R1与OUT显示同步， R2记录的是主程

8、序的延迟 时间，执行中断前， ACK和 REQ灯均不亮， ST寄存器为 00，OUT显示 11和 55。按下 中断键后不放开，执行中断时， ACK和REQ亮起， OUT交替显示 aa和 bb，直到中断 程序依次交替显示 3次aa与bb后，再放开，那么 OUT会一直交替显示 aa与 bb， ACK 和 REQ灯暗掉后又马上亮，寄存器 R1显示 11，寄存器 R2 显示 06.六、实验结论在完成 aa与 bb交替显示 3次之前，松开中断键，这样产生中断后，中断返回， 进行原来的程序执行。在完成 aa，bb 交替显示 3次时，不松开中断键，这样就一直进行中断，无法返回 原来的程序执行。七、建议八、体会通过这次试验，我了解了中断机制，知道了中断的原理，知道了如何进行程序中 断和中断程序的返回和如何对断点进行保存，知道了中断机制的重要性。在实验过程中，编写那个延迟和中断子程序的时候，出现了很多波折， R2 记录主 程序的延迟时间，这个老是显示不对，然后中断返回时不是从中断断点开始接着执 行的，后来老师提示了一下，修改了一下程序，终于成功