计算机组成原理全部实验

1、计算机组成原理讲义电脑科学技术系王玉芬2022年11月3日?电貓组成原理实验?|'|编讲义根底实验局部该篇章共有五个根底实验组成，分别是：实验一运算器实验 实验二存储器实验 实验三数据通路组成与故障分析实验实验微程序控制器实验实验五模型机CPU组成与指令周期实验?电貓组成原理实验?|'|编讲义实验一运算器实验运算器乂称作算术逻辑运算单元(ALU),是电脑的五大根本组成部件之一， 主要用来完成算术运算和逻辑运算。运算器的核心部件是加法器，加减乘除运算等都是通过加法器进行的，因此, 加快运算器的速度实质上是要加快加法器的速度。机器字长n位，意味着能完成 两个n位数的各种运算。就应该

2、由n个全加器构成n位并行加法器來实现。通过 本实验可以让学生对运算器有一个比拟深刻的了解。、实验目的1掌握简单运算器的数据传输方式。2. 掌握算术逻辑运算部件的工作原理。3. 熟悉简单运算器的数据传送通路。4. 给定数据，完成各种算术运算和逻辑运算。二、实验内容：完成不带进位及带进位的算术运算、逻辑运算实验。总结出不带进位及带进位运算的特点。三、实验原理：图卜1运氮器实验电賂图R :iff .LCNMOfl IT4T45152图4-2运算器实验数据流图【器实验是在ALUUNIT单元进行：单板方式下，控制信号，数据，时字信号由实验 仪的逻辑开关电路和时字发生器提供，SW7SWO八个逻辑开关用于产

3、生数据，并发送到总 线上;系统方式下，其控制信号由系统机实验平台可视化软件通过管理CPU來进行控制， SW7-SW0八个逻辑开关由可视化实验平台提供数据信号。(1) DR1, DR2：运算暂存器,(2) LDDR1：控制把总线上的数据打入运算暂存器DR1,高电半有效。(3) LDDR2：控制把总线上的数据打入运算暂存器DR2,高电平有效。(4) S3, S2, SI, SO：确定执行哪一种算术运算或逻辑运算(运算功能表见附录1或 者课本第49页)。(5) M： M=0执行算术操作；M=1执行逻辑操作。(6) /CN : /CN=0表示ALU运算时最低位加进位1； /CN= 1那么表示无进位。(

4、7) ALU-BUS：控制运算器的运算结果是否送到总线BUS,低电平有效。(8) SW-BUS：控制8位数据开关SW7-SW0的开关量是否送到总线，低电平有效。四、实验步骤：实验前首先确定实验方式(是手动方式还是系统方式)，如果在做手动方式实验那么将方 式选择开关置手动方式位置(31个开关状态置成单板方式)。实验箱已标明手动方式和系统 方式标志。所有的实验均由手动方式來实现。如果用系统方式，那么必须将系统软件安装到 系统机上。将方式标志置系统模式位置。学生所做的实验均在系统机上完成。其中包括高?电脑组成原理实验?门编讲义低电平的按钮开关信号输入，状态显示均在系统机上进行。下面实验以手动方式为例

5、进行。我们相信学生在手动方式下完成各项实验后，进入系统方式会变的更加得心应手。具体步骤如下:1. 实验前应将MF-OUT输出信号与MF相连接。2. 如果进行单板方式状态实验.应将开关方式状态设成单板方式；同时将位于EDA 设计区一上方POK开关设置成手动方式位置，P1K, P2K开关位置均设置成手动方 式位置。3. 如果进行系统方式调试，那么按上述方式相反状态设置。4. 频率信号输出设置：在CPU1 UNIT区有四个f0-f4状态设置，在进行实验时应保 证fO-f4四个信号输出只能有一个信号输出，及f0-f4只有一开关在On的位置5.不管是手动方式还是系统方式，31个按钮开关初始状态应为“1即

6、对应的指示灯处于发光的状态。6.位于UPC UNIT区的J1跳线开关应在右侧状态。说明：开关 AL-BUS； SW-BUS 标识符应为 “/AL-BUS;/SW-BUS"考前须知:AL-BUS； SW-BUS不能同时按下；因为同时按下会发生总线冲突，损坏器件。实验前把TJ, DP对应的逻辑开关置成11状态高电平输出，并预置以下逻辑电平状态：/ALUBUS=1, /PCBUS=1, ROBUS=1, R1BUS=1, R2BUS=1 时序 发生器处于单拍输出状态，实验是在单步状态下进行DR1, DR2的数据写入及运算，以便 能清楚地看见每一步的运篦过程。实验步骤按表1进行。实验时，对表

7、中的逻辑开关进行操作置1或清0,在对DR1, DR2存数据时，按单次脉冲P0 产生单拍T4信号。表1中带X的为随机状态，无论是 高电平还是低电半，它都不影响运算器的运算操作。总线D7-D0上接电平指示灯，显示参与运算的数据结果。表中列出运算器实验任务的步骤同表4相同，16种算术操作和16种逻辑操作只列出 了前面4种，其它实验步骤同表4相同。带“ f 的地方表示需要按一次单次脉冲P0,无“ f 的地方表示不需要按单次脉冲P0。?电脑组成原理丈脸?门编讲义表1运算器实验步骤与显示结果表S3S2S1S0M/C11LDDR1LDDR2SWfBUSAL_BUSSW7swoD7DOP0注释XXXXXX00

8、0155H55HXXXXXX0001AAHAAHXXXXXX100155H55Ht向DR1送数XXXXXX0101AAHAAHt向DR2送数11111X0010XXH55H读出DR1数10 101X0010XXHAAH读出DR2数XXXXXX1001AAHAAHt向DR1送数XXXXXX010155H55Ht向DR2送数0000010010XXHAAH算术运算0000000010XXHABH算术运算00001X0010XXH55H逻辑运算000 1010010XXHFFH算术运算000 1000010XXHOOH算术运算000 11X0010XXHOOH逻辑运算0010010010XXHAAH

9、算术运算00 1 0000010XXHABH篦术运算00 101X0010XXH55H逻辑运算00 1 1010010XXHFFH算术运算00 11000010XXHOOH算术运算00 1 11X0010XXHOOH逻辑运算?电脑组成原理实验?门编讲义注意:运算器实验时，把与T4倍号相关而本实验不用的LDRO, LDR1, LDR2接低电平，否那么 影响实验结果。其它考前须知：进行系统方式实验时应注意如下几点:实验前应将MF-OUT输出信号与MF相连接。1、检查通讯电缆是否与电脑连接正确。2、开关方式状态应置成系统方式；31个开关。3、POK、P1K、P2K都置成系统方式；4、信号连接线必须一

10、一对应连接好。即在实验机左上方的信号接口与实验机右下方的信号接口分别一一对应连接。左上方右下方地址指针-一地址指针地址总线-一地址总线在实验机右侧中部数据总线-一数据总线在实验机右侧中部运算暂存器DR1运算暂存器DR1运算暂存器DR2运算暂存器DR2微地址一一微地址检查完毕可以通电；考前须知：1、电脑屏幕上所有的按钮与实验机上的按钮完全对应。2、在做实验吋，要保证总线不发生冲突。即对总线操作时只有一个操作状态有效。3、运算器、存储器、数据通路，三个实验按操作步骤操作即可?电脑组成原理实脸?门编讲义实验二、存储器实验一、实验目的1票握存储器的数据存取方式。2. 了解CPU与主存间的读写过程。3.

11、 学握半导体存储器读写时控制信号的作用。二、实验内容：向RAM中任一存储单元存入数据；并读出任一单元的数据。三、实验原理1. 实验电路见以下列图noIW1X511 330D7/-匚！AUAHHHH:;DIP1 SWO-SW7D0；-D7k6116&66&74ALS272. 实验原理存贮器实验电路由RAM6116), AR (74LS273)等组成。SW7-SW0为逻辑开关量, 与产生地址和数据；存放器AR输出A7-A0提供存贮器地址，通过显示灯可以显示地址, D7-D0为总线，通过显示灯可以显示数据。当LDAR为高电半，SW-BUS为低电半，T3信号上升沿到来时，开关SW7-S

12、W0?电脑组成原理实验?门编讲义产生的地址信号送入地址存放器ARo当CE为低电平，WE为高电平，SW-BUS为低电 平，T3上升沿到來时，开关SW7-SW0产生的数据写入存贮器的存贮单元内，存贮器为 读出数据，D7-D0显示读出数据。实验中，除T3信号外，CE, WE, LDARSW-BUS为电位控制信号，因此通过对 应开关来模拟控制信号的电半，而LDAR, WE控制信号受时序信号T3定时。在完成一个实验后，应将所有的信号状态置成高电平状态实验前将TJ, DP对应的逻辑开关置成11状态(高电半输出)，使时序发生器处于单 拍输出状态，每按一次P0输出一拍时序信号，实验处于单步状态，并置ALUBU

13、S=lo实验步骤按表2进行，实验对表中的开关置1或清0,即对有关控制信号置1或清0o表格中只列出了存贮器实验步骤中的一局部，即对儿个存贮器单元进行了读写，其它 单元的步骤同表格相同。表中带一的地方表示需要按一次单次脉冲POo注意：表中列出的总线显示D7-D0及地址显示A7-A0，显示情况是：在写入RAM 地址时，由SW7-SW0开关量地址送至D7-D0,总线显示SW7-SW0开关量，而A7- A0那么显示上一个地址，在按P后，地址才进入RAM,即在单次脉冲(T3)作用后，A7 A0同D7D0才显示一样。表2存贮器实验步骤显示结果表SWBULDARCEWESW7-SW0D7-D0P0A7-A0注

14、释011100H00HtOOH地址00写入AR000100H00HtOOH数据00写入RANI011110H10Ht10H地址10写入AR000110H10Ht10H数据10写入RANI011100H00HtOOH地址00写入AR100000H00HtOOH读RAM011110H10Ht10H地址10写入AR100010H10Ht10H读RAM011I40H40Ht40H地址40写入AR0001FFHFFHf40H数据FF写入RANI?电脑组成原理丈脸?门编讲义011142H42Ht42H地址42写入AR000155H55Ht42H数据55写入RAM011144H44Ht44H地址44写入AR

15、0001AAHAAHt44H数据AA写入RAM011140H40Ht40H地址40写入AR100040HFFHt40H读RAM内容011142H42Ht42H地址42写入AR100042H55Ht42H读RAM内容011144H44Ht44H地址44写入AR100044HAAHt44H读RAM内容说明：实验机中符号“CE：当CE信号为“0低电平时，表示存储器6264的数据输入为有效状态。?电脑组成原理实验?门编讲义实验三、数据通路组成与故障分析实验一、实验目的熟悉电脑的数据通路生握数据运算及相关数据和结果的存储的工作原理二、实验内容：利用sw0-sw7数据输入开关向DR1、DR2预置数据，做运

16、算后将结果存入RAM,并实现 任一单元的读出。例如：将数据做如下操作44H+AAH二EEH 结果放在RAM的AAH单元44HEEH二AAH 结果放在RAM的ABH单元三、实验原理：仁实验电路U17 74AC比AIMkvaAbe Ezhmtuw。6匕3岁5»' 7HC181/_rrmFl 综A;zUlSa>J；-?4EC8iCMCM>«NA*0''rt二二二二/ q JI RSTVW Jissss f 一 . 一 一-242. 实验原理数据通路实验是将前面进行过的运算器实验模块和存贮器实验模块两局部电路连 在一起组成的。原理图见图7。实验中

17、，除T4, T3信号外，所有控制信号为电平控制信号，这些信号由逻辑开关 來模拟，其信号的含义与前两个实验相同。我们按图7进行实验。四、实验步骤在完成一个实验后.应将所有的信号状态成“什高电平状态实验前将TJ, DP开关置11,使时序发生器处于单拍状态，按一次P时序信号输出?电脑组成原理实脸?门编讲义 一拍信号，使实验为单步执行。实验步骤见表3。SWBUSALU-*BUSCEWELDARLDDR1LDDR2S3S2S1SOM/CNSW7-*swoA7-AOD0-D7单次按fllP注释0111010xxxxX144HXXXX44Ht44H存入DR011X001xxxxX1AAHXXXXAAHtAA

18、H存入DR2101X000111011XXHXXXXEEHDR 1 DR2 = EEH!哎运篦101X001111011XXHXXXXEEHtEEH存入DR2101X000011011XXHXXXXAAHDR1 © DR2 = AAH弁或运 旳101X010011011XXHXXXXAAH-44HtAAH $ 入 DR1; DR1 DR2=44H011X100xxxxX1AAHAAHAAHt地址AAH存入AR1001000101011XXHAAHEEHtDR2内容存入RAM?电脑组成廉理实鲨?n»w义0111100XXXXX1ABHABHABHt地址ABH存入AR10010

19、00111111XXHABHAAHtDR1内容入RAM0111100XXXXX1AAHAAHAAHt地址AAH存入AR1100010XXXXX1XXHAAHEEHt11 RAM内容送DR10111100XXXXX1ABHABHABHt地址ABH心:入AR1100001XXXXX1XXHABHAAHtil RAXl内容送DR20111100xxxzxX1ACHACHACHt地址ACH亦入AR0101000XXXXX1FFHACHFFHt数据FFH存入RAM0111100XXXXX1ADHADHADHt地址ADH存入AR0101000XXXXX1OOHADHOOH戏据OOH存入RAM表3中，列岀了

20、数据通路组成实验的一局部实验步骤，其它局部同表中的 实验步骤相同，只是实验的数据及存贮单元不同。表中带X的内容是随机状态， 它的电平不影响实验结果。表中带“一的地方表示需要按单次脉冲P，无“一 的地方那么表示不需要按单次脉冲Po注意：A7-A0所接的地址显示情况是按单次脉冲P后的状态，A7-A0的 显示才与表中相同，否那么显示的是上一个地址。?电貓组成原理实验?编讲义实验四微程序控制器实验一、实验目的熟悉微指令格式的定义。举握微程斥控制器的根本原理。二、实验内容：分别完成输入指令、加法指令、存数指令、输出指令、无条件转移指令、强 迫RAM读、强迫RAM写的微指令流程，并观察微地址的变化。三、实

21、验原理:一条指令由假设干条微指令组成，而每一条微指令由假设干个微指令及下一 微地址信号组成。不同的微指令由不同的微命令和下一微指令地址组成。它们存 放在控制存贮器(2764)中，因此，用不同的微指令地址读出不同的微命令，输?电貓组成原理实验?编讲义出不同的控制信号。微程字控制器的电路图见图4-4, UA4-UA0为微地址存放器。控制存贮器由3片2764组成，从而微指令长度为24位。微命令存放器为20位，由2片8D触发器74LS273和1片4D触发器74LS175 组成。微地址存放器5位，由3片正沿触发的双D触发器74LS74组成，它们带有 清零端和预置端。在不判别测试的情况下，T2时刻打入的微

22、地址存放器内容为 下一条指令地址。在需要判別测试的情况下，T2时刻给出判别信号P (1) =1及下一条微指 令地址OlOOOo在T4上升沿到来时，根据P (1) IR7, IR6, IR5的状态条件对 微地址01000进行修改，然而按修改的微地址读出下一条微指令，并在下一个 T2时刻将读出的微指令打入到微指令存放器和微地址存放器。CLR (即P2)为清零信号。当CLR为低电平时，微指令存放器清零，微指 令信号均无效。微指令格式见下表：表44微指令格式表23222120191817161514131211S3S2S1S0M/CNLOADCEVELDROLDDR1LDDR2LDIR选择运算器运算模

23、式打入PCRAM片选RANI 写打入R0打入DR1打入DR2打入IR109876543210LDPCLDARALU _BUSPC BUSR0-BUSSW fBUSP (1)UA4UA3UA2UA1UA0PC + 1打入AR运算器结果送总线PC内容 送总线R0内容送总线开关内 容送总 线判别字下一微指令地址?电貓组成原理实验?|'|编讲义图4-5微指令流程图如图4-5所示，微程序控制器在清零后，总是先给出微地址为00000的微指 令启动程序。读出微地址为00000的微指令时，便给出下一条微指令地址 00001o微指令地址00001及00010的两条微指令是公用微指令。微指令地址00001

24、 的微指令执行的是PC的内容送地址存放器AR及PC加1微指令。同时给出下 一条微指令地址00010c微指令地址00010的微指令在T2时序信号是，执行的 是把RAM的指令送到指令存放器，同时给出判别信号P 1及下一条微 指令 地址01000,在T4时序信号时，根据P 1 IR7, IR6, IR5,修改微地址01000, 产生下一条微指令地址，不同的指令IR7, IR6, IR5也就不同产生不同的下 一条微指令地址。在IR7, IR6, IR5为000 即无指令输入时,仍执行01000 的微指令。从而可对RAM进行连续读操作。当执行完一条指令的全部微指令，即一个微程序的最后一条微指令时，均给

25、出下一微指令地址00001,接着执行微指令地址00001, 00010的公共微指令， 读下条指令的内容，再由微程序控制器判别产生下一条微指令地址，以后的下一?电貓组成原理实验?|'|编讲义条微指令地址全部由微指令给出，直到执行完一条抬令的假设干条微指令，给出 下一条微指令地址00001 o实验时，先把J1插座的短路块向右短接，然后用开关AN25, AN26, AN27 模拟指令的代码即IR7, IR6, IR5,不断改变AN25, AN26, AN27状态，模 拟不同的指令，从而读出不同的微指令。微指令输出状态由各对应的指示灯显示。 实验用单步的方式，将启动程序5条指令，强迫RAM读，

26、强迫RAM写的微指 令逐条读出。可用电平指示灯显示每条微指令的微命令。从微地址UA4-UA0 和判别标志上可以观察到微程用的纵向变化。四、实验步骤：在做微程序实验时应将“UPC0UT和7BIN用26芯电缆连起来在进行微程序控制器实验时两种方式系统方式和单板方式31个开关设置 如下：1、J1跳线位置应在右侧连接。2、实验在系统机上进行时，应将“UP信号设置成低电平。3、SWE：微程序控制器的微地址修改信号，微地址修改为10000,使机器 处丁写RAM状态。4、SRD：微程序控制器的微地址修改信号，微地址修改为01000,使机器处 于读RAM状态。1观察时序信号将TJ, DP置00按单次脉冲按钮P

27、0,使时序信号输出连续波形。2观察微程序控制器工作原理将TJ, DP置11,微程序控制器处于单步状态，按一次单步按钮产生一拍时 序信号Tl, T2, T3, T4O将UP置0使微程序控制器输出微地址。SWE, SRD 置11,将IR7置0, IR6置0, IR5值0,表示无指令输入。实验步骤如下：1, 按一次P2 CLR清零按钮，使UA4UA0为0000002, 按一次P0执行微指令地址为00000的启动程序，给出一条微指令地址 UA4UA0 为 0000 lo3, 将IR7, IR6, IR5置为001,按一次P0,执行微指令地址00001的微指 令，同时给出下一条微指令地址00010,以后

28、再按P0, 直执行到一条指令的全?电貓组成原理实验?|'|编讲义部微指令结束给出下一条微指令地址00001,输入指令的微指令流程请参阅附录 3,微指令的微命令输出显示应同附录3的微指令代码对应，微地址的输出显示 也应相同。4, 在执行至微地址UA4-UA0显示为00001时，置IR7, IR6, IR5 = 010 为加法指令的假设干条微指令，点至执行到微地址UA4-UA0显示00001结束。5, 重复4执行IR7, IR6, IR5为011 存社器存数指令的指令。6, 重复4执行为执行IR7, IR6, IR5为100 输出指令的指令。7, 重复4执行IR7, IR6, IR5为10

29、1 无条件转移指令的指令。8, 在执行到微地址UA4UA0显示为00001时，或在开机时，按清零键P2 使 UA4UA0 显示为 00000,置 IR7 = 0, IR6=0, IR5 = 0, SWE 置 1, SRD 置 1,把SWE开关从“1 一 “0 一 “1，使微地址UA4-UA0显示10000,强 迫处于RAM写，执行微指令地址为10000, 10001, 10010的三条微指令，电半 指示灯显示微指令的微命令及微地址。执行时为循环重复执行微指令，以便不断 对RAM写入数据，直到有CLR清零信号作用时才停止。9, 按清零键 P2,使 UA4-UA0 显示为 00000,置 IR7,

30、 IR6, IR5=000, SWE =1, SWD = 1,把 SRD 开关从 “1 一 “0 一 “1，使微地址 UA4UA0 显示 01000,强迫机器处于RAM读，执行微指令地址为01000, 01110, 01111的三条 微指令，电平指示显示微指令的微命令及微地址。执行时为循环重复执行微指令, 不断读RAM内容。3连续方式读出微指令将时序发生器处于连续时序循环状态，就可连续读出微指令。将TJ, DP置 00,按P0时序发生器连续输出时序信号。此时，微程序控制器按某一序列的微 指令地址固定的重复地读出微指令序列。实验五 模型机CPU组成与指令周期实验一、实验目的将运算器模块，存贮器模

31、块、微程序控制器模块组合在一起，联成一台简单 的电脑。用微程丿宇控制器控制模型机的数据通路。二、实验内容执行由5条指令组成的简单程序，朕握指令与微指令的关系，建立电脑的整 机概念。三、实验原理前面儿个实验中，控制信号是由实验者用逻辑开关來模拟.以完成对数据通 路的控制。而这次实验，数据通路的控制信号全部由微程序控制器口动完成。CPU从内存取出一条机器指令到执行指令的一个指令周期，是由微指令组成 的序列來完成，取一条机器指令对应一个微程序。我们将5条机器指令及有关数 据纤入RAM中，通过CPU运行5条机器指令组成的简单程序，掌握机器指令 与微指令的关系。一实验设实验时，在完成一个实验后，应将所有

32、的信号状态成高电平状态将J1设置成左侧连接。将UP信号置成低电平“0。在做模型机实验时应 将“UPGOUT和“UBIN用26芯电缆连接起来。1、对31个开关设置应按下面方式设置：单板方式位置：开关位置处于单板方式的位置有如下儿个：S3、S2、SI、SO、M、/CN、LDAR、CE、WE、LDDR1、LDDR2、SW-BUS.ALU-BUS. LDPC、LOAD、 、PC-BUS、RO-BUS、LDIR、LDRO、LDR1、LDR2、 、IR7、IR6、IR5、Rl-BUS、R2-BUS、P 1；系统方式位置：开关位置处于系统方式的位置有如下几个：、UP、KSW7、KSW6、KSW5、KSW4、

33、KSW3、KSW2、KSW1、KSW0、 DP、TJ、SWE、SRD：1、JI跳线位置应在左侧连接。2. 实验在系统机上进行时，应将“UP信号设置成低电半。?电脑组成原理实验?|'|编讲义通过逻辑开关AN30 (即SWE)将SWE从“1 一 “0 一 “1S使微程序 控制器的微指令地址为10000,强迫机器处于RAM写，重复执行微指令地址为 10000, 10001, 10100微指令，把所写的程序写入RAM。再通过逻辑开关AN31 (即SRD),将SRD从“1一“0一“1，使微程序控制器的指令地址为01000, 强迫机器处于RAM读，执行微指令地址01000, 01110, 0111

34、1的微指令。读出 所写的程序，以校对写入的程序和数据是否正确，然后再运行程序。二指令系统:(1) INA. DATAo指令码20, A指RO. DATA指SW7-SW0上的数据输入到R0存放器。是输入指令。(2) ADDA, (ADD)o指令码40 ADD, A指RO, ADD为存贮器地址。将R0存放器的内容与内存中以ADD为地址单元内数相加，结果送R0,是加法指令。(3) STA (ADD), Ao指令码60 ADD, A指RO, ADD为存贮器地址。将R0存放器的内容存到以ADD为地址的内存单元中。(4) OUT BUS, (ADDL 指令码 80 (ADD), BUS 为数据总线，ADD

35、 为存贮器地址。将内存中以ADD为地址的数据读到总线上。(5) JMPADDo指令码AOADDo ADD指存贮器地址。程序无条件地转移到ADD所指定的内存单元地址-(6) WE存贮器写命令。(7) RD存贮器读命令。(三) 存贮器写操作(1) 所写程序IN R0, DATA(输入指令)ADDR0(ADD)(加法指令)STA(ADD), R0(存贮器存数指令)OUTBUS, (ADD)(输出指令)JMPADD(无条件转换指令)(2) 起始地址从00开始?电貓组成原理实验?|'|编讲义地址指令码注释0020add *-090140 addaddOB0360 addadd0A0580 add

36、add0007AO add09550AAA3操作过程AN26, AN23, AN24, AN30, AN31 设置为 01111,即 UP=O。DP, TJ=11 为单步状态，SWE=1, SRD=lo SW7-SW0 设置 00000000o 按清零键P2, AN30从“1_“0一“1即,这时，UA4-UA0显示为10000, 然后按表5进行存贮操作。存贮器写是在单步状态下进行，其控制信号全部由微程序控制器提供，因此只需 操作SW7-SW0 置数据及按P0 单步操作。以上为存贮器写入全过程，起始地址是00H。如果从30H开始，只要在开始 用 SWE 开关置 UA4 为“ 1 , UA4-UA

37、0 显示为 10000, SW7-SW0 开关置 30H, 写过程相同"不同之处在于显示地址为303AH，总线显示为30 3AH.写过程结束后，按清零键P2。四存贮器读操作在完成一个实验后，应将所有的信号状态置成G1W高电平状态状态设置为01111,即UP=0, DPTJ=11, SWE=1, SRD = 1,为单步操作。SRD 从 “1 一 “0 一 “1 即，此时，UA4-UA0 显示为 01000。存贮器读操作是在单步状态下进行。同样只需按表6操作SW0-SW7及按P0单 步操作。?电脑组成原理实验?|'|编讲义表5存贮器操作过程及显示结果表P0SW7SWOA7 AOD

38、7 DOUA4UAOPC7 PCOtOOH1OOOOtOOH10001OOHt20HOOHO1H1001001HtOOH20H1000101Ht40H01HO2H1001002HtO1H40H1000102Ht09H02HOSH1001003HtO2HO9H1000103Ht60HO3H04H1001004HtO3H60H1000104HtOBH04HO5H1001005Ht04HOBH1000105Ht80HO5HO6H1001006HtO5H80H1000106HtOAH06HO7H1001007Ht06HOAH1000107HtAOHO7HOSH10010OSHtO7HAOH10001O

39、SHtOOHO8HO9H1001009HtOSHOOH1000109Ht55H09HOAH10010OAHt09H55H10001OAHtAAHOAHOBH10010OBHtOAHAAH10001OBH?电脑组成原理实验?门编讲义表6存贮器读操作过程及显示结果表P0SW7SWOA7 AOD7 DOUA4UAOPC7 PCOOOHO1OOOtOOHonioOOHtOOHO1H0111101HtOOH20Honio01Ht01HO2H0111102Ht01H40Honio02Ht02HO3H0111103Ht02HO9Honio03Ht03H04H0111104Ht03H60Honio04Ht04

40、HO5H0111105Ht04HOBHonio05HtO5HO6H0111106HtO5H80Honio06Ht06HO7H0111107Ht06HOAHonio07Ht07HOSH01111OSHt07HAOHonioOSHtOSHO9H0111109HtOSHOOHOHIO09Ht09HOAH01111OAHt09H55HonioOAHtOAHOBH01111OBHtOAHAAHonioOBHtOBHOCH01111OCHtOBHXXHonioOCHtOCHODH01111ODH在XX处，程序未读出时是随机数，当执行后读方法读出时，XX处显示指 SW7-SW0+ (09H)即 8A+55

41、= DFH,如果程序写在30H单元内，只需在开始时将SW7-SW0开关置30H, A7 -A0显示那么从30H开始，其它不变。(五) 执行过程执行过程可以用单步或连续执行。当单步执行时，状态设置为01111,即 UP = 0, DP, TJ=11, SWE = 1, SRD=1,按清零键P2。然后按表7进行操作, 操作只需对SW0-SW7及P0操作，此时J1插座短路块接向左方。表7执行过程操作及显示结果表POSW7SWOA7 AOD7 DOUA4UA0PC7 PCO0000000tOOH00001OOHtOOH01H0001001HtData(8A)OOH20H01001O1HtOOH8 AH

42、0000101Ht01H02H0001002Ht01H40H0101002Ht02H03H0001103Ht09H55H0010003Ht09H55H0010103Ht09H8 AH0011003Ht09HDFH0000103Ht03H04H0001004Ht03H60H0101104Ht04H05H0011105HtOBHXXH1011005HtOBHDFH0000105Ht05H06H0001006Ht05H80H0110006Ht06H07H1001107HtOAHAAH1010007HtOAHAAH0000107Ht07HOSH00010OSHt07HAOH01101OSHtOSH09

43、H1010109HtOSHOOH0000109H(六) 运行悄况：(1) 先执行IN RO, DATA输入指令将开关8A送入R0存放器。(2) 执行ADD RO, (ADD)加法指令将存贮器地址09中的内容(55)同R0中的数据(8A)相加，结果为DF 送R0存放器。(3) 执行 STA (ADD), R0 指令将R0的内容DFH送以ADD为地址的内存，ADD为OB, DF送R0 存储器0B中。(4) 执行 OUT BUS, (ADD)指令将ADD为地址的内容送总线，ADD为0A中存AAAA送总线。(5) 执行JMPADD指令无条件转换到以ADD为地址的内存中执行指令。转移到00地址。再执行I

44、NRO, DATA输入指令。扩展实验该篇章是设计性实验共有两个实验组成，分别为: 实验六时序与启停实验实验七根本模型机设计与实现实验八带移位运算的模型机设计与实现实验九复杂模型机的设计与实现?电貓组成原理实验?编讲义实验六时序与启停实验一、实验目的1掌握时序电路的原理2.熟悉启停电路的原理二、实验要求通过时序电路的启动了解以单步、连续方式运行时M电路的过程，观察T1、 T2、T3、T4各点的时序波形。三、实验原理实验所用的时序与启停电路原理如下列图，图46时序发生器及启停电路其中时序电路由1/2片74LS74. 1片74LS175及6个二输入与门、2个二输入与非门和3个反向器构成。可产生4个等

45、间隔的时序信号Tl、T2、T3、T4,其中MF为时钟输入端，时钟频率可从FO、Fl、F2、F3中选择一个，由位于实验 装置左下方的方波信号源提供。学生可根摇实验门行选择方波信号的频率。为了便于控制程序的运行，时序电路发生器也设置了一个启停控制触发器CR, 使T1-T4信号输出可控。上图中启停电路由1/2片74LS74、74LS00及1个二输 入与门构成。TJ, DP为单步停机控制信号，当其中1个或2个都为高电平“1时，此时, 时序发生器处于停机或单步状态，即每按一次启动按钮PO P0和/P0：实验时盂 用导线将MF-OUT与MF连接起來产生一拍时序信号Tl, T2, T3, T4。当TJ, D

46、P都为低电平时，按一次启动按钮P0,产生连续时序信号，CLR接P2作去除按 钮。连续输出时序波形如下列图。F411 4-7连续输出时序波形图Tl, T2, T3, T4有两组输出信号，以提高负载能力。因此时序信号T1-T4 将周而复始地发送出去。如果实验系统处于系统方式下，当进入“单步方式命令键时管理CPU令“TJ、 DP处于单步控制方式，机器便处于单步运行状态，即此时只发送一个CPU周期 的时序信号就停机。利用单步方式，每次只读一条微指令，可以观察微指令的代 码与当前微指令的执行结果。另外当机器连续运行时，如果按动“停机方式命 令键管理CPU令匸作方式处于停机状态，也会使机器停机。实验七根本

47、模型机设计与实现一、实验目的1. 在学握部件单元电路实验的根底上，进一步将其系统地组成一台根本模 型电脑。2. 为其定义五条机器指令，并编写相应的微程序，上机调试掌握整机概念。二、实验设备电脑组成原理教学实验系统一台，排线假设干。三、实验内容1. 实验原理部件实验过程中，各部件单元的控制信号是以人为模拟产生为主，而本次实 验将能在微程序控制下自动产生各部件单元的控制信号，实验特定指令的功能。 这里，电脑数据通路的控制将由微程序控制器來完成，CPU从内存中取岀一条机 器指令到指令执行结束的一个指令周期全部由微指令组成的序列來完成，即一条 机器指令对应一个微程序。本实验采用五条机器指令：IN 输入、ADD 二进制加法、STA 存数、 OUT 输出、JMP 无条件转移，其指令格式如下前四位为操作码：助记符机器指令码说明IN0010 0000 “INPUT DEVICE 中的开关状态一一ROAD