计算机组成原理实验报告-运算器的原理及运用

初：未知当前：2016-7-3主笔：Angel版本：1PAGE2初：未知当前：2016-7-3主笔：Angel版本：1成绩：成绩：实验报告课程名称：计算机组成原理实验项目：运算器的原理及运用姓名：专业：计算机科学与技术班级：学号：计算机科学与技术学院实验教学中心2016年6月20日实验项目名称：运算器的原理及运用一、实验目的1，了解模型机中算术、逻辑运算单元的控制方法。2，了解模型机中多寄存器接数据总线的实现原理。3，了解运算器中移位功能的实现方法。二、实验内容1，利用COP2000实验仪的K16..K23开关做为DBUS数据，其它开关做为控制信号，将数据写累加器A和工作寄存器W，并用开关控制ALU的运算方式，实现运算器的功能。2，利用COP2000实验仪的开关做为控制信号，将指定寄存器的内容读到数据总线DBUS上。三、实验用设备仪器及材料计算机、伟福COP2000系列计算机组成原理实验系统实验原理及接线（一）运算器实验COP2000中的运算器由一片EPLD实现。EPLD（可擦除可编辑逻辑器件）是一种集成电路，包括一系列的编程逻辑器件，其无需进行再次连接。运算器ALU模块由XC9572PLCC44组成，XC9572的管脚连接如图1.4所示。具体的结构如图1.5所示。ALU模块在COP2000出厂时已经设计了一种ALU（用ABEL语言设计的）。数据输入端Din0-7接74HC245，而74HC245与J1相连。做分部实验时将J1与J3相连，这样就可以用开关K16-23输入0，1数据；做模型机实验时将J1与J2相连，即将Din与数据线相连。S2、S1、S0是8种运算选择端，可以实现加、减、与、或、进位加、进位减、A取反、A输出运算。AEN、WEN分别是寄存器AW的选通控制端，CyIN、CN分别是进位输入和进位输出。X0X1用于控制输出O0-7是直通、左移、右移。1，运算器有8种运算,通过S2,S1,S0来选择。连接线表2，COP2000中有7个寄存器可以向数据总线输出数据,但在某一特定时刻只能有一个寄存器输出数据.由X2,X1,X0决定那一个寄存器输出数据.直通门将运算器的结果不移位送总线。连接线表3，移位实验当X2X1X0=100时运算器结果通过直通门送到数据总线。同时，直通门上还有判0电路，当运算器的结果为全0时，Z=1。右移门将运算器的结果右移一位送总线。当X2X1X0=101时运算器结果通过右通门送到数据总线。具体连线是：Cy与CN→DBUS7当不带进位移位时(CN=0)：0→DBUS7当带进位移位时(CN=1)：Cy→DBUS7ALU7→DBUS6ALU6→DBUS5ALU5→DBUS4ALU4→DBUS3ALU3→DBUS2ALU2→DBUS1ALU1→DBUS0左移门将运算器的结果左移一位送总线。当X2X1X0=110时运算器结果通过左通门送到数据总线。具体连线是：ALU6→DBUS7ALU5→DBUS6ALU4→DBUS5ALU3→DBUS4ALU2→DBUS3ALU1→DBUS2ALU0→DBUS1当不带进位移位时(CN=0)：0→DBUS0当带进位移位时(CN=1)：Cy→DBUS0五、实验操作步骤1，将55H写入A寄存器二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据55H置控制信号为：按住CLOCK脉冲键，CLOCK由高变低，这时寄存器A的黄色选择指示灯亮，表明选择A寄存器。放开CLOCK键，CLOCK由低变高，产生一个上升沿，数据55H被写入A寄存器。将33H写入W寄存器二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据33H置控制信号为：按住CLOCK脉冲键，CLOCK由高变低，这时寄存器W的黄色选择指示灯亮，表明选择W寄存器。放开CLOCK键，CLOCK由低变高，产生一个上升沿，数据33H被写入W寄存器。习题：置下表的控制信号,检验运算器的运算结果2、将55H写入A寄存器二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据55H置控制信号为：按住CLOCK脉冲键，CLOCK由高变低，这时寄存器A的黄色选择指示灯亮，表明选择A寄存器。放开CLOCK键，CLOCK由低变高，产生一个上升沿，数据55H被写入A寄存器。S2S1S0=111时运算器结果为寄存器A内容实验结果分析数据被成功写入寄存器内。运算结果如表所示不带进位的加法运算：S2S1S0=000CyIN(K5)=0AEN=1D寄存器显示WEN=1带进位的加法运算：：S2S1S0=10