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    《计算机组成原理》实验教学教案.pdf

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    《计算机组成原理》实验教学教案.pdf

    实验一运算器实验一、实验目得:(1)结合学过得有关运算器得基本知识,掌握运算器得基本组成、工作原理。特别就是了解算术逻辑运算单元ALU得工作原理;(2)验证多功能算术单元74181、74182得运算功能;(3)熟悉掌握本实验中运算器得数据传输通路。二、实验要求(1)预习 74181、74182得工作原理及逻辑关系;(2)测量数据要求准确;(3)写出实验报告。三、实验内容1、实验原理实验中得运算器由两片74LS181以并/串形成 8 位字长得 ALU构成。运算器得输出经过一个三态门74LS245到 ALUO1 插座,实验时用 8 芯排线与内部数据总线 BUSD0D7 插座 BUS16中得任一个相连,内部数据总线通过 LZD0LZD7 显示灯显示;运算器得两个数据输入端分别由二个锁存器74LS273锁存,两个锁存器得输入并联后连至插座ALUBUS,实验时通过8 芯排线连至外部数据总线EXD0D7插座 EXJ1EXJ3中得任一个;参与运算得数据来自于8 位数据开关 KD0KD7,并经过一三态门 74LS245直接连至外部数据总线EXD0EXD7,通过数据开关输入得数据由 LD0LD7显示。算术逻辑运算功能发生器74LS181得功能控制信号S3、S2、S1、S0、CN、M并行相连后连至 SJ2插座,实验时通过 6 芯排线连至 6 位功能开关插座 UJ2,以手动方式用二进制开关S3、S2、S0、CN、M来模拟 74LS181得功能控制信号S3、S2、S1、S0、CN、M;其她电平控制信号也由二进制开关来模拟。2、实验接线本实验主要用到 4 个主要模块:(1)低 8 位运算器模块;(2)数据输入并显示模块;(3)数据总线显示模块;(4)功能开关模块。根据实验原理详细接线如下:(1)ALUBUS 连 EXJ3;(2)ALUO1 连 BUS1;(3)SJ2连 UJ2;(4)跳线器 J23 上 T4 连 SD;(5)LDDR1、LDDR2、ALUB、SWB 四个跳线器拨在左边(手动方式);(6)AR跳线器拨在左边,同时开关AR拨在1 电平。3、实验步骤(1)连接线路,仔细查线无误后,接通电源。(2)用二进制数码开关KD0 KD7向 DR1与 DR2寄存器置数。方法:关闭ALU输出三态门(ALUB=1),开启输入三态门(SWB=0),输入脉冲 T4按手动脉冲发生按钮产生。(3)检验 DR1与 DR2中存入得数据就是否正确,利用算术逻辑运算功能发生器 74LS181 得逻辑功能,即 M=1。具体操作为:关闭数据输入三态门SWB 1,打开 ALU输出三态门 ALUB 0,当置 S3、S2、S1、S0、M为 1 1 1 1 1时,总线指示灯显示 DR1中得数,而置成 1 0 1 0 1时总线指示灯显示DR2中得数。(4)验证 74LS181算术运算与逻辑运算功能得内容(采用正逻辑)。实验二半导体存储器实验一、实验目得(1)掌握静态随机存储器得工作原理与连接方法;(2)掌握半导体存储器如何存储数据与读取数据。二、实验要求(1)熟悉静态 RAM 芯片容量及位数;(2)掌握半导体存储器得组织方法;(3)测量数据要求准确;文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 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跳线器连上即可,T3得脉冲宽度可调。2、实验接线(1)MBUS 连 BUS2;(2)EXJ1连 BUS3;(3)跳线器 J22 得 T3 连 TS3;(4)跳线器 J16 得 SP连 H23;(5)跳线器 SWB、CE、WE、LDAR 拨在左边(手动位置)。2、实验步骤(1)连接实验线路,仔细查线无误后接通电源。(2)形成时钟脉冲信号T3,方法如下:在时序电路模块中有两个二进制开关运行控制 与运行方式。将 运行控制 开关置为 运行 状态、运行方式 开关置为 连续 状态时,按动 运行启动 开关,则 T3有连续得方波信号输出,此时调节电位器 W1,用示波器观察,使T3输出实验要求得脉冲信号;本实验中 运行方式 开关置为 单步 状态,每按动一次 启动运行 开关,则 T3输出一个正单脉冲,其脉冲宽度与连续方式相同。(3)设置存储器单元地址,向该单元写入数据。文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 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SWB=0 LDDR1=1 LDDR2=0 T4 DR1 ALUB=1 SWB=0 LDDR1=0 LDDR2=1 T4 DR2 在手动方式下,输入数据由 8 位数据开关 KD0 KD7提供,并经一三态门 74LS245连至外部数据总线EXD0 EXD7,实验时将外部数据总线EXD0 EXD7用 8 芯排线连到内部数据总线BUSD0 BUSD7,分时给出地址与数据。它得读信号直接接地;它得写信号与片选信号由写入方式确定。该存储器中机器指令得读写分手动与自动两种方式。手动方式下,写信号由W/R提供,片选信号由 CE提供;自动方式下,写信号由控制CPU 得 P1、2 提供,片选信号由控制CPU 得 P1、1 提供。由于地址寄存器为8 位,故接入 6264得地址为 A0A7,而高 5 位 A8A12接地,所以其实际使用容量为256 字节。6264有四个控制线:CS1第一片选线、CS2第二片选线、OE读线、WE 写线。CS1片选线由 CE控制(对应开关 CE)、OE读线直接接地、WE 写线由 W/R控制(对应开关 WE)、CS2直接接+5V。2、实验接线(1)ALUBUS 连 EXJ3;(2)ALUO1 连 BUS1;(3)SJ2连 UJ2;(4)跳线器 J23 上 T4 连 SD;(5)AR跳线器拨在左边,同时开关AR拨在1 电平。(6)MBUS 连 BUS2;(7)EXJ1连 BUS3;(8)跳线器 J22 得 T3 连 TS3;(9)跳线器 J16 得 SP连 H23;(10)跳线器 LDDR1、LDDR2、ALUB、SWB、CE、WE、LDAR 拨在左边(手动位置)。(11)“运行方式”开关置为“单步”3、实验步骤(1)连接实验线路,仔细查线无误后接通电源。(2)形成时钟脉冲信号T3(3)用二进制数码开关KD0 KD7向 DR1与 DR2寄存器置数。(4)检验 DR1与 DR2中存入得数据就是否正确(利用算术逻辑运算功能发生器 74LS181 得逻辑功能,即M=1,F=A或 F=B实现),之后完成求与运算(即M=0,F=A+B)。(5)设置存储器单元地址,向该单元写入结果。(6)将存储器中该单元得内容输出到数据输出LED上显示。具体操作如下图所示:1将 35H通过开关KD7KD0 置入。KD7KD0 2将 48H通过开关KD7KD0 置入。KD7KD0 文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 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HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7 3实现求与运算4结果存入存储器00H单元。5验证存放结果。实验四微程序控制器实验一、实验目得(1)掌握时序信号发生电路组成原理;(2)掌握微程序控制器得设计思想与组成原理;(3)深入掌握微指令、微命令、微程序得概念;(4)掌握微程序得编制、写入,观察微程序得运行。二、实验要求(1)熟悉机器指令、程序、存储器、微指令、微程序、控制存储器得概念;(2)波形正确、测量数据要求准确;(3)写出实验报告。三、实验内容1、实验原理SWB=1 CE=0 WE=0 LDAR=0 LZD7LZD0=01111101(7DH)SWB=1 ALUB=0 MS3S0=01001cn=1 LZD7LZD0=01111101 CE=1 SWB=0 LDAR=1 T3 ALUB=1 SWB=1 KD7KD0=00H SWB=1 ALUB=0 CE=0 WE=1 LDAR=0 T3 CE=1 SWB=0 LDAR=1 T3 ALUB=1 SWB=1 KD7KD0=00H 文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 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HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7文档编码:CL4G7T2O4V5 HY10O9E3D3K3 ZS2T9C4T10T7实验所用得时序电路由可产生4 个等间隔得时序信号TS1 TS4,其中 SP为时钟信号,由实验机上时钟源提供,可产生频率及脉宽可调得方波信号。为了便于控制程序得运行,时序电路发生器设计了一个启停控制触发器UN1B,使TS1 TS4 信号输出可控。运行方式 、运行控制 、启动运行 三个信号分别就是来自实验机上三个开关。当 运行控制 开关置为 运行,运行方式 开关置为连续 时,一旦按下 启动运行 开关,运行触发器 UN1B 得输出 QT一直处于 1状态,因此时序信号 TS1 TS4将周而复始地发送出去;当 运行控制 开关置为 运行,运行方式 开关置为 单步 时,一旦按下 启动运行 开关,机器便处于单步运行状态,即此时只发送一个CPU周期得时序信号就停机。利用单步方式,每次只运行一条微指令,停机后可以观察微指令得代码与当前微指令得执行结果。另外,当实验机连续运行时,如果 运行方式 开关置 单步 位置,也会使实验机停机。2、微程序控制电路微程序控制器得组成,其中控制存储器采用3 片 E2PROM2816 芯片,具有掉电保护功能,微命令寄存器18 位,用两片 8D触发器 74LS273与一片 4D触发器74LS175组成。微地址寄存器6 位,用三片正沿触发得双D触发器 74LS74组成,它们带有清 0 端与预置端。在不判别测试得情况下,T2 时刻打入微地址寄存器得内容即为下一条微指令地址。当T4 时刻进行测试判别时,

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