2022年2022年计算机组成原理实验教案 .pdf

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1、计算机组成原理实验教案计算机科学学院计算机系第一章实验项目一、 寄存器实验实验要求： 利用 COP2000 实验仪上的K16.K23 开关做为DBUS 的数据，其它开关做为控制信号，将数据写入寄存器，这些寄存器包括累加器A，工作寄存器W，数据寄存器组 R0.R3，地址寄存器MAR ，堆栈寄存器ST，输出寄存器OUT。实验目的： 了解模型机中各种寄存器结构、工作原理及其控制方法。实验说明：寄存器的作用是用于保存数据的，因为我们的模型机是8 位的，因此在本模型机中大部寄存器是8 位的，标志位寄存器(Cy, Z) 是二位的。COP2000 用 74HC574 来构成寄存器。74HC574 的功能如下

2、：1. 在 CLK2. 当 OC = 1 OC CLK Q7.Q0 注释1 X ZZZZZZZZ OC 为 1 时触发器的输出被关闭0 0 Q7.Q0 当 OC=0 时触发器的输出数据0 1 Q7.Q0 当时钟为高时，触发器保持数据不变X D7.D0 在 CLK 的上升沿将输入端的数据打入到触发器中74HC574 工作波形图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 40 页 - - - - - - - - - 实验 1：A，W寄存器实验连接线表连接信号孔接入孔作用有

3、效电平1 J1 座J3 座将K23-K16接入DBUS7:0 2 AEN K3 选通 A 低电平有效3 WEN K4 选通 W 低电平有效4 ALUCK CLOCK ALU 工作脉冲上升沿打入将 55H写入 A寄存器二进制开关K23-K16 用于 DBUS7:0 的数据输入，置数据55H K23 K22 K21 K20 K19 K18 K17 K16 0 1 0 1 0 1 0 1 置控制信号为：K4(WEN) K3(AEN) 1 0 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

4、，数据55H 被写入 A 寄名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 40 页 - - - - - - - - - 存器。将 66H写入 W寄存器二进制开关K23-K16 用于 DBUS7:0 的数据输入，置数据66H K23 K22 K21 K20 K19 K18 K17 K16 0 1 1 0 0 1 1 0 置控制信号为：K4(WEN) K3(AEN) 0 1 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

5、器。放开CLOCK 键， CLOCK 由低变高，产生一个上升沿，数据66H 被写入 W 寄存器。注意观察：数据是在放开CLOCK 键后改变的，也就是CLOCK 的上升沿数据被打入。 WEN ，AEN 为高时，即使CLOCK 有上升沿，寄存器的数据也不会改变。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 40 页 - - - - - - - - - 实验 2：R0 ，R1 ，R2，R3寄存器实验连接线表连接信号孔接入孔作用有效电平1 J1 座J3 座将K23-K16接入D

6、BUS7:0 2 RRD K11 寄存器组读使能低电平有效3 RWR K10 寄存器组写使能低电平有效4 SB K1 寄存器选择B 5 SA K0 寄存器选择A 6 RCK CLOCK 寄存器工作脉冲上升沿打入名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 40 页 - - - - - - - - - 将 11H写入 R0寄存器二进制开关K23-K16 用于 DBUS7:0 的数据输入，置数据11H K23 K22 K21 K20 K19 K18 K17 K16 0 0

7、0 1 0 0 0 1 置控制信号为：K11(RRD) K10(RWR) K1(SB) K0(SA) 1 0 0 0 按住 CLOCK 脉冲键， CLOCK 由高变低，这时寄存器R0 的黄色选择指示灯亮，表明选择R0 寄存器。放开CLOCK键， CLOCK 由低变高，产生一个上升沿，数据11H 被写入R0寄存器。将 22H写入 R1寄存器二进制开关K23-K16 用于 DBUS7:0 的数据输入，置数据22H K23 K22 K21 K20 K19 K18 K17 K16 0 0 1 0 0 0 1 0 置控制信号为：K11(RRD) K10(RWR) K1(SB) K0(SA) 1 0 0

8、1 按住 CLOCK 脉冲键， CLOCK 由高变低，这时寄存器R1 的黄色选择指示灯亮，表明选择R1 寄存器。放开CLOCK键， CLOCK 由低变高，产生一个上升沿，数据22H 被写入R1寄存器。将 33H写入 R2寄存器二进制开关K23-K16 用于 DBUS7:0 的数据输入，置数据33H K23 K22 K21 K20 K19 K18 K17 K16 0 0 1 1 0 0 1 1 置控制信号为：K11(RRD) K10(RWR) K1(SB) K0(SA) 1 0 1 0 按住 CLOCK 脉冲键， CLOCK 由高变低，这时寄存器R2 的黄色选择指示灯亮，表明选择R2 寄存器。放

9、开CLOCK键， CLOCK 由低变高，产生一个上升沿，数据33H 被写入R2寄存器。将 44H写入 R3寄存器二进制开关K23-K16 用于 DBUS7:0 的数据输入，置数据44H K23 K22 K21 K20 K19 K18 K17 K16 0 1 0 0 0 1 0 0 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 40 页 - - - - - - - - - 置控制信号为：K11(RRD) K10(RWR) K1(SB) K0(SA) 1 0 1 1 按住

10、CLOCK 脉冲键， CLOCK 由高变低，这时寄存器R3 的黄色选择指示灯亮，表明选择R3 寄存器。放开CLOCK键， CLOCK 由低变高，产生一个上升沿，数据44H 被写入R3寄存器。注意观察：1. 数据是在放开CLOCK 键后改变的，也就是CLOCK 的上升沿数据被打入。2. K1(SB), K0(SA) 用于选择寄存器。K1(SB) K0(SA) 选择0 0 R0 0 1 R1 1 0 R2 1 1 R3 读 R0寄存器置控制信号为：K11(RRD) K10(RWR) K1(SB) K0(SA) 0 1 0 0 这时寄存器R0 的红色输出指示灯亮，R0 寄存器的数据送上数据总线。此时

11、液晶显示DBUS: 11 00010001. 将 K11(RRD) 置为 1, 关闭 R0 寄存器输出 . 读 R1寄存器置控制信号为：K11(RRD) K10(RWR) K1(SB) K0(SA) 0 1 0 1 这时寄存器R1 的红色输出指示灯亮，R1 寄存器的数据送上数据总线。此时液晶显示DBUS: 22 00100010. 将 K11(RRD) 置为 1, 关闭 R1 寄存器输出 . 读 R2寄存器名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 40 页 - -

12、- - - - - - - 置控制信号为：K11(RRD) K10(RWR) K1(SB) K0(SA) 0 1 1 0 这时寄存器R2 的红色输出指示灯亮，R2 寄存器的数据送上数据总线。此时液晶显示DBUS: 33 00110011. 将 K11(RRD) 置为 1, 关闭 R2 寄存器输出 . 读 R3寄存器置控制信号为：K11(RRD) K10(RWR) K1(SB) K0(SA) 0 1 1 1 这时寄存器R3 的红色输出指示灯亮，R3 寄存器的数据送上数据总线。此时液晶显示DBUS: 44 01000100. 将 K11(RRD) 置为 1, 关闭 R3 寄存器输出 . 注意观察：

13、1. 数据在 K11(RRD) 为 0 时输出 , 不是沿触发 , 与数据打入不同。实验 3：MAR 地址寄存器， ST堆栈寄存器， OUT 输出寄存器寄存器 MAR 原理图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 40 页 - - - - - - - - - 寄存器 ST 原理图寄存器 OUT 原理图连接线表连接信号孔接入孔作用有效电平1 J2 座J3 座将K23-K16接入DBUS7:0 2 MAROE K14 MAR 地址输出使能低电平有效3 MAREN K1

14、5 MAR 寄存器写使能低电平有效4 STEN K12 ST 寄存器写使能低电平有效5 OUTEN K13 OUT 寄存器写使能低电平有效6 CK CLOCK 寄存器工作脉冲上升沿打入将 12H写入 MAR 寄存器二进制开关K23-K16 用于 DBUS7:0 的数据输入，置数据12H K23 K22 K21 K20 K19 K18 K17 K16 0 0 0 1 0 0 1 0 置控制信号为：K14(MAROE) K15(MAREN) K12(STEN) K13(OUTEN) 0 0 1 1 按住 CLOCK脉冲键， CLOCK 由高变低，这时寄存器MAR 的黄色选择指示灯亮，表明选择 MA

15、R 寄存器。放开CLOCK 键， CLOCK 由低变高，产生一个上升沿，数据12H 被名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 40 页 - - - - - - - - - 写入 MAR 寄存器。K14(MAROE) 为 0, MAR 寄存器中的地址输出. MAR 红色输出指示灯亮. 将 K14(MAROE) 置为 1. 关闭 MAR 输出 . 将 34H写入 ST寄存器二进制开关K23-K16 用于 DBUS7:0 的数据输入，置数据34H K23 K22 K21

16、 K20 K19 K18 K17 K16 0 0 1 1 0 1 0 0 置控制信号为：K14(MAROE) K15(MAREN) K12(STEN) K13(OUTEN) 1 1 0 1 按住 CLOCK 脉冲键， CLOCK 由高变低，这时寄存器ST 的黄色选择指示灯亮，表明选择ST 寄存器。放开CLOCK键， CLOCK 由低变高，产生一个上升沿，数据34H 被写入ST寄存器。将 56H写入 OUT寄存器二进制开关K23-K16 用于 DBUS7:0 的数据输入，置数据56H K23 K22 K21 K20 K19 K18 K17 K16 0 1 0 1 0 1 1 0 置控制信号为：K

17、14(MAROE) K15(MAREN) K12(STEN) K13(OUTEN) 1 1 1 0 按住 CLOCK 脉冲键， CLOCK 由高变低，这时寄存器OUT 的黄色选择指示灯亮，表明选择 OUT 寄存器。放开CLOCK 键，CLOCK 由低变高，产生一个上升沿，数据56H 被写入OUT 寄存器。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 40 页 - - - - - - - - - 二、 运算器实验实验要求：利用COP2000 实验仪的K16.K23 开关做

18、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。实验目的：了解模型机中算术、逻辑运算单元的控制方法。实验说明：COP2000 中的运算器由一片可编程芯片EPLD 实现 . 有 8 种运算 , 通过 S2,S1,S0 来选择。运算数据由寄存器A 及寄存器W 给出 , 运算结果输出到直通门D。有兴趣的同学可以参考第 76 页实现本 ALU 功能的 ABLE 语言。了解ALU 的实现方法。运算器结构：运算器ALU 模块由XC9572 PLCC44 组成， XC9572 的管脚连接如图1 所示。 ALU 模块在COP2000

19、出厂时已经设计了一种ALU （ 用 ABEL 语言设计的）具体的结构如图2 所示，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A、W 的选通控制端， Cy IN 、CN 分别是进位输入和进位输出。X0 、X1 用于控制输出O0-7 是直通、左移、右移。图 1 运算器的管脚定义

20、名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 40 页 - - - - - - - - - 图 2 用 XC9572 设计的 ALU 的结构框图S2 S1 S0 功能0 0 0 A+W 加0 0 1 A-W 减0 1 0 A|W 或0 1 1 A&W 与1 0 0 A+W+C 带进位加1 0 1 A-W-C 带进位减1 1 0 A A 取反1 1 1 A 输出 A 连接线表连接信号孔接入孔作用有效电平1 J1 座J3 座将 K23-K16 接入 DBUS7:0 2 S

21、0 K0 运算器功能选择3 S1 K1 运算器功能选择4 S2 K2 运算器功能选择5 AEN K3 选通 A 低电平有效6 WEN K4 选通 W 低电平有效7 Cy IN K5 运算器进位输入8 ALUCK CLOCK ALU 工作脉冲上升沿打入将 55H写入 A寄存器二进制开关K23-K16 用于 DBUS7:0 的数据输入，置数据55H K23 K22 K21 K20 K19 K18 K17 K16 0 1 0 1 0 1 0 1 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - -

22、第 11 页，共 40 页 - - - - - - - - - 置控制信号为：K5(Cy IN) K4(WEN) K3(AEN) K2(S2) K1(S1) K0(S0) 0 1 0 0 0 0 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 DBUS7:0 的数据输入，置数据33H K23 K22 K21 K20 K19 K18 K17 K16 0 0 1 1 0 0 1 1 置控制信号为：K

23、5(Cy IN) K4(WEN) K3(AEN) K2(S2) K1(S1) K0(S0) 0 0 1 0 0 0 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。置下表的控制信号, 检验运算器的运算结果K5(Cy IN) K2(S2) K1(S1) K0(S0) 结果 (直通门 D) 注释X 0 0 0 88H 加运算X 0 0 1 22H 减运算X 0 1 0 77H 或运算X 0 1 1 11H 与运算0 1 0 0 88H 带进位加运算1

24、1 0 0 89H 带进位加运算0 1 0 1 22H 带进位减运算1 1 0 1 21H 带进位减运算X 1 1 0 AAH 取反运算X 1 1 1 55H 输出 A 注意观察：运算器在加上控制信号及数据(A,W) 后, 立刻给出结果, 不须时钟 . 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 40 页 - - - - - - - - - 三、 数据输出实验 / 移位门实验实验要求：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DBU

25、S 上。实验目的： 1。了解模型机中多寄存器接数据总线的实现原理。2。了解运算器中移位功能的实现方法。实验说明：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. 数据输出选择器原理图X2 X1 X0 输出寄存器0 0 0 IN_OE 外部输入门0 0 1 IA_OE 中断向量0 1 0 ST_OE 堆栈寄存器0 1 1 PC_OE PC 寄存器1 0 0 D_OE 直通门1 0 1 R_OE 右移门1 1 0 L_OE 左移门1 1 1 没有输出连接线表连接信号孔接入孔作用有效电平1 J1

26、座J3 座将 K23-K16 接入 DBUS7:0 2 X0 K5 寄存器输出选择3 X1 K6 寄存器输出选择4 X2 K7 寄存器输出选择5 AEN K3 选通 A 低电平有效6 CN K9 移位是否带进位0:不带进位1:带进位7 Cy IN K8 移位进位输入8 S2 K2 运算器功能选择9 S1 K1 运算器功能选择10 S0 K0 运算器功能选择11 ALUCK CLOCK ALU 工作脉冲上升沿打入实验 1：数据输出实验置下表的控制信号, 检验输出结果X2 X1 X0 指示灯（红色）液晶显示（数据总线值）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - -

27、- - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 40 页 - - - - - - - - - 0 0 0 IN 指示输入门（ K23-K16 ）0 0 1 IA 指示中断向量（由拨动开关给出）0 1 0 ST 指示堆栈寄存器0 1 1 PC 指示PC 寄存器1 0 0 D 直通门指示D 直通门1 0 1 R 右移门指示R 右移门1 1 0 L 左移门指示L 左移门1 1 1 没有输出实验 2：移位实验直通门将运算器的结果不移位送总线。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，

28、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：ALU 直接输出和零标志位产生原理图ALU 左移输出原理图ALU 右移输出原理图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 40 页 - - - - - - - - - Cy 与 CN DBUS7 ALU7 DBUS6 ALU6 DBUS5 ALU5 DBUS4 ALU4 DBUS3 ALU3 DBUS2 ALU2 DBUS1 ALU1 DBUS0 Cy

29、 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 DBUS7 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 DBUS7 ALU5 DBUS6 ALU4 DBUS5 ALU3 DBUS4 ALU2 DBUS3 ALU1 DBUS2 ALU0 DBUS1 当不带进位移位时(CN=0) ：0 DBUS0 当带进位移位时(CN=1) ：Cy DBUS0 将 55H写入 A寄存器二进制开关K23-K16 用于 DBUS7:0 的数据输入，置数据55H K23 K22 K21 K

30、20 K19 K18 K17 K16 0 1 0 1 0 1 0 1 置控制信号为：K3(AEN) K2(S2) K1(S1) K0(S0) 0 1 1 1 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CN Cy IN L D R 0 X AA 1010 1010 55 0101 0101 2A 0010 1010 1 0 AA 1010 1010 55 0101 0101 2A 0010 101

31、0 1 1 AB 1010 1011 55 0101 0101 AA 1010 1010 注意观察：移位与输出门是否打开无关，无论运算器结果如何，移位门都会给出移位结果。但究名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 40 页 - - - - - - - - - 竟把那一个结果送数据总线由X2X1X0 输出选择决定。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - -

32、- 第 16 页，共 40 页 - - - - - - - - - 四、 微程序计数器 uPC实验实验要求：利用COP2000实验仪上的K16.K23 开关做为DBUS的数据，其它开关做为控制信号，实现微程序计数器uPC的写入和加1 功能。实验目的： 1。了解模型机中微程序的基本概念。2。了解uPC 的结构、工作原理及其控制方法。实验说明：74HC161 是一片带预置的4 位二进制记数器。功能如下：当 RST = 0 时，记数器被清0 当 IREN = 0 时，在 CK 的上升沿，预置数据被打入记数器当 IREN = 1 时，在 CK 的上升沿，记数器加一TC 为进位，当记数到F（1111）时

33、， TC=1 CEP，CET 为记数使能，当CEP，CET=1 时，记数器工作，CEP，CET=0 时，记数器保持原记数值在 COP2000 中，指令IBUS7:0 的高六位被接到uPC 预置的高六位，uPC 预置的低两位被置为 0。一条指令最多可有四条微指令。连接线表连接信号孔接入孔作用有效电平1 J2 座J3 座将 K23-K16 接入 DBUS7:0 2 IREN K0 预置 uPC 低电平有效3 EMEN K1 EM 存储器工作使能低电平有效4 EMWR K2 EM 存储器写使能低电平有效名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - -

34、- - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 40 页 - - - - - - - - - 5 EMRD K3 EM 存储器读使能低电平有效6 IRCK CLOCK uPC 工作脉冲上升沿打入实验 1：uPC加一实验置控制信号为：K3(EMRD) K2(EMWR) K1(EMEN) K0(IREN) 1 1 1 1 按一次 CLOCK 脉冲键， CLOCK 产生一个上升沿，数据uPC 被加一。实验 2：uPC打入实验二进制开关K23-K16 用于 DBUS7:0 的数据输入，置数据12H K23 K22 K21 K20 K19 K18 K17 K16 0 0 0

35、1 0 0 1 0 置控制信号为：K3(EMRD) K2(EMWR) K1(EMEN) K0(IREN) 1 0 0 0 当 EMWR ，EMEN=0 时，数据总线（DBUS ）上的数据被送到指令总线（IBUS）上。按住CLOCK脉冲键， CLOCK由高变低，这时寄存器uPC 的黄色预置指示灯亮，表明uPC 被预置。放开CLOCK键， CLOCK由低变高，产生一个上升沿，数据10H 被写入uPC 寄存器。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 18 页，共 40 页 - -

36、- - - - - - - 五、 PC实验实验要求：利用COP2000 实验仪上的K16.K23 开关做为DBUS 的数据，其它开关做为控制信号，实现程序计数器PC 的写入及加1功能。实验目的： 1。了解模型机中程序计数器PC 的工作原理及其控制方法。2。了解程序执行过程中跳转指令的实现方法。实验说明：PC 是由两片74HC161 构成的八位带预置记数器，预置数据来自数据总线。记数器的输出通过74HC245 （PCOE）送到地址总线。PC 值还可以通过74HC245 （PCOE_D）送回数据总线。在当 RST = 0 时， PC 记数器被清0 当 LDPC = 0 时，在 CK 的上升沿，预置

37、数据被打入PC 记数器当 PC+1 = 1 时，在 CK 的上升沿， PC 记数器加一当 PCOE = 0 时，PC 值送数据总线名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 19 页，共 40 页 - - - - - - - - - PC 打入控制电路由一片74HC151 八选一构成。ELP IR3 IR2 Cy Z LDPC 1 X X X X 1 0 0 0 1 X 0 0 0 0 0 X 1 0 0 1 X 1 0 0 0 1 X 0 1 0 1 X X X 0 当 ELP

38、=1 时， LDPC=1 ，不允许 PC 被预置当 ELP=0 时， LDPC 由 IR3，IR2，Cy，Z 确定当 IR3 IR2 = 1 X 时， LDPC=0 ，PC 被预置当 IR3 IR2 = 0 0 时，LDPC= 非 Cy，当 Cy=1 时，PC 被预置当 IR3 IR2 = 0 1 时，LDPC= 非 Z，当 Z=1 时， PC 被预置连接线表连接信号孔接入孔作用有效电平1 J2 座J3 座将 K23-K16 接入 DBUS7:0 2 PCOE K5 PC 输出到地址总线低电平有效3 JIR3 K4 预置选择 1 4 JIR2 K3 预置选择 0 5 JRZ K2 Z 标志输入

39、6 JRC K1 C 标志输入7 ELP K0 预置允许低电平有效8 PCCK CLOCK PC 工作脉冲上升沿打入实验 1：PC加一实验置控制信号为：K5（PCOE）K0（ELP）0 1 按一次 CLOCK 脉冲键， CLOCK 产生一个上升沿，数据PC 被加一。实验 2：PC打入实验二进制开关K23-K16 用于 DBUS7:0 的数据输入，置数据12H K23 K22 K21 K20 K19 K18 K17 K16 0 0 0 1 0 0 1 0 PC 打入控制原理图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心

40、整理 - - - - - - - 第 20 页，共 40 页 - - - - - - - - - 置控制信号为：IR3 (K4) IR2 (K3) JRZ (K2) JRC (K1) ELP (K0) LDPC 黄色 PC 预置指示灯X X X X 1 1 灭0 0 X 1 0 0 亮0 0 X 0 0 1 灭0 1 1 X 0 0 亮0 1 0 X 0 1 灭1 X X X 0 0 亮每置控制信号后，按一下CLOCK 键，观察 PC 的变化。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - -

41、- 第 21 页，共 40 页 - - - - - - - - - 六、 存储器 EM实验实验要求：利用COP2000 实验仪上的K16.K23 开关做为DBUS 的数据，其它开关做为控制信号，实现程序存储器EM 的读写操作。实验目的：了解模型机中程序存储器EM 的工作原理及控制方法。实验说明：存储器 EM 由一片 6116RAM 构成，通过一片74HC245 与数据总线相连。存储器EM 的地址可选择由PC 或 MAR 提供。存储器 EM 的数据输出直接接到指令总线IBUS，指令总线IBUS 的数据还可以来自一片74HC245。当 ICOE 为 0 时，这片74HC245 输出中断指令B8。连

42、接线表连接信号孔接入孔作用有效电平1 J2座J3 座将 K23-K16 接入 DBUS7:0 2 IREN K6 IR, uPC 写允许低电平有效3 PCOE K5 PC 输出地址低电平有效4 MAROE K4 MAR 输出地址低电平有效5 MAREN K3 MAR 写允许低电平有效6 EMEN K2 存储器与数据总线相连低电平有效7 EMRD K1 存储器读允许低电平有效8 EMWR K0 存储器写允许低电平有效9 PCCK CLOCK PC 工作脉冲上升沿打入10 MARCK CLOCK MAR 工作脉冲上升沿打入11 EMCK CLOCK 写脉冲上升沿打入12 IRCK CLOCK IR

43、, uPC 工作脉冲上升沿打入实验 1：PC/MAR 输出地址选择置控制信号为：K5 (PCOE) K4 (MAROE) 地址总线红色地址输出指示灯0 1 PC 输出地址PC 地址输出指示灯亮1 0 MAR 输出地址MAR 地址输出指示灯亮名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 22 页，共 40 页 - - - - - - - - - 1 1 地址总线浮空0 0 错误, PC 及 MAR 同时输出PC 及 MAR 地址输出指示灯亮以下存贮器EM 实验均由 MAR 提供地址实

44、验 2：存储器 EM写实验将地址 0 写入 MAR 二进制开关K23-K16 用于 DBUS7:0 的数据输入，置数据00H K23 K22 K21 K20 K19 K18 K17 K16 0 0 0 0 0 0 0 0 置控制信号为：K6 (IREN) K5 (PCOE) K4 (MAROE) K3 (MAREN) K2 (EMEN) K1 (EMRD) K0 (EMWR) 1 1 1 0 1 1 1 按 CLOCK 键, 将地址 0 写入 MAR 将地址 11H写入 EM0 二进制开关K23-K16 用于 DBUS7:0 的数据输入，置数据11H K23 K22 K21 K20 K19 K

45、18 K17 K16 0 0 0 1 0 0 0 1 置控制信号为：K6 (IREN) K5 (PCOE) K4 (MAROE) K3 (MAREN) K2 (EMEN) K1 (EMRD) K0 (EMWR) 1 1 0 1 0 1 0 按 CLOCK 键, 将地址 11H 写入 EM0 将地址 1 写入 MAR 二进制开关K23-K16 用于 DBUS7:0 的数据输入，置数据01H K23 K22 K21 K20 K19 K18 K17 K16 0 0 0 0 0 0 0 1 置控制信号为：K6 (IREN) K5 (PCOE) K4 (MAROE) K3 (MAREN) K2 (EME

46、N) K1 (EMRD) K0 (EMWR) 1 1 1 0 1 1 1 按 CLOCK 键, 将地址 1 写入 MAR 将地址 22H写入 EM1 二进制开关K23-K16 用于 DBUS7:0 的数据输入，置数据22H K23 K22 K21 K20 K19 K18 K17 K16 0 0 1 0 0 0 1 0 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 23 页，共 40 页 - - - - - - - - - 置控制信号为：K6 (IREN) K5 (PCOE) K4

47、(MAROE) K3 (MAREN) K2 (EMEN) K1 (EMRD) K0 (EMWR) 1 1 0 1 0 1 0 按 CLOCK 键, 将地址 22H 写入 EM1 实验 3：存储器 EM 读实验将地址 0 写入 MAR 二进制开关K23-K16 用于 DBUS7:0 的数据输入，置数据00H K23 K22 K21 K20 K19 K18 K17 K16 0 0 0 0 0 0 0 0 置控制信号为：K6 (IREN) K5 (PCOE) K4 (MAROE) K3 (MAREN) K2 (EMEN) K1 (EMRD) K0 (EMWR) 1 1 1 0 1 1 1 按 CLO

48、CK 键, 将地址 0 写入 MAR 读 EM0 置控制信号为：K6 (IREN) K5 (PCOE) K4 (MAROE) K3 (MAREN) K2 (EMEN) K1 (EMRD) K0 (EMWR) 1 1 0 1 1 0 1 EM0 被读出 : 11H 将地址 1 写入 MAR 二进制开关K23-K16 用于 DBUS7:0 的数据输入，置数据01H K23 K22 K21 K20 K19 K18 K17 K16 0 0 0 0 0 0 0 1 置控制信号为：K6 (IREN) K5 (PCOE) K4 (MAROE) K3 (MAREN) K2 (EMEN) K1 (EMRD) K

49、0 (EMWR) 1 1 1 0 1 1 1 按 CLOCK 键, 将地址 0 写入 MAR 读 EM1 置控制信号为：K6 (IREN) K5 (PCOE) K4 (MAROE) K3 (MAREN) K2 (EMEN) K1 (EMRD) K0 (EMWR) 1 1 0 1 1 0 1 EM1 被读出 : 22H 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 24 页，共 40 页 - - - - - - - - - 实验 4：存储器打入 IR 指令寄存器 /uPC 实验将地址

50、 0 写入 MAR 二进制开关K23-K16 用于 DBUS7:0 的数据输入，置数据00H K23 K22 K21 K20 K19 K18 K17 K16 0 0 0 0 0 0 0 0 置控制信号为：K6 (IREN) K5 (PCOE) K4 (MAROE) K3 (MAREN) K2 (EMEN) K1 (EMRD) K0 (EMWR) 1 1 1 0 1 1 1 按 CLOCK 键, 将地址 0 写入 MAR 读 EM0, 写入 IR 及 uPC 置控制信号为：K6 (IREN) K5 (PCOE) K4 (MAROE) K3 (MAREN) K2 (EMEN) K1 (EMRD)