計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)-運(yùn)算器組成實(shí)驗(yàn)報(bào)告

曾國(guó)江—計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告 - 0 - 計(jì)算機(jī)組成原理課程實(shí)驗(yàn)報(bào)告9.3 運(yùn)算器組成實(shí)驗(yàn)姓 名： 曾國(guó)江 學(xué) 號(hào)： 系 別： 計(jì)算機(jī)工程學(xué)院 班 級(jí)： 網(wǎng)絡(luò)工程1班 指導(dǎo)老師： 完成時(shí)間： 評(píng)語(yǔ)：得分：曾國(guó)江—計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告 - 1 - 9.3運(yùn)算器組成實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1．熟悉雙端口通用寄存器堆的讀寫(xiě)操作。 2．熟悉簡(jiǎn)單運(yùn)算器的數(shù)據(jù)傳送通路。 3．驗(yàn)證運(yùn)算器74LS181的算術(shù)邏輯功能。 4．按給定數(shù)據(jù)，完成指定的算術(shù)、邏輯運(yùn)算。 二、實(shí)驗(yàn)電路 ALU-BUS# DBUS7 DBUS0 Cn# C 三態(tài)門(mén)(244) 三態(tài)門(mén)(244) ALU(181) ALU(181) S3 S2 S1 S0 M A7A6A5A4 F7F6F5F4 F3F2F1F0 B3B2B1B0 Cn+4 Cn Cn Cn+4 LDDR2 T2 T2 LDDR1 LDRi T3 SW-BUS# DR1(273) DR2(273) 雙端口通用寄存器堆RF (ispLSI1016) RD1 RD0 RS1 RS0 WR1 WR0 數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)(SW7-SW0) 數(shù)據(jù)顯示燈 A3A2A1A0 B7B6B5B4 圖3.1 運(yùn)算器實(shí)驗(yàn)電路 LDRi T3 A B 三 態(tài) 門(mén) RS-BUS# 圖3.1示出了本實(shí)驗(yàn)所用的運(yùn)算器數(shù)據(jù)通路圖。參與運(yùn)算的數(shù)據(jù)首先通過(guò)實(shí)驗(yàn)臺(tái) 操作板上的八個(gè)二進(jìn)制數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)SW7-SW0來(lái)設(shè)置，然后輸入到雙端口通用寄存器堆RF曾國(guó)江—計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告 - 2 - 中。 RF(U30)由一個(gè)ispLSI1016實(shí)現(xiàn)，功能上相當(dāng)于四個(gè)8位通用寄存器，用于保存 參與運(yùn)算的數(shù)據(jù)，運(yùn)算后的結(jié)果也要送到RF中保存。雙端口寄存器堆模塊的控制信號(hào) 中，RS1、RS0用于選擇從B端口(右端口)讀出的通用寄存器，RD1、RD0用于選擇從 A端口(左端口)讀出的通用寄存器。而WR1、WR0用于選擇寫(xiě)入的通用寄存器。LDRi 是寫(xiě)入控制信號(hào)，當(dāng)LDRi＝1時(shí)，數(shù)據(jù)總線DBUS上的數(shù)據(jù)在T3寫(xiě)入由WR1、WR0指定 的通用寄存器。RF的A、B端口分別與操作數(shù)暫存器DR1、DR2相連；另外，RF的B端 口通過(guò)一個(gè)三態(tài)門(mén)連接到數(shù)據(jù)總線DBUS上，因而RF中的數(shù)據(jù)可以直接通過(guò)B端口送 到DBUS上。 DR1和DR2各由1片74LS273構(gòu)成，用于暫存參與運(yùn)算的數(shù)據(jù)。DR1接ALU的A輸 入端口，DR2接ALU的B輸入端口。ALU由兩片74LS181構(gòu)成，ALU的輸出通過(guò)一個(gè)三 態(tài)門(mén)(74LS244)發(fā)送到數(shù)據(jù)總線DBUS上。 實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的八個(gè)發(fā)光二極管DBUS7-DBUS0顯示燈接在DBUS上，可以顯示輸入數(shù)據(jù) 或運(yùn)算結(jié)果。另有一個(gè)指示燈C顯示運(yùn)算器進(jìn)位標(biāo)志信號(hào)狀態(tài)。 圖中尾巴上帶粗短線標(biāo)記的信號(hào)都是控制信號(hào)，其中 S3、S2、S1、S0、M、Cn#、LDDR1、LDDR2、ALU_BUS#、SW_BUS#、LDRi、RS1、RS0、RD 1、RD0、WR1、WR0都是電位信號(hào)，在本次實(shí)驗(yàn)中用撥動(dòng)開(kāi)關(guān)K0—K15來(lái)模擬；T2、T3 為時(shí)序脈沖信號(hào)，印制板上已連接到實(shí)驗(yàn)臺(tái)的時(shí)序電路。實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行單拍操作，每次 只產(chǎn)生一組T1、T2、T3、T4時(shí)序脈沖，需將實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的DP、DB開(kāi)關(guān)進(jìn)行正確設(shè)置。 將DP開(kāi)關(guān)置1，DB開(kāi)關(guān)置0，每按一次QD按鈕，則順序產(chǎn)生T1、T2、T3、T4一組單 脈沖。 三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備 1.TEC-5計(jì)算機(jī)組成實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)1臺(tái) 2.邏輯測(cè)試筆一支(在TEC-5實(shí)驗(yàn)臺(tái)上) 3.雙蹤示波器一臺(tái)(公用) 4.萬(wàn)用表一只(公用) 四、實(shí)驗(yàn)任務(wù)曾國(guó)江—計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告 - 3 - 1、按圖3.1所示，將運(yùn)算器模塊與實(shí)驗(yàn)臺(tái)操作板上的線路進(jìn)行連接。由于運(yùn) 算器模塊內(nèi)部的連線已由印制板連好，故接線任務(wù)僅僅是完成數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)、控制信 號(hào)模擬開(kāi)關(guān)、與運(yùn)算器模塊的外部連線。注意：為了建立清楚的整機(jī)概念，培養(yǎng) 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲心芰?#xff0c;手工連線是絕對(duì)必要的。 2.用開(kāi)關(guān)SW7—SW0向通用寄存器堆RF內(nèi)的R0—R3寄存器置數(shù)。然后讀出R0—R3 的內(nèi)容，在數(shù)據(jù)總線DBUS上顯示出來(lái)。 3.驗(yàn)證ALU的正邏輯算術(shù)、邏輯運(yùn)算功能。令DR1=55H，DR2=0AAH，Cn#=1。在M=0和M=1兩種情況下，令S3—S0的值從 0000B變到1111B，列表表示出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果包含進(jìn)位C，進(jìn)位C由指示燈顯示。 注意：進(jìn)位C是運(yùn)算器ALU最高位進(jìn)位Cn+4#的反，即有進(jìn)位為1，無(wú)進(jìn)位為0。 五、實(shí)驗(yàn)要求 1.做好實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，掌握運(yùn)算器的數(shù)據(jù)傳輸通路及其功能特性，并熟悉本實(shí)驗(yàn)中所用 的模擬開(kāi)關(guān)的作用和使用方法。 2.寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，內(nèi)容是：(1) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?(2) 按實(shí)驗(yàn)任務(wù)3的要求，列表表示出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 (3) 按實(shí)驗(yàn)任務(wù)4的要求，在表中填寫(xiě)各控制信號(hào)模擬開(kāi)關(guān)值，以及運(yùn)算結(jié)果 值。 六、實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)結(jié)果 (1) 、實(shí)驗(yàn)任務(wù)2的實(shí)驗(yàn)步驟和結(jié)果如下：(假定RO=66H,R1=99H) 1.置DP=1，DB=0，編程開(kāi)關(guān)撥到正常位置。 接線表如下： 數(shù)據(jù)通路 WR0 WR1 RS0 RS1 SW_BUS# RS_BUS# LDRi 電平開(kāi)關(guān) K0 K1 K2 K3 K3 K5 K6 2.打開(kāi)電源曾國(guó)江—計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告 - 4 -以下2條是將66H、99H分別寫(xiě)入R0、R1 3.置K0(WR0)=0，K1(WR1)=0，K4(SW_BUS#)=0，K5(RS_BUS#)=1，K6(LDRi)=1，SW7-SW0=66H.在DBUS上將觀察到DBUS=66H.按QD按鈕將66H寫(xiě)入R0。 4.置K0(WR0)=1,K1(WR1)=0，K4(SW_BUS#)=0，K5(RS_BUS#)=1，K6(LDRi)=1,SW7-SW0=99H.在DBUS上將觀察到DBUS=99H.按QD按鈕將99H寫(xiě)入R1。 R0，撥動(dòng)SW7-SW0開(kāi)關(guān)如下： SW7 SW6 SW5 SW4 SW3 SW2 SW1 SW0 0 1 1 0 0 1 1 0 撥動(dòng)數(shù)據(jù)通路開(kāi)關(guān)如下： 數(shù)據(jù)通路 WR0 WR1 SW- BUS# RS- BUS# LDRi 電平開(kāi)關(guān) 0 0 0 1 1 DBUS觀察情況： 0110 0110 按動(dòng)QD，將66H數(shù)據(jù)寫(xiě)入R0。 R1，撥動(dòng)SW7-SW0開(kāi)關(guān)如下： SW7 SW6 SW5 SW4 SW3 SW2 SW1 SW0 1 0 0 1 1 0 0 1 撥動(dòng)數(shù)據(jù)通路開(kāi)關(guān)如下： 數(shù)據(jù)通路 WR0 WR1 SW-BUS# RS-BUS# LDRi 電平開(kāi)關(guān) 1 0 0 1 1 DBUS觀察情況： 1001 1001 按動(dòng)QD，將99H數(shù)據(jù)寫(xiě)入R1。以下2條是在DBUS總線上顯示R0、R1的值 5.置K2(RS0)=0，K3(RS1)=0，K4(SW_BUS#)=1，K5(RS_BUS#)=0，K6(LDRi)=0,在 DBUS上將觀察到DBUS=66H。 6.置K2(RS0)=1，K

總結(jié)

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