发布时间 : 星期三 文章计算机组成原理实验指导书 - 图文更新完毕开始阅读eeb495c4bed5b9f3f80f1c77
计算机组成原理实验平台
D1CK D2CK S0~S3 M CN CCK ALU-O X0、X1 ERA RA-O RACK M DR1寄存器工作脉冲 DR2寄存器工作脉冲 74LS181工作方式选择 选择逻辑或算术运算 有无进位输入 进位寄存器的工作脉冲 74LS181计算结果输出至总线 通用寄存器的工作模式 选通通用寄存器 通用寄存器内容输出至总线 通用寄存器工作脉冲 在ALU单元中作为逻辑和算术运算的选择。在本实验中决定是否带进位移位 上升沿有效 上升沿有效 见附表 低电平为逻辑运算,高电平为算术运算 高电平有效 上升沿有效 低电平有效 见附表 低电平有效 低电平有效 上升延有效 0 带进位 1 不带进位 2.3.4 实验步骤
实验一：算术逻辑单元带进位位的加法运算实验
● 把ALU-IN（8芯的盒型插座）与右板上的二进制开关单元中J01插座相连(对应二进制开关H16~H23)，把ALU-OUT（8芯的盒型插座）与数据总线上的DJ2相连。
● 把D1CK、D2CK、CCK用连线连到脉冲单元的PLS1上，把EDR1、EDR2、ALU-O、S0、S1、S2、S3、CN、M接入二进制拨动开关（请按下表接线）。 控制信号 D1CK D2CK CCK EDR1 EDR2 ALU-O CN M S3 S2 S1 S0 接入开关位号 PLS1 孔 PLS1 孔 PLS1 孔 H8 孔 H7 孔 H6 孔 H5 孔 H4 孔 H3 孔 H2 孔 H1 孔 H0 孔 ● 按启停单元中停止按钮，实验平台停机并且把进位寄存器CY清零（CY灯灭）。在本实验中使用算术逻辑单元作为进位发生器，按运行键，实验即进入运行状态。
● 二进制开关H16~H23作为数据输入，置65H（对应开关如下表）。 H23 D7 0 H22 D6 1 H21 D5 1 H20 D4 0 H19 D3 0 H18 D2 1 H17 D1 0 H16 D0 1 数据总线值 8位数据 65H 置各控制信号如下：
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H8 EDR1 0 H7 EDR2 1 H6 ALU-O 0 H5 CN 1 H4 M 0 H3 S3 1 H2 S2 0 H1 S1 0 H0 S0 1 ● 按脉冲单元中的PLS1脉冲按键，在D1CK上产生一个上升沿，把65H打入DR1数据锁存器，通过逻辑笔或示波器来测量确定DR1寄存器（74LS374）的输出端，检验数据是否进入DR1中。
● 二进制开关H16~H23作为数据输入，置A7H（对应开关如下表）。 H23 D7 1 H8 EDR1 1 H22 D6 0 H7 EDR2 0 H21 D5 1 H20 D4 0 H19 D3 0 H5 CN 1 H18 D2 1 H4 M 0 H17 D1 1 H3 S3 1 H16 D0 1 H2 S2 0 数据总线值 8位数据 A7H H1 S1 0 H0 S0 1 置各控制信号如下：
H6 ALU-O 1 ● 按脉冲单元中的PLS1脉冲按键，在D2CK上产生一个上升沿，把A7H打入DR2数据锁存器。
● 再置各控制信号如下： H8 EDR1 1 H7 EDR2 1 H6 ALU-O 0 H5 CN 1 H4 M 0 H3 S3 1 H2 S2 0 H1 S1 0 H0 S0 1 ● 按脉冲单元中的PLS1脉冲按键，在CCK上产生一个上升沿，把74LS181的进位打入进位寄存器中，在有进位的情况下，CY指示灯亮，并且ALU-O为0，把计算结果输出到数据总线。
● 经过74LS181的计算将产生进位，即Cn+4输出0，当把计算结果输出到总线时，数据总线指示灯IDB0~IDB7将显示结果0CH。
实验二：带进位移位实验
● 按启停单元中停止按钮，实验平台停机时把进位寄存器CY清零（CY灯灭）。在本实验中使用通用寄存器作为进位发生器，按运行键，实验即进入运行状态。
把RA-IN（8芯的盒型插座）与右板上的二进制开关单元中J01相连(对应二进制开关H16~H23)，把RA-OUT（8芯的盒型插座）与数据总线上的DJ6相连。
● 把CCK、RACK连到脉冲单元的PLS1，把ERA、X0、X1、RA-O、M接入二进制拨动开关。（请按下表接线）。 信号定义 CCK RACK X0 X1 ERA RA-O M 接入开关位号 PLS1 孔 PLS1 孔 H12 孔 H11 孔 H10 孔 H9 孔 H4 孔 ● 二进制开关H16~H23作为数据输入，置81H（对应开关如下表）。 H23 D7 1 H22 D6 0 H21 D5 0 H20 D4 0 H19 D3 0 H18 D2 0 H17 D1 0 H16 D0 1 数据总线值 8位数据 81H 置各控制信号如下：
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H12 X0 1 H11 X1 1 H10 ERA 0 H9 RA-O 0 H4 M 0 ● 按脉冲单元中的PLS1脉冲按键，在RACK上产生一个上升沿，把81H打入通用寄存器内。
● 此时数据总线上的指示灯IDB0~IDB7 应该显示为81H。由于通用寄存器内容不为0，所以ZD（LED）灯灭。
置各控制信号如下： H12 X0 0 H11 X1 1 H10 ERA 0 H9 RA-O 0 H4 M 0 ● 按脉冲单元中的PLS1脉冲按键，在RACK上产生一个上升沿，使通用寄存器中的值左移。因进位寄存器CY的初始值为0，在RACK脉冲作用下将CY打入通用寄存器的最低位Q0。同时在CCK脉冲作用下把通用寄存器的最高位Q7（为1）打入进位寄存器CY，使CY显示灯亮，这样就实现了带进位的左移功能。
● 同样置各控制信号如下，并且按脉冲单元中的PLS1脉冲按键，可实现带进位的右移功能。
H12 X0 1 H11 X1 0 H10 ERA 0 H9 RA-O 0 H4 M 0 把M作为是否带进位的选择，M=0 带进位移位，M=1不带进位移位。控制型号X0、X1、M的功能状态如下：
功能状态表 X1 0 0 1 1 X0 1 1 0 0 M 1 0 1 0 功能 循环右移 带进位循环右移 循环左移 带进位循环左移 CY->Q7->Q6->Q5->Q4->Q3->Q2->Q1->Q0 Q7<-Q6<-Q5<-Q4<-Q3<-Q2<-Q1<-Q0 CY<-Q7<-Q6<-Q5<-Q4<-Q3<-Q2<-Q1<-Q0 移位操作 Q7->Q6->Q5->Q4->Q3->Q2->Q1->Q0 2.4 存储器和总线实验 2.4.1 实验目的
熟悉存储器和总线的硬件电路 2.4.2 实验要求
按照实验步骤完成实验项目，熟悉存储器的读、写操作，理解在总线上数据传输的方法。 2.4.3 实验说明
2.4.3.1 存储器和总线的构成
1、总线由1片74LS245、1片74LS244组成，把整个系统分为内部总线和外部总线。2片74LS374锁存当前的数据、地址总线上的数据以供LED显示。(如图2-4-1)
2、存储器采用静态1片RAM（6264）。
3、存储器的控制电路由1片74LS32和74LS08组成。（如图2-4-2）
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图2-4-1 图2-4-2
2.4.3.2 存储器和总线的原理
1、总线的原理：由于本系统内使用8根地址线、8根数据线，所以使用1片74LS245作为数据总线，另1片74LS244作为地址总线（见图2-4-3）。总线把整个系统分为内部数据、地址总线和外部数据、地址总线，由于数据总线需要进行内、外部数据的交换，所以由BUS信号来控制数据的流向，当BUS=1时数据由内到外，当BUS=0时，数据由外到内。
图2-4-3
2、由于本系统内使用8根地址线、8位数据线，所以6264的A8~A12接地，其实际容量为256个字节（如图2-4-4）。6264的数据、地址总线已经接在总线单元的外部总线上。存储器有3个控制信号：地址总线设置存储器地址，RM=0时，把存储器中的数据读出到总线上；当WM=0，并且EMCK有一个上升沿时，把外部总线上的数据写入存储器中。为了更方便地编辑内存中的数据，在实验平台处于停机状态时，可由监控来编辑其中的数据。
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