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1、下载可编辑机器号_计算机组成原理 实验报告专业班级: 姓 名: 机器号:学 号:E-mail:指导教师:总成绩:分步成绩:出勤:实验表现实验报告:实验三 运算器及移位实验一、实验目的1、了解运算器模块如何连接以及数据通路;2、通过实际设置控制信号、给出ALU的输入端数据、观察运算结果,领会课堂教学中关于ALU的功能特性;3、认识一种较新的设计实现ALU功能的方法用CPLD实现运算器。4、掌握作为运算器核心器件的ALU,其输出连入数据总线前常见处理方法COP2000实验仪中使用了三种输出结果数据的方法直通输出D、左移输出L、右移输出R。二、实验原理COP2000模型机中的8位ALU由一片CPLD
2、(XC9572)实现。有8种运算类型:加、减、与、或、进位加、进位减、A取反、A输出运算,通过控制信号S2、S1、S0来选择。运算数据由累加器A及寄存器W给出,运算结果输出到D,L,R。具体结构如下图。 ALU原理图移位器由3个8位寄存器组成,能实现直通、左移、右移。直通门D将运算器的结果不移位送总线,右移门R将运算器的结果右移一位送总线,左移门L将运算器的结果左移一位送总线。用控制信号CN决定运算器是否带进位移位。三、实验内容1、运算器实验按照下表连线连接信号孔接入连接信号孔接入1J1座J3座5AENK32S0K06WENK43S1K17CyINK54S2K28ALUCKCLOCK注:CyI
3、N为运算器进位输入。(1)将运算数据输入A、W中将XXH写入A寄存器:拨设置开关K23K16,使其为A寄存器要输入的数据:K23K22K21K20K19K18K17K1600000100置控制信号,使DBUS数据送入A寄存器中:K5(CyIN)K4(WEN)K3(AEN)K2(S2)K1(S1)K0(S0)110111按住CLOCK脉冲键,CLOCK由高变低,这时寄存器A的黄色指示灯亮,表示选择寄存器A。放开CLOCK键,CLOCK由低变高,产生一个上升沿,数据XXH被写入寄存器A。将XXH写入W寄存器拨设置开关K23K16,使其为A寄存器要输入的数据:K23K22K21K20K19K18K1
4、7K1600000010置控制信号,使DBUS数据送入W寄存器中:K5(CyIN)K4(WEN)K3(KAEN)K2(S2)K1(S1)K0(S0)101111按住CLOCK脉冲键,CLOCK由高变低,这时寄存器W的黄色指示灯亮,表示选择寄存器W。放开CLOCK键,CLOCK由低变高,产生一个上升沿,数据XXH被写入寄存器W。(2)置控制信号,填写运算结果。K5(CyIN)K2(S2)K1(S1)K0(S0)结果(直通门D)注释000006加运算000102减运算001006或运算001100与运算010006带进位加运算110007带进位加运算010102带进位减运算110101带进位减运算
5、0110FB取反运算011104输出A2、移位实验按照下表连线连接信号孔接入1J1座谈J3座2AENK03CNK14CyINK25S2K36S1K47S0K58ALUCKCLOCK注:CyIN为移位进位输入。(1) 将数据写入A寄存器K23K22K21K20K19K18K17K1600000010置控制信号为:K0(AEN)K3(S2)K4(S1)K5(S0)0111注:S21S1S0=111时,运算器输出为寄存器A的内容。(2) 将A中数据进行三种方式操作,并写出结果CNCyINLDR0X0402011004020111050281实验四 存储器实验一、实验目的1、掌握静态随机存储器的工作原
6、理;2、通过对6116SRAM芯片的实验体会存储芯片读写信号的作用;3、了解COP2000实验仪中内存模块地址的两个来源,学会给出地址并按地址向相应的EM单元中写入数据的方法;4、掌握由EM读出数据打入指令寄存器IR和uPC的方法;二、实验原理 EM原理图内存中存放指令和数据,当内存存放指令时,将指令送指令总线;当内存存放数据时,将数据送数据总线。存储器实验电路由一片RAM6116和二片74HC245组成。6116是2K*8bit的SRAM,A0A10是存储器的地址线,本实验电路中,只使用8条地址线A0A7,而A8A10接地。D0D7是存储器的数据线。E是存储器的片选信号,当E为低电平时,存储
7、器被选中,可以进行读写操作;当E为高电平时,存储器未被选中;本实验中E始终接地。W为写命令,W为低电平时,是写操作;G为读命令,G为低电平时,是读操作。RAM的数据输出通过74HC245与数据总线相连,RAM的地址线与地址总线相连,可选择由PC或MAR提供地址。RAM的数据输出直接接到指令总线IBUS上。指令总线的数据还可以由1片74HC245提供,当ICOE=0时,74HC245输出中断指令B8。三、实验内容按下表连接线连接信号孔接入孔连接信号孔接入孔1J2J37EMRDK12IRENK68EMWRK03PCOEK59PCCKCLOCK4MAROEK410MARCKCLOCK5MARENK3
8、11EMCKCLOCK6EMENK212IRCKCLOCK1、 置PC/MAR输出地址选择的控制信号K5(PCOE)K4(MAROE) 地址总线红色地址输出指示灯01PC输出地址PC地址输出指示灯亮10MAR输出地址MAR地址输出指示灯亮11地址总线浮空00错误,PC及MAR同时输出2、存储器EM写实验(以下存储器实验均由MAR提供地址)(1)将地址0写入MAR:将二进制开关K23K16置为00000000,即DBUS7:0的数据输入为00HK23K22K21K20K19K18K17K1600000000设置控制信号:K6(IREN)K5(PCOE)K4(MAROE)K3(MAREN)K2(E
9、MEN)K1(EMRD)K0(EMWR)1110111按CLOCK键,将地址0写入MAR向EM0中写入一个数据置数据K23K22K21K20K19K18K17K1600000010置控制信号:K6(IREN)K5(PCOE)K4(MAROE)K3(MAREN)K2(EMEN)K1(EMRD)K0(EMWR)1101010按CLOCK键,将数据XXH写入EM0(2)将地址1写入MAR:将二进制开关K23K16置为00000001,即DBUS7:0的数据输入为01HK23K22K21K20K19K18K17K1600000001设置控制信号:K6(IREN)K5(PCOE)K4(MAROE)K3(
10、MAREN)K2(EMEN)K1(EMRD)K0(EMWR)1110111按CLOCK键,将地址1写入MAR向EM1中写入一个数据置数据K23K22K21K20K19K18K17K1600000100置控制信号:K6(IREN)K5(PCOE)K4(MAROE)K3(MAREN)K2(EMEN)K1(EMRD)K0(EMWR)1101010按CLOCK键,将数据XXH写入EM0可以重复若干次,向多个EM单元写入多个不同的数据。3、存储器EM读实验(1)将地址0写入MAR:将二进制开关K23K16置为00000000,即DBUS7:0的数据输入为00HK23K22K21K20K19K18K17K
11、1600000000置控制信号:K6(IREN)K5(PCOE)K4(MAROE)K3(MAREN)K2(EMEN)K1(EMRD)K0(EMWR)1110111按CLOCK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)1101001EM0读出值是_02_(2)将地址1写入MAR:将二进制开关K23K16置为00000001,即DBUS7:0的数据输入为01HK23K22K21K20K19K18K17K1600000001置控制信号:K6(IREN)K5(PCOE)K4(MAROE)K3(MAREN)K2(EMEN)K1(EMRD)K0(EMWR)1110111按CLOCK键,将地址1写入MAR读EM1:置控制信号为:K6(IREN)K5(PCOE)K4(MAROE)K3(MAREN