学生-计组成实验报告

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1、 第 1 页 昆明理工大学信息工程与自动化学院学生实验报告昆明理工大学信息工程与自动化学院学生实验报告 （ 200 200 学年学年 第第 学期学期 ） 课程名称：课程名称：计算机组成原理 开课实验室：开课实验室：呈贡校区信自楼呈贡校区信自楼 504 2011504 2011 年年 4 4 月月 1313 日日 6 6 月月 1 1 日日 年级、 专业、 班年级、 专业、 班 计科计科* * * 学号学号 * * * 姓名姓名 * * * * * 成绩成绩 实验项目名称实验项目名称 计算机组成原理各部件计算机组成原理各部件实验实验 指导教师指导教师 * * * * * 教教 师师 评评 语语

2、该同学是否了解实验仪器原理：该同学是否了解实验仪器原理：A.A.了解了解 B.B.基本了解基本了解 C.C.不了解不了解 该同学的实验能力：该同学的实验能力： A.A.强强 B.B.中等中等 C.C.差差 该同学的实验是否达到要求该同学的实验是否达到要求 ： A.A.达到达到 B.B.基本达到基本达到 C.C.未达到未达到 实验报告是否规范：实验报告是否规范： A.A.规范规范 B.B.基本规范基本规范 C.C.不规范不规范 实验过程是否详细记录：实验过程是否详细记录： A.A.详细详细 B.B.一般一般 C.C.没有没有 注：5 个 A 为优 4 个 A 为良 3 个 A 为及格 其余为不及

3、格。 教师签名：教师签名： 年年 月月 日日 目目 录录 实验一：输入输出实验 2 页 实验二：运算器数据通路实验. 3 页 实验三：存储器实验 7 页 实验四：总线传输实验. 11 页 实验五： 硬布线控制器实验.13 页 实验六： 综合实验.16 页 第 2 页 实验一：输入输出实验实验一：输入输出实验 一、实验目实验目的的 （1 1）了解可编程外围接口芯片了解可编程外围接口芯片 82558255 （2 2）学会使用学会使用 82558255 芯片芯片 二、实验原理及基本技术路线图（方框原理图）二、实验原理及基本技术路线图（方框原理图） 三、所用仪器、材料（设备名称、型号、规格等）三、所用

4、仪器、材料（设备名称、型号、规格等） （1 1）TDNTDN- -CM+CM+或或 TDNTDN- -CM+CM+教学实验系统一台。教学实验系统一台。 （2 2）PCPC 机一台。机一台。 四、实验方法、步骤四、实验方法、步骤 （1 1）按实验原理电路图）按实验原理电路图连接好电路连接好电路，确认无误后打开电源，确认无误后打开电源。 （2 2）打开数据开关三态门（）打开数据开关三态门（SWSW- -B=0B=0） ，） ，在在 input device input device 单元中输入对应的单元中输入对应的 二进制数据，二进制数据，打开打开 LEDLED 片选（片选（LEDLED- -B=

5、0B=0） ，拨动，拨动 LEDLED 的的 W/RW/R 控制信号做控制信号做 1 10 01 1 动动 作，产生一个上升沿将总作，产生一个上升沿将总线上的数据打入到线上的数据打入到 LEDLED 中，这时中，这时在在 output deviceoutput device 单元单元 中中数码管上显示的数据即为数码管上显示的数据即为相应的十六进制相应的十六进制形式形式。 第 3 页 五、实验过程原始记录五、实验过程原始记录( (数据、图表、计算等数据、图表、计算等) ) 在输入在输入单元输入二进制数据单元输入二进制数据 0011011100110111， 然后打开数据开关三态门 （， 然后打开

6、数据开关三态门 （SWSW- -B=0B=0） ，） ， 打开打开 LEDLED 片选（片选（LEDLED- -B=0B=0） ，拨动，拨动 LEDLED 的的 W/RW/R 控制信号做控制信号做 1 10 01 1 动作，产生一个动作，产生一个 上升沿，这时数码管上会显示对应的十进制数，即上升沿，这时数码管上会显示对应的十进制数，即 3737。 六、实验结果、分析和结论六、实验结果、分析和结论 引入总线， 大大方便了各种设备进行数据传输，引入总线， 大大方便了各种设备进行数据传输， 输入输入/ /输出设备输出设备挂在总线上，挂在总线上， 能提高信息的交换量及能提高信息的交换量及 CPUCPU

7、 的运行速度，输入设备的运行速度，输入设备发出指令，得到总线使用权，发出指令，得到总线使用权， 输出设备发出读的请求，控制总线发出控制信号，将控制权交给输出设备，这输出设备发出读的请求，控制总线发出控制信号，将控制权交给输出设备，这 样输出设备就能读取到总线上的数据，数码显示管就能显示输入的数据。样输出设备就能读取到总线上的数据，数码显示管就能显示输入的数据。 实验二：实验二： 运算器数据通路实验运算器数据通路实验 一、实验目的实验目的 （1 1）了解运算器的组成结构。）了解运算器的组成结构。 （2 2）掌握运算器的工作原理。）掌握运算器的工作原理。 （3 3）学习运算器的设计方法。）学习运算

8、器的设计方法。 （4 4）掌握简单运算器的数据传输通路。）掌握简单运算器的数据传输通路。 （5 5）验证运算功能发生器）验证运算功能发生器 74LS18174LS181 的组合功能。的组合功能。 二、实验原理及基本技术路线图（方框原理图）二、实验原理及基本技术路线图（方框原理图） 实验中所用到的运算器数据通路图如图，图中所示的是由两片实验中所用到的运算器数据通路图如图，图中所示的是由两片 74LS18174LS181 新新 片以并串形式片以并串形式构成的构成的 8 8 位字长的运算器。右方为低四位运算芯片，左方为高位字长的运算器。右方为低四位运算芯片，左方为高 4 4 位位 运算芯片。低位芯片

9、的进位输出端运算芯片。低位芯片的进位输出端 C C（n+4)n+4)与高位芯片的进位输入端与高位芯片的进位输入端 CnCn 相连，相连， 高位芯片的进位输出引至外部。两个芯片的控制端高位芯片的进位输出引至外部。两个芯片的控制端 SOSOS3S3 和和 M M 各自相连。各自相连。 为进行双操作数运算，运算器的两个数据输入端分别由两个数据暂存器为进行双操作数运算，运算器的两个数据输入端分别由两个数据暂存器 DR1DR1，DR2DR2 来所存数据。要将内总线上的数据所存到来所存数据。要将内总线上的数据所存到 DR1DR1 或或 DR2DR2 中，则锁存器中，则锁存器 74LS27374LS273

10、的控制端的控制端 LDDR1LDDR1 或或 LDDR2LDDR2 需为高电平。当需为高电平。当 T4T4 脉冲到来时，总线上的数脉冲到来时，总线上的数 据就被锁存进据就被锁存进 DR1DR1 或或 DR2DR2 中了。中了。 为控制运算器向内总线上输出运算结果，在其输出端连接了为控制运算器向内总线上输出运算结果，在其输出端连接了一个三态门。一个三态门。 若要将运算结果输出到总线上，则要将三态门若要将运算结果输出到总线上，则要将三态门 74LS24574LS245 的控制端的控制端 ALUALUB B 置低电置低电 第 4 页 平。否则输出高阻态。平。否则输出高阻态。 数据输入单元用以给出参与

11、运算的数据，其中，输入开关经过一个三态门数据输入单元用以给出参与运算的数据，其中，输入开关经过一个三态门 和内总线相连，该三态门的控制信号和内总线相连，该三态门的控制信号 SWSW- -B B 取低电平时，开关上的数据就通过三取低电平时，开关上的数据就通过三 态门而送入总线上。态门而送入总线上。 总线数据显示灯与美总线相连，用来显示内总线上的数据。控制信号中除总线数据显示灯与美总线相连，用来显示内总线上的数据。控制信号中除 T4T4 为脉冲信号外，其他均为电平信号。为脉冲信号外，其他均为电平信号。 由于实验电路中的时序信号均已连至由于实验电路中的时序信号均已连至 W/R NUITW/R NUI

12、T 单元中的相对应时序信号引单元中的相对应时序信号引 出端，因此，需要将单元中的出端，因此，需要将单元中的 T4T4 接至接至 START NUIT START NUIT 单元中的微动单元中的微动开关开关 KK2KK2 的输的输 出端。在进行实验时，按动微动开关，即可获得实验所需的单脉冲。出端。在进行实验时，按动微动开关，即可获得实验所需的单脉冲。 对于单总线数据通路，做实验时就要分时控制总线，即当向对于单总线数据通路，做实验时就要分时控制总线，即当向 DR1DR1、DR2DR2 工作工作 暂存器打入数据时，数据开关三态门打开，这时应保证运算器输出三态门关闭，暂存器打入数据时，数据开关三态门打

13、开，这时应保证运算器输出三态门关闭， 同样，当运算器输出结果至总线时也应保证数据输入三态门是关闭状态。同样，当运算器输出结果至总线时也应保证数据输入三态门是关闭状态。 三、所用仪器、材料（设备名称、型号、规格等）三、所用仪器、材料（设备名称、型号、规格等） TDNTDN- -CM+CM+或或 TDNTDN- -CM+CM+教学实验系统一套教学实验系统一套 四、实验方法、步骤四、实验方法、步骤 （1 1）按图所示连接实验电路并检查无误。）按图所示连接实验电路并检查无误。 第 5 页 （2 2）打开电源开关。）打开电源开关。 （3 3）用输入开关项暂存器）用输入开关项暂存器 DR1DR1 置数。置

14、数。 1 1）拨动）拨动输入开关形成二进制数输入开关形成二进制数 0110010101100101。 （数据显示：灯亮为。 （数据显示：灯亮为 0 0，灭为，灭为 1 1） 2 2）使）使 SWITCH NUIT SWITCH NUIT 单元中的开关单元中的开关 SWSW- -B=0B=0、ALUALU- -B=1B=1、LDDR1=1LDDR1=1、LDDR2=0LDDR2=0。 3 3）按动微动开关）按动微动开关 KK2KK2，则将二进制数，则将二进制数 0110010101100101 置入置入 DR1DR1 中。中。 （4 4）用输入开关向暂存器）用输入开关向暂存器 DR2DR2 置数

15、。置数。 1 1）拨动数输入开关形成二进制数）拨动数输入开关形成二进制数 1010011110100111 2 2）SWSW- -B=0B=0、ALUALU- -B=1B=1 保持不变，改变保持不变，改变 LDDR1LDDR1、LDDR2LDDR2、使、使 LDDR1=0LDDR1=0、LDDR2=1LDDR2=1。 3 3）拨动微动开关）拨动微动开关 KK2KK2，则将二进制数，则将二进制数 1010011110100111 置入置入 DR2DR2 中。中。 （5 5）检）检验验 DR1DR1 和和 DR2DR2 中的数是否正确。中的数是否正确。 1 1）关闭数据输入三态门，打开）关闭数据输入三态门，打开 ALU ALU 输出三态门，并使输出三态门，并使 LDDR1=0LDDR1=0、LDDR2=0LDDR2=0， 关闭寄存器。关闭寄存器。 2 2）置）置 S3S3、S2S2、S1S1、S0S0、M M 为为 1 1、1 1、1 1、1 1、1 1，总线显