计算机组成原理实验
计算机组成原理实验(接线、实验步骤)

计算机组成原理实验(接线、实验步骤)实验⼀运算器[实验⽬的]1.掌握算术逻辑运算加、减、乘、与的⼯作原理;2.熟悉简单运算器的数据传送通路;3.验证实验台运算器的8位加、减、与、直通功能;4.验证实验台4位乘4位功能。
[接线]功能开关:DB=0 DZ=0 DP=1 IR/DBUS=DBUS接线:LRW:GND(接地)IAR-BUS# 、M1、M2、RS-BUS#:接+5V控制开关:K0:SW-BUS# K1:ALU-BUSK2:S0 K3:S1 K4:S2K5:LDDR1 K6:LDDR2[实验步骤]⼀、(81)H与(82)H运算1.K0=0:SW开关与数据总线接通K1=0:ALU输出与数据总线断开2.开电源,按CLR#复位3.置数(81)H:在SW7—SW0输⼊10000001→LDDR2=1,LDDR1=0→按QD:数据送DR2置数(82)H:在SW7—SW0输⼊10000010→LDDR2=0,LDDR1=1→按QD:数据送DR1 4.K0=1:SW开关与数据总线断开K1=1:ALU输出与数据总线接通5. S2S1S0=010:运算器做加法(观察结果在显⽰灯的显⽰与进位结果C的显⽰)6.改变S2S1S0的值,对同⼀组数做不同的运算,观察显⽰灯的结果。
⼆、乘法、减法、直通等运算1.K0K1=002.按CLR#复位3.分别给DR1和DR2置数4.K0K1=115. S2S1S0取不同的值,执⾏不同的运算[思考]M1、M2控制信号的作⽤是什么?运算器运算类型选择表选择操作S2 S1 S00 0 0 A&B0 0 1 A&A(直通)0 1 0 A+B0 1 1 A-B1 0 0 A(低位)ΧB(低位)完成以下表格ALU-BUS SW-BUS# 存储器内容S2S1S0 DBUS C输⼊时:计算时:DR1:01100011DR2:10110100(与)DR1:10110100DR2:01100011(直通)DR1:01100011DR2:01100011(加)DR1:01001100DR2:10110011(减)DR1:11111111DR2:11111111(乘)实验⼆双端⼝存储器[实验⽬的]1.了解双端⼝存储器的读写;2.了解双端⼝存储器的读写并⾏读写及产⽣冲突的情况。
计算机组成原理实验报告

实验一:数字逻辑——交通灯系统设计子实验1:7 段数码管驱动电路设计(1)理解利用真值表的方式设计电路的原理;(2)利用Logisim 真值表自动生成电路的功能,设计一个 7 段数码管显示驱动。
二、实验方案设计7 段数码管显示驱动的设计方案:(1)输入:4 位二进制(2)输出:7 段数码管 7 个输出控制信号(3)电路引脚:(4)实现功能:利用 7 段数码管显示 4 位二进制的 16 进制值(5)设计方法:由于该实验若直接进行硬件设计会比较复杂,而7 段数码管显示的真值表较容易掌握,所以我们选择由真值表自动生成电路的方法完成该实验。
先分析设计 7 段数码管显示驱动的真值表,再利用Logisim 中的“分析组合逻辑电路”功能,将真值表填入,自动生成电路。
(6)真值表的设计:由于是 4输入 7输出,真值表共有 16 行。
7输出对应 7个引脚,所以需要依次对照LED 灯的引脚顺序进行设计,如下图所示(注意LED 的引脚顺序):三、实验步骤(1)在实验平台下载实验框架文件RGLED.circ;(2)在Logisim 中打开RGLED.circ 文件,选择数码管驱动子电路;(3)点击“工程”中的“分析组合逻辑电路”功能,先构建4输入和7输出,再在“真值表”中,将已设计好的真值表的所有数值仔细对照着填入表格中,确认无误后点击“生成电路”,自动生成的电路如下图所示:(4)将子电路封装为如下形式:(5)进行电路测试:·自动测试在数码管驱动测试子电路中进行测试;·平台评测自动测试结果满足实验要求后,再利用记事本打开RGLED.circ 文件,将所有文字信息复制粘贴到Educoder 平台代码区域,点击评测按钮进行测试。
四、实验结果测试与分析(1)自动测试的部分结果如下:(2)平台测试结果如下:综上,本实验测试结果为通过,无故障显示。
本实验的关键点在于:在设计时需要格外注重LED 灯的引脚顺序,保证0-9 数字显示的正确性,设计出正确的真值表。
计算机组成原理数据通路实验报告

计算机组成原理数据通路实验报告计算机组成原理实验报告计算机组成原理实验报告实验一基本运算器实验一、实验目的1. 了解运算器的组成结构2. 掌握运算器的工作原理3. 深刻理解运算器的控制信号二、实验设备PC机一台、TD-CMA实验系统一套三、实验原理1. (思考题)运算器的组成包括算数逻辑运算单元ALU(Arithmetic and Logic Unit)、浮点运算单元FPU(Floating Point Unit)、通用寄存器组、专用寄存器组。
①算术逻辑运算单元ALU (Arithmetic and Logic Unit)ALU主要完成对二进制数据的定点算术运算(加减乘除)、逻辑运算(与或非异或)以及移位操作。
在某些CPU中还有专门用于处理移位操作的移位器。
通常ALU由两个输入端和一个输出端。
整数单元有时也称为IEU(IntegerExecution Unit)。
我们通常所说的“CPU 是XX位的”就是指ALU所能处理的数据的位数。
②浮点运算单元FPU(Floating Point Unit)FPU主要负责浮点运算和高精度整数运算。
有些FPU还具有向量运算的功能,另外一些则有专门的向量处理单元。
③通用寄存器组通用寄存器组是一组最快的存储器,用来保存参加运算的操作数和中间结果。
④专用寄存器专用寄存器通常是一些状态寄存器,不能通过程序改变,由CPU自己控制,表明某种状态。
而运算器内部有三个独立运算部件,分别为算术、逻辑和移位运算部件,逻辑运算部件由逻辑门构成,而后面又有专门的算术运算部件设计实验。
下图为运算器内部原理构造图2. 运算器的控制信号实验箱中所有单元的T1、T2、T3、T4都连接至控制总线单元的T1、T2、T3、T4,CLR都连接至CON单元的CLR按钮。
T4由时序单元的TS4提供(脉冲信号),其余控制信号均由CON单元的二进制数据开关模拟给出。
控制信号中除T4为脉冲信号外,其余均为电平信号,其中ALU_B为低有效,其余为高有效。
计算机组成原理实验2.1总线与寄存器

1) 令#R0_BUS= #DR_BUS= #SFT_BUS=1,#SW_BUS=0;启动仿 真,通过拨码开关送入总线BUS任意八位二进制数,赋值 74LS194的输入端D0D1D2D3。按照后页的逻辑功能表置位 74LS194的MR、S1、S0 、SL、SR端,观察并记录CLK端上升 沿和下降沿跳变时刻输出端Q0Q1Q2Q3的状态。
2) 令#SW_BUS=0,三态门74LS244导通,记录BUS总线上的数 据,与总线BIN相比较:
BUS_7 BUS_6 BUS_5 BUS_4 BUS_3 BUS_2 BUS_1 BUS_0 BUS总线
单位D触发器:74LS74 四位D触发器:74LS175
D触发器逻辑功能 表
【2】D触发器实验(一Fra bibliotek总线与寄存器 实验 电路图
三态门74LS244
拨码开关与总线缓冲器(注意观察74LS244左右电平)
【1】总线实验
实验步骤:
1) #SW_BUS = #R0_BUS= #DR_BUS= #SFT_BUS=1;启动仿真, 手动拨码开关在总线DIN上置位数据0x55。比较拨码开关 所在的总线DIN与总线BUS上的数据。
实验步骤:
1) 令#R0_BUS= #DR_BUS= #SFT_BUS=1, #SW_BUS=0,启动 仿真,手动拨码开关输入数据到BUS总线,改变74LS74的 D端(即BUS总线的BUS_0)状态,按照后页逻辑功能表置 位74LS74的#Sd端、#Rd端,观察并记录CLK端上升沿 、 下降沿跳变时刻的Q端和#Q端状态。
的0xAA数据存入DR。观察寄存器74LS273的输出端。 6) 再令#R0_BUS=1;观察寄存器74LS374的输出端,请比较器
计算机组成原理实验1_脱机运算器

实验一.脱机运算器部件实验一、教学计算机的通电启动和关闭操作1.教学计算机系统通电启动的操作步骤:(1) 准备一台串行接口运行正常的PC机;(2) 将TH-union计原16放在实验台上,打开实验箱的盖子,确定电源处于断开状态;(3) 将黑色的电源线一端接220V交流电源,另一端插在计原16实验箱的电源插座;(4) 取出通讯线,将通讯线的9芯插头接在计原16实验箱后板上左侧位置的串口插座,另一端接到PC机的串口上;(5) 将计原16实验系统左下方的五个黑色的功能控制开关置于00010的位置(连续、内存读指令、微程序、联机、16位),开关拨向上方表示“1”,拨向下方表示“0”;(6) 接通电源,船形开关和5V电源指示灯亮。
(7) 在PC机上运行PCEC16.EXE文件,根据使用的PC机的串口情况选“1”或“2”,其它的设置一般不用改动,直接回车即可。
(具体步骤附后)(8) 按一下“RESET”按键,再按一下“START”按键,PC机屏幕上显示:TH-union CRT MONITORVersion 1.0 April 2001Computer Architectur Lab., Tsinghua UniversityProgrammed by He Jia>这个版权信息显示出来之后,表示教学机已经进入正常运行状态,等待输入监控命令。
实验注意事项:1.连接电源线和通讯线前TH-union计原16实验系统的电源开关一定要处于断开状态,否则可能损坏教学计算机系统的或PC机的串行接口电路;2.五个黑色控制开关的功能示意图如下:开关位置,自左向右共5个,分别控制1 2 3 4 5向上拨:单步手工拨指令组合逻辑运算器联机 8位向上拨:连续读内存指令微程序运算器脱机 16位几种常用的工作方式,(开关向上拨表示为1,向下拨表示0)工作方式功能开关状态连续运行程序、硬连线控制器、联机、16位机 00110连续运行程序、微程序控制器、联机、16位机 00010单步、手拨指令、硬连线控制器、联机、16位机 11110单步、手拨指令、微程序控制器、联机、16位机 11010单步、脱机运算器实验、16位机 100002.关闭教学计算机系统在需要关闭教学计算机系统时,应首先通过安装在机箱右侧板上的开关关闭交流电源,教学机上的全部指示灯都会熄灭。
计算机组成原理实验介绍

计算机组成原理实验介绍《计算机组成原理实验介绍》1. 引言嘿,你有没有想过,当你打开电脑玩游戏或者处理文档的时候,电脑内部到底在发生着什么样神奇的事情呢?就像一个神秘的黑盒子,我们只看到了它呈现出来的效果,却不太清楚里面的构造和运行机制。
今天啊,咱们就来一起探索计算机组成原理实验的那些事儿,从最基础的概念到实际的应用,再到一些常见的问题,就像给这个神秘的黑盒子打开一道缝,好好地瞧一瞧里面的奥秘。
在这篇文章里,我们会先讲讲计算机组成原理实验的基本概念和理论背景,然后分析它的运行机制,还会看看在生活和高端技术领域的应用,也会聊聊大家对它可能存在的误解,最后再补充一些相关知识,总结一下并且展望未来。
2. 核心原理2.1基本概念与理论背景计算机组成原理啊,说白了就是研究计算机到底是由哪些部分组成的,以及这些部分是怎么协同工作的这么一门学科。
它的理论来源可以追溯到计算机诞生的时候,最早的那些计算机科学家们就开始琢磨怎么把一些基本的计算功能通过硬件组合起来。
就好比盖房子,你得先有砖头、水泥这些基本的材料(也就是计算机的各种硬件组件),然后还得知道怎么把它们搭在一起(各组件的连接和协同工作方式)。
从发展历程来看,最开始的计算机可不像现在这么小巧玲珑、功能强大。
早期的计算机那可是庞大无比,像个巨兽一样,而且功能还很单一。
随着时间的推移,计算机组成的理论不断发展,各种新的组件被发明出来,它们之间的协作也变得越来越高效。
比如说,从简单的算术逻辑单元,发展到现在复杂的中央处理器(CPU),这里面包含了无数科学家和工程师的智慧结晶。
2.2运行机制与过程分析咱们先把计算机想象成一个超级大的工厂。
首先是输入设备,这就像是工厂的原材料进货口。
比如说你敲键盘输入信息,就相当于把原材料送进了工厂。
这些原材料(数据)通过系统总线这个“传送带”,被送到了CPU 这个“加工中心”。
CPU呢,就像是工厂里最聪明的工程师,它能根据接收到的数据进行各种运算和处理。
计组实验报告(共10篇)

计组实验报告(共10篇)计组实验报告计算机组成原理实验报告一一、算术逻辑运算器1. 实验目的与要求:目的:①掌握算术逻辑运算器单元ALU(74LS181)的工作原理。
②掌握简单运算器的数据传输通道。
③验算由74LS181等组合逻辑电路组成的运输功能发生器运输功能。
④能够按给定数据,完成实验指定的算术/逻辑运算。
要求:完成实验接线和所有练习题操作。
实验前,要求做好实验预习,掌握运算器的数据传送通道和ALU 的特性,并熟悉本实验中所用的模拟开关的作用和使用方法。
实验过程中,要认真进行实验操作,仔细思考实验有关的内容,把自己想得不太明白的问题通过实验去理解清楚,争取得到最好的实验结果,达到预期的实验教学目的。
实验完成后,要求每个学生写出实验报告。
2. 实验方案:1.两片74LS181(每片4位)以并/串联形式构成字长为8为的运算器。
2.8为运算器的输出经过一个输入双向三态门(74LS245)与数据总线相连,运算器的两个数据输入端分别与两个8位寄存器(74LS273)DR1和DR2的输出端相连,DR1和DR2寄存器是用于保存参加运算的数据和运算的结果。
寄存器的输入端于数据总线相连。
3.8位数据D7~D0(在“INPUT DEVICE”中)用来产生参与运算的数据,并经过一个输出三态门(74LS245)与数据总线相连。
数据显示灯(BUS UNIT)已与数据总线相连,用来显示数据总线上所内容。
4.S3、S2、S1、S0是运算选择控制端,由它们决定运算器执行哪一种运算(16种算术运算或16种逻辑运算)。
5.M是算术/逻辑运算选择,M=0时,执行算术运算,M=1时,执行逻辑运算。
6.Cn是算术运算的进位控制端,Cn=0(低电平),表示有进位,运算时相当于在最低位上加进位1,Cn=1(高电平),表示无进位。
逻辑运算与进位无关。
7.ALU-B是输出三态门的控制端,控制运算器的运算结果是否送到数据总线BUS上。
低电平有效。
运算器实验-计算机组成原理

实验题目运算器实验一、算术逻辑运算器1.实验目的与要求:1.掌握算术逻辑运算器单元ALU(74LS181)的工作原理。
2.掌握简单运算器的数据传送通道。
3.验算由74LS181等组合逻辑电路组成的运算功能发生器运算功能。
4.能够按给定数据,完成实验指定的算术/逻辑运算。
2.实验方案:(一)实验方法与步骤1实验连线按书中图1-2在实验仪上接好线后,仔细检查正确与否,无误后才接通电源。
每次实验都要接一些线,先接线再开电源,这样可以避免烧坏实验仪。
2 用二进制数据开关分别向DR1寄存器和DR2寄存器置数。
3 通过总线输出寄存器DR1和DR2的内容。
(二)测试结果3.实验结果和数据处理:1)SW-B=0时有效,SW-B=1时无效,因其是低电平有效。
ALU-B=0时有效,ALU-B=1时无效,因其是低电平有效。
S3,S2,S1,S0高电平有效。
2)做算术运算和逻辑运算时应设以下各控制端:ALU-B SW-B S3 S2 S1 S0 M Cn DR1 DR23)输入三态门控制端SW-B和输出三态门控制端ALU-B不能同时为“0”状态,否则存在寄存器中的数据无法准确输出。
4)S3,S2,S1,S0是运算选择控制端,有它们决定运算器执行哪一种运算;M是算术逻辑运算选择,M=0时,执行算术运算,M=1时,执行逻辑运算;Cn是算术运算的进位控制端,Cn=0(低电平),表示有进位,运算时相当于在最低位上加进位1,Cn=1(高电平),表示无进位。
逻辑运算与进位无关;、ALU-B是输出三态门控制端,控制运算器的运算结果是否送到数据总线BUS上。
低电平有效。
SW-B是输入三态门的控制端,控制“INPUT DEVICE”中的8位数据开关D7~D0的数据是否送到数据总线BUS上。
低电平有效。
5)DR1、DR2置数完成后之所以要关闭控制端LDDR1、LDDR2是为了确保输入数据不会丢失。
6)A+B是逻辑运算,控制信号状态000101;A加B是算术运算,控制信号状态100101。
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计算机组成原理一、8 位算术逻辑运算8 位算术逻辑运算实验目的1、掌握简单运算器的数据传送通路组成原理。
2、验证算术逻辑运算功能发生器74LS181的组合功能。
8 位算术逻辑运算实验内容1、实验原理实验中所用的运算器数据通路如图3-1所示。
其中运算器由两片74LS181以并/串形成8位字长的ALU构成。
运算器的输出经过一个三态门74LS245(U33)到ALUO1插座,实验时用8芯排线和内部数据总线BUSD0~D7插座BUS1~6中的任一个相连,内部数据总线通过LZD0~LZD7显示灯显示;运算器的两个数据输入端分别由二个锁存器74LS273(U29、U30)锁存,两个锁存器的输入并联后连至插座ALUBUS,实验时通过8芯排线连至外部数据总线EXD0~D7插座EXJ1~EXJ3中的任一个;参与运算的数据来自于8位数据开并KD0~KD7,并经过一三态门74LS245(U51)直接连至外部数据总线EXD0~EXD7,通过数据开关输入的数据由LD0~LD7显示。
图中算术逻辑运算功能发生器74LS181(U31、U32)的功能控制信号S3、S2、S1、S0、CN、M并行相连后连至SJ2插座,实验时通过6芯排线连至6位功能开关插座UJ2,以手动方式用二进制开关S3、S2、S1、S0、CN、M来模拟74LS181(U31、U32)的功能控制信号S3、S2、S1、S0、CN、M;其它电平控制信号LDDR1、LDDR2、ALUB`、SWB`以手动方式用二进制开关LDDR1、LDDR2、ALUB、SWB来模拟,这几个信号有自动和手动两种方式产生,通过跳线器切换,其中ALUB`、SWB`为低电平有效,LDDR1、LDDR2为高电平有效。
另有信号T4为脉冲信号,在手动方式下进行实验时,只需将跳线器J23上T4与手动脉冲发生开关的输出端SD相连,按动手动脉冲开关,即可获得实验所需的单脉冲。
2、实验接线本实验用到4个主要模块:⑴低8位运算器模块,⑵数据输入并显示模块,⑶数据总线显示模块,⑷功能开关模块(借用微地址输入模块)。
根据实验原理详细接线如下:⑴ALUBUS连EXJ3;⑵ALUO1连BUS1;⑶SJ2连UJ2;⑷跳线器J23上T4连SD;⑸LDDR1、LDDR2、ALUB、SWB四个跳线器拨在左边(手动方式);⑹AR跳线器拨在左边,同时开关AR拨在"1"电平。
3、实验步骤⑴连接线路,仔细查线无误后,接通电源。
⑵用二进制数码开关KD0~KD7向DR1和DR2寄存器置数。
方法:关闭ALU输出三态门(ALUB`=1),开启输入三态门(SWB`=0),输入脉冲T4按手动脉冲发生按钮产生。
设置数据开关具体操作步骤图示如下:说明:LDDR1、LDDR2、ALUB`、SWB`四个信号电平由对应的开关LDDR1、LDDR2、ALUB、SWB给出,拨在上面为"1",拨在下面为"0",电平值由对应的显示灯显示,T4由手动脉冲开关给出。
⑶检验DR1和DR2中存入的数据是否正确,利用算术逻辑运算功能发生器74LS181的逻辑功能,即M=1。
具体操作为:关闭数据输入三态门SWB`=1,打开ALU输出三态门ALUB`=0,当置S3、S2、S1、S0、M为1 1 1 1 1时,总线指示灯显示DR1中的数,而置成1 0 1 0 1时总线指示灯显示DR2中的数。
⑷验证74LS181的算术运算和逻辑运算功能(采用正逻辑)在给定DR1=35、DR2=48的情况下,改变算术逻辑运算功能发生器的功能设置,观察运算器的输出,填入表3-1中,并和理论分析进行比较、验证。
二、移位运算器实验移位运算器实验目的验证移位控制器的组合功能移位运算器实验内容1、实验原理移位运算实验原理如图3-4所示,使用了一片74LS299(U34)作为移位发生器,其八位输入/输出端引到8芯排座ALUO2,在实验时用8芯排线连至数据总线插座BUS4。
299B`信号由开关299B提供,控制其使能端,T4为其时钟脉冲,手动方式实验时将T4与手动脉发生器输出端SD相连,即J23跳线器上T4连SD。
由信号S0 、S1、M控制其功能状态,详细见下表3-3。
2、实验接线⑴ALUO2连BUS4;⑵EXJ1连BUS3;⑶SJ2连UJ2;⑷跳线器ALUB、299B、SWB拨在左边(手动位置),且开关ALUB拨在"1"电平,299B拨在"0"电平。
⑸跳线器J23上T4连SD;3、实验步骤⑴连接实验线路,仔细查线无误后接通电源。
⑵置数,具体步骤如下:⑶移位,参照上表改变S0、S1、M、299B 的状态,按动手动脉冲开关以产生时钟脉冲T4,观察移位结果。
三、存储器实验存储器实验目的掌握静态随机存取存储器RAM工作特性及数据的读写方法。
存储器实验内容1、实验原理主存储器单元电路主要用于存放实验机的机器指令,如图3-5所示,它的数据总线挂在外部数据总线EXD0~EXD7上;它的地址总线由地址寄存器单元电路中的地址寄存器74LS273(U37)给出,地址值由8个LED灯LAD0~LAD7显示,高电平亮,低电平灭;在手动方式下,输入数据由8位数据开关KD0~KD7提供,并经一三态门74LS245(U51)连至外部数据总线EXD0~EXD7,实验时将外部数据总线EXD0~EXD7用8芯排线连到内部数据总线BUSD0~BUSD7,分时给出地址和数据。
它的读信号直接接地;它的写信号和片选信号由写入方式确定。
该存储器中机器指令的读写分手动和自动两种方式。
手动方式下,写信号由W/R` 提供,片选信号由CE`提供;自动方式下,写信号由控制CPU的P1.2提供,片选信号由控制CPU的P1.1提供。
由于地址寄存器为8位,故接入6264的地址为A0~A7,而高4位A8~A12接地,所以其实际使用容量为256字节。
6264有四个控制线:CS1 第一片选线、CS2第二片选线、OE读线、WE写线。
其功能如表3-4所示。
CS1片选线由CE`控制(对应开关CE)、OE读线直接接地、WE写线由W/R`控制(对应开关WE)、CS2直接接+5V。
图中信号线LDAR由开关LDAR提供,手动方式实验时,跳线器LDAR拨在左边,脉冲信号T3由实验机上时序电路模块TS3提供,实验时只需将J22跳线器连上即可,T3的脉冲宽度可调。
2、实验接线⑴MBUS连BUS2;⑵EXJ1连BUS3;⑶跳线器J22的T3连TS3;⑷跳线器J16的SP连H23;⑸跳线器SWB、CE、WE、LDAR拨在左边(手动位置)。
3、实验步骤⑴连接实验线路,仔细查线无误后接通电源。
⑵形成时钟脉冲信号T3,方法如下:在时序电路模块中有两个二进制开关"运行控制"和"运行方式"。
将"运行控制"开关置为"运行"状态、"运行方式"开关置为"连续"状态时,按动"运行启动"开关,则T3有连续的方波信号输出,此时调节电位器W1,用示波器观察,使T3输出实验要求的脉冲信号;本实验中"运行方式"开关置为"单步"状态,每按动一次"启动运行"开关,则T3输出一个正单脉冲,其脉冲宽度与连续方式相同。
⑷给存储器的00地址单元中写入数据11,具体操作步骤如下:如果要对其它地址单元写入内容,方法同上,只是输入的地址和内容不同。
⑸读出刚才写入00地址单元的内容,观察内容是否与写入的一致。
具体操作步骤如下:四、微控制器实验微控制器实验目的1、掌握时序信号发生电路组成原理。
2、掌握微程序控制器的设计思想和组成原理。
3、掌握微程序的编制、写入,观察微程序的运行。
微控制器实验内容1、实验原理实验所用的时序电路原理如图3-6所示,可产生4个等间隔的时序信号TS1~TS4 ,其中SP为时钟信号,由实验机上时钟源提供,可产生频率及脉宽可调的方波信号。
学生可根据实验要求自行选择方波信号的频率及脉宽。
为了便于控制程序的运行,时序电路发生器设计了一个启停控制触发器UN1B,使TS1~TS4信号输出可控。
图中"运行方式"、"运行控制"、"启动运行"三个信号分别是来自实验机上三个开关。
当"运行控制"开关置为"运行","运行方式"开关置为"连续"时,一旦按下"启动运行"开关,运行触发器UN1B的输出QT一直处于"1"状态,因此时序信号TS1~TS4将周而复始地发送出去;当"运行控制"开关置为"运行","运行方式"开关置为"单步"时,一旦按下"启动运行"开关,机器便处于单步运行状态,即此时只发送一个CPU周期的时序信号就停机。
利用单步方式,每次只运行一条微指令,停机后可以观察微指令的代码和当前微指令的执行结果。
另外,当实验机连续运行时,如果"运行方式"开关置"单步"位置,也会使实验机停机。
2、微程序控制电路与微指令格式⑴微程序控制电路微程序控制器的组成见图3-7,其中控制存储器采用3片E2PROM 2816芯片,具有掉电保护功能,微命令寄存器18位,用两片8D触发器74LS273(U23、U24)和一片4D 触发器74LS175(U27)组成。
微地址寄存器6位,用三片正沿触发的双D触发器74LS74(U14~U16)组成,它们带有清"0"端和预置端。
在不判别测试的情况下,T2时刻打入微地址寄存器的内容即为下一条微指令地址。
当T4时刻进行测试判别时,转移逻辑满足条件后输出的负脉冲通过强置端将某一触发器置为"1"状态,完成地址修改。
在该实验电路中设有一个编程开关,它具有三种状态:写入、读出、运行。
当处于"写"状态时,学生根据微地址和微指令格式将微指令二进制代码写入到控制存储器2816中。
当处于"读"时,可以对写入控制存储器中的二进制代码进行验证,从而可以判断写入的二进制代码是否正确。
当处于"运行"状态时,只要给出微程序的入口微地址,则可根据微程序流程图自动执行微程序。
图中微地址寄存器输出端增加了一组三态门(U12),目的是隔离触发器的输出,增加抗干扰能力,并用来驱动微地址显示灯。
⑵微指令格式微指令长共24位,其控制位顺序如下:其中UA5~UA0为6位的后续微地址,A、B、C 三个译码字段,分别由三组译码控制电路译码产生各控制信号。