《计算机组成原理》实验二报告
计算机组成原理实验报告2
计算机组成原理实验报告2上海大学计算机组成原理实验报告二姓名：学号：座位号：上课时间：教师：报告成绩：一、实验名称：运算器实验二、实验目的：1. 学习数据处理部件的工作方式控制。
2. 学习机器语言程序的运行过程。
三、实验原理：CP226实验仪的运算器由一片CPLD实现，包括8种运算功能。
运算时先将数据写到寄存器A和寄存器W中，根据选择的运算方式系统产生运算结果送到直通门D。
实验箱上可以向DBUS送数据的寄存器有：直通门D、左移门L、右移门R、程序计数器PC、中断向量寄存器IA、外部输入寄存器IN 和堆栈寄存器ST。
它们由138译码器的四、实验内容：1. 计算37H+56H后左移一位的值送OUT输出。
2. 把36H取反同54H相与的值送人R1寄存器。
五、实验步骤：实验内容(一):1. 关闭电源。
用8位扁平线把J2和J1连接。
2. 用不同颜色的导线分别把K0和AEN、K1和WEN、K2和S0、K3和S1、K4和S2、K6和X0、K7和X1、K8和X2、K9和OUT连接。
3. K15～K0全部放在1位，K23 ~K16放0位。
4. 注视仪器，打开电源，手不要远离电源开关，随时准备关闭电源，注意各数码管、发光管的稳定性，静待10秒，确信仪器稳定、无焦糊味。
5. 设置实验箱进入手动模式。
6. 设置K0=0，K8K7K6=000，K23 ~K16=0011 0111。
7. 按下STEP键，在A寄存器中存入37。
8. 设置K0=1，K1=0，K23 ~K16=0101 0110。
9. 按下STEP键，在W寄存器中存入56。
10. 设置K0=1，K1=1，K8K7K6=110，K4K3K2=000。
11. 按下STEP键，L寄存器显示1A。
12. 设置K9=0,其他保持不变。
13. 按下STEP键，OUT寄存器显示1A。
14. 关闭实验箱电源。
实验内容(二):1. 基本与实验内容(一)的前5个步骤相同(去掉连接OUT寄存器的导线)。
《计算机组成原理》学生实验报告
《计算机组成原理》学生实验报告（2011~2012学年第二学期）专业：信息管理与信息系统班级： A0922学号：10914030230姓名：李斌目录实验准备------------------------------------------------------------------------3 实验一运算器实验-----------------------------------------------------------7 实验二数据通路实验-------------------------------------------------------13 实验三微控制器实验--------------------------------------------------------18 实验四基本模型机的设计与实现------------------------------------------22实验准备一、DVCC实验机系统硬件设备1、运算器模块运算器由两片74LS181构成8位字长的ALU。
它是运算器的核心。
可以实现两个8位的二进制数进行多种算术或逻辑运算，具体由74181的功能控制条件M、CN、S3、S2、S1、S0来决定，见下表。
两个参与运算的数分别来自于暂存器U29和U30（采用8位锁存器），运算结果直接输出到输出缓冲器U33（采用74LS245，由ALUB信号控制，ALUB=0，表示U33开通，ALUB=1，表示U33不通，其输出呈高阻），由输出缓冲器发送到系统的数据总线上，以便进行移位操作或参加下一次运算。
进位输入信号来自于两个方面：其一对运算器74LS181的进位输出/CN+4进位倒相所得CN4；其二由移位寄存器74LS299的选择参数S0、S1、AQ0、AQ7决定所得。
触发器的输出QCY就是ALU结果的进位标志位。
QCY为“0”，表示ALU结果没有进位，相应的指示灯CY灭；QCY为“1”，表示ALU结果有进位，相应的指示灯CY点亮。
计算机组成原理实验报告二 半导体存储器原理实验
半导体存储器原理实验一、实验目的：1、掌握静态存储器的工作特性及使用方法。
2、掌握半导体随机存储器如何存储和读取数据。
二、实验要求：按练习一和练习二的要求完成相应的操作，并填写表2.1各控制端的状态及记录表2.2的写入和读出操作过程。
三、实验方案及步骤：1、按实验连线图接线，检查正确与否，无误后接通电源。
2、根据存储器的读写原理，按表2.1的要求，将各控制端的状态填入相应的栏中以方便实验的进行。
3、根据实验指导书里面的例子练习，然后按要求做练习一、练习二的实验并记录相关实验结果。
4、比较实验结果和理论值是否一致，如果不一致，就分析原因，然后重做。
四、实验结果与数据处理：（1）表2.1各控制端的状态（2）练习操作数据1：（AA）16 =（10101010）2写入操作过程：1)写地址操作：①应设置输入数据的开关状态：将试验仪左下方“INPUT DEVICE”中的8位数据开关D7-D0设置为00000000即可。
②应设置有关控制端的开关状态：先在实验仪“SWITCH UNIT”中打开输入三态门控制端，即SW-B=0，打开地址寄存器存数控制信号，即LDAR=1,关闭片选信号（CE），写命令信号（WE）任意，即CE=1,WE=0或1。
③应与T3脉冲配合可将总线上的数据作为地址输入AR地址寄存器中：按一下微动开关START即可。
④应关闭AR地址寄存器的存数控制信号：LDAR=0。
2）写内容操作：①应设置输入数据的开关状态：将试验仪左下方“INPUT DEVICE”中的8位数据开关D7-D0设置为10101010。
②应设置有关控制端的开关状态：在实验仪“SWITCH UNIT”中打开输入三态门控制端，即SW-B=0，关闭地址寄存器存数控制信号，即LDAR=0，打开片选信号（CE）和写命令信号（WE），即CE=0,WE=1。
③应与T3脉冲配合可将总线上的数据写入存储器6116的00000000地址单元中：再按一下微动开关START即可。
计算机组成原理实验报告微程序控制器实验
实验三微程序控制器实验一. 实验目的与要求：实验目的：1.理解时序产生器的原理，了解时钟和时序信号的波形；2.掌握微程序控制器的功能，组成知识；3.掌握微指令格式和各字段功能；4.掌握微程序的编制，写入，观察微程序的运行，学习基本指令的执行流程。
实验要求：1.实验前，要求做好实验预习，并复习已经学过的控制信号的作用；2.按练习一要求完成测量波形的操作，画出TS1,TS2,TS3,TS4的波形，并测出所用的脉冲Ф周期。
按练习二的要求输入微指令的二进制代码表，并单步运行五条机器指令。
二. 实验方案：按实验图在实验仪上接好线后，仔细检查无误后可接通电源。
1.练习一：用联机软件的逻辑示波器观测时序信号，测量Ф，TS1,TS2,TS3,TS4信号的方法如下：(1) TATE UNIT 中STOP开关置为“RUN”状态（向上拨），STEP开关置为“EXEC”状态（向上拨）。
(2) 将SWITCH UNIT 中右下角CLR开关置为“1”(向上拨）。
(3) 按动“START”按钮，即可产生连续脉冲。
（4）调试”菜单下的“显示逻辑示波器窗口，即可出现测量波形的画面。
（5）探头一端接实验仪左上角的CH1，另一端接STATE UNIT中的Ф插座，即可测出时钟Ф的波形。
（6）探头一端接实验仪左上角的CH2，另一端接STATE UNIT中的TS1插座，即可测出TS1的波形；（7）探头一端接实验仪左上角的CH1，另一端接STATE UNIT中的TS2插座，即可测出TS2的波形。
（8）将红色探头一端接实验仪左上角的CH1，另一端接STATE UNIT中的TS3插座，即可测出TS3的波形。
（9）将红色探头一端接实验仪左上角的CH1，另一端接STATE UNIT中的TS4插座，即可测出TS4的波形。
2.观察微程序控制器的工作原理：①关掉实验仪电源，拔掉前面测时序信号的接线；②编程写入E2PROM 2816A.将编程开关（MJ20）置为PROM（编程）状态；B.将实验板上STATE UNIT 中的STEP置为STEP状态，STOP置为RUN状态，SWITCH UNIT中CLR开关置为1状态；C.在右上角的SWITCH UNIT中UA5-UA0开关上置表3.2中某个要写的微地址；D.在MK24-MK1开关上置表3.2中要写的微地址后面的24位微代码，24位开关对应24位显示灯，开关置为1时灯亮，为0时灯灭；E.启动时序电路，即将微代码写入到E2PROM 2816的相应地址对应的单元中；F.重复C-E步骤，将表3.2的每一行写入E2PROM 2816。
计算机组成原理 实验二 八位寄存器 实验报告
实验报告成绩课程名称计算机组成原理指导教师实验日期院(系) 计算机科学与技术学院专业班级实验地点学生姓名学号同组人实验项目名称实验二八位寄存器一、实验目的和要求实验目的：1.了解寄存器的工作原理和构成；2.熟悉 EDA 工具软件的使用方法。
实验要求：1.电源选用+5V，注意D触发器的置0端和置1端必须接高电平，即+5V电源。
否则D触发器工作不正常。
2. D触发器可以选用 74LS74（7474 也可），其逻辑符号（图中SD为置1端，接低电平有效；图中CD为置0端，接低电平有效；CP为脉冲）。
二、实验原理设计一个八位寄存器,该寄存器具有一个时钟输入端CLK，一个复位端RE，八个并行数据输入端d7,d6,…d0和八个数据输出端q7,q6,…q0，当时钟脉冲到来时,并行数据输入端的数据被送入寄存器中。
寄存器框图如图所示。
三、主要仪器设备1.操作系统为WINDOWS的计算机一台；2.数字逻辑与计算机组成原理实验箱一台；3.基本D触发器7474。
四、实验方法与步骤1. 原理图输入：采用图形输入法在计算机上完成实验电路的原理图输入。
2. 管脚定义：根据硬件实验平台资源示意图和附录一“平台资源和FPGA引脚连接表”完成原理图中输入、输出管脚的定义。
将寄存器的输出q7－q0分别锁定在LD7－LD0上。
将寄存器的输入d7－d0分别锁定在K7－K0上。
将寄存器的输入脉冲CLK锁定在单脉冲(Pin 132引脚)上。
3.原理图编译、适配和下载：在QuartusⅡ环境中选择EP2C8Q208C8器件，进行原理图的编译和适配，无误后完成下载。
4.功能测试：改变K7－K0的状态，按动一次单脉冲键，LD7－LD0的显示将与K7－K0相对应，若有错则重新调试。
5.生成元件符号。
五、实验结果分析六、实验心得通过本次实验，了解了寄存器的工作原理和构成；熟悉了EDA工具软件的使用方法。
在实验中，用一个锁定在开关k8上的输入端用来控制置0端，我认为VCC也需要使用一个输入端表示，否则在引脚分配时无法对VCC进行分配。
计算机组成原理实验课 实验报告
3设置TH-union+实验机工作方式：将6个拨动开关置于正确位置，实现“分立电路CPU的16位联机工作、使用微程序控制其并从内存读指令”的状态。
4在pc机上启动PECE16.EXE
5练习TH-union+实验机各条指令的使用，掌握其功能。
6编写汇编程序段，实现任务要求的功能。
三、实验结果
三、实验过程
这是一个完成整数排序功能的程序，要求首先输入5个参加排序的整数数值，接下来完成对这5个整数的排序操作，并输出最终的排序结果。
<1>在命令行提示符：下输入下面程序：
10 for i=1 to 5
20 input a(i)
30 next i
40 for i=1 to 4
50 for j=i+1 to 5
2.7实验机存储器使用和扩展实验
一、实验目的
1.理解计算机主存储器芯片的读写和控制方法，学习ROM存储器和RAM存储器的使用
2.熟悉计算机主存储器的组成方法，掌握存储器扩展技术.地址分配
二、实验环境介绍
1.扩展芯片连接
TH-union+教学实验计算机机箱上，供实验中进行存储器扩展空间的只有2个芯片插槽，可插入2片8K*8位的58C65芯片，进行EEPROM存储空间的扩展。
2.58C65芯片应用
58C65芯片是电可擦除可编程的ROM器件，它既可以通过专用的编程软件和设备向芯片写入相应内容，也可以通过写内存的指令，向芯片的指定单元写入数据。
三、实验步骤
用EEPROM芯片58C65扩展主存实验
（1）将扩展的AT58C65芯片插入标有“EXTROMH”和“EXTROML”的自锁紧插座，要注意芯片插入的方向。
计算机组成原理实验二
计算机组成原理实验二乘法器实验目的1、掌握乘法器以及booth乘法器的原理实验步骤1、如果未安装byteblaster，参照实验一的配置文件的安装。
2、连接jtag和usb通信线，打开电源。
3.打开quartus->tools->programmer并设置booth_uu乘法器。
软件下载到FPGA上。
请注意，编程时，请选中program/configure下的复选框，然后下载。
4、在实验台上通过模式开关选择fpga独立调试模式010。
5.短路DZ3，断开短路DZ4，使FPGA CPU所需时钟采用正单脉冲时钟。
2.4、实验现象本实验实现了4位Booth乘法（有符号数乘法）。
相应的输入和输出规则如下：1、输入的4位被乘数（multiplicand）md3～md0对应开关sd11～sd8。
2、输入的4位乘数（multiplier）mr3～mr0对应开关sd3～sd0。
3、按单脉冲按钮，输入脉冲，也即节拍。
4.产品（8位）p7~p0对应于灯A8~A1和辅助位A0。
5.计算结束时，最终信号为1，对应于灯R7。
如表2.5的booth算法举例，一共需要0～8九个小步骤计算出结果。
本实验也是通过九个小步骤实现的，通过按单脉冲按钮输入脉冲，观察积寄存器的变化，掌握booth乘法器的原理。
1.切换开关sd11~SD8以输入4位乘法器（MD3~md0）0010，切换开关SD3~sd0以输入4位乘法器（mr3~mr0）1101。
2、按动单脉冲按钮，输入脉冲，对照表2.5观察积寄存器即灯a8～a0的变化情况，当灯r7亮时，说明计算结束，灯a8～a1为最后相乘结果。
根据上述操作细节，按照表2.5中的步骤操作。
进行新的乘法运算时，或者说当上一次运算结束即灯r7亮时，输入新的被乘数、乘数（拨动开关），然后按动单脉冲开关即可观察正确的寄存器结果。
00：0的中间，无任何操作；重复01初始值步骤。
乘法器（MD）是（-4）10110011001100乘积（P）乘法器是（-5）100000110011001011000101100101100101100101101100010111011101000101000101000001 0011:10→ 乘积=乘积-乘法器2：乘积向右移动1位21:11→ 空操作2：产品向右移动1位31:01→ 乘积=乘积+乘法器2：乘积向右移动1位41:10→ 乘积=乘积-乘法器2：乘积向右移动1位2.5、思考题试着解释一下布斯乘法器的原理，也就是说，为什么可以用两个相邻位之间的差来确定加法和减法运算booth算法的关键在于把1分类为开始、中间、结束三种。
计算机组成原理 - 实验二存储器实验_
操作步骤
接线图中OO1、OO2、OOE1、OOE2是四个观察记数的 指示灯，其中OO1、OO2是写信号记数，OOE1、OOE2 是读信号记数。FULL及EMPTYy是满和空标志灯。
实验时，先拨动CLR开关使FIFO清空。然后给INPUT DEVICE单元中置一个数，按动START，此时将此数写入 到FIFO中，依次写四次后，FULL满标志置位。此时再也 写不进去，然后连续按动KK2-读信号，将顺序读出所存 的四个数，从总线显示灯检查结果是否与理论值一致。
C3=FIFOWR&O2&!O1; C4=FIFOWR&O2&O1; EMPTY=(OE==O)&!FLAGG; FULL=(OE==O)&FLAGG; END
25
26
3.LS273模块（ls273.abl）
MODULE LS273
"INPUT
CLK
PIN ;
I7,I6,I4,I3,I2,I1,I0 PIN ;
OE.CLK=FIFORD;
O.CLK=!FIFOWR;
24
OE.AR=!RST; O.AR=!RST; FLAGG.CLK=FIFOWR; FLAGG.AR=(!FIFORD)#(!RST); FLAGG:=1; WHEN OE==3 THEN OE:=0 ELSE OE:=OE+1; WHEN O==3 THEN O:=0 ELSE O:=O+1; C1=FIFOWR&!O2&!O1; C2=FIFOWR&!O2&O1;
7
三．实验内容
实验时将T3脉冲接至实验板上时序电路模块的TS3 相应插孔中，其脉冲宽度可调，其它电平控制信号 由“SWITCH UNIT”单元的二进制开关模拟，其中 SW-B为低电平有效，LDAR为高电平有效。
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《计算机组成原理》
实验报告
学院：计算机学院
专业：软件工程
班级学号：130803 313002384
学生姓名：胡健华
实验日期：2014-11-13
指导老师：李鹤喜
五邑大学计算机学院计算机组成原理实验室
实验二
一、实验名称：SRAM 静态随机存储器实验
二、实验目的：
掌握静态随机存储器RAM工作特性及数据的读写方法。
三、实验内容：
1、向存储器中指定的地址单元输入数据,地址先输入AR寄存器，在地址灯上显示;再将数据
送入总线后，存到指定的存储单元，数据在数据显示灯显示。
2、从存储器中指定的地址单元读出数据, 地址先输入AR寄存器,在地址灯显示; 读出的数据送入
总线, 通过数据显示灯显示。
四、实验设备：
PC机一台，TD-CMA实验系统一套。
五、实验步骤：
1、关闭实验系统电源，按图2-4 连接实验电路，并检查无误，图中将用户需要连接的信号用
圆圈标明。
2、将时序与操作台单元的开关KK1、KK3 置为运行档、开关KK2 置为‘单步’档。
3、将CON 单元的IOR 开关置为1（使IN 单元无输出），打开电源开关，如果听到有‘嘀’报
警声，说明有总线竞争现象，应立即关闭电源，重新检查接线，直到错误排除。
图2-4
4、给存储器的00H、01H、02H、03H、04H 地址单元中分别写入数据11H、12H、13H、14H、15H。
由前面的存储器实验原理图（图2-1-3）可以看出，由于数据和地址由同一个数据开关给出，因此数据和地址要分时写入，先写地址，具体操作步骤为：先关掉存储器的读写（WR=0，RD=0），数据开关输出地址（IOR=0），然后打开地址寄存器门控信号（LDAR=1），按动ST 产生T3 脉冲，即将地址打入到AR 中。
再写数据，具体操作步骤为：先关掉存储器的读写（WR=0，RD=0）和地址寄存器门控信号（LDAR=0），数据开关输出要写入的数据，打开输入三态门（IOR=0），然后使存储器处于写状态（WR=1，RD=0，IOM=0），按动ST 产生T3脉冲，即将数据打入到存储器中。
写存储器的流程如图2-5 所示（以向00 地址单元写入11H为例）：
图2-5
5、依次读出第00、01、02、03、04 号单元中的内容，观察上述各单元中的内容是否与前面写
入的一致。
同写操作类似，也要先给出地址，然后进行读，地址的给出和前面一样，而在进行读操作时，应先关闭IN 单元的输出（IOR=1），然后使存储器处于读状态（WR=0，RD=1，IOM=0），此时数据总线上的数即为从存储器当前地址中读出的数据内容。
读存储器的流程如图2-6 所示（以从00 地址单元读出11H 为例）：
图2-6
如果实验箱和 PC 联机操作，则可通过软件中的数据通路图来观测实验结果（软件使用说明请看附录1），方法是：打开软件，选择联机软件的“【实验】—【存储器实验】”，打开存储器实验的数据通路图，如图2-7 所示。
进行上面的手动操作，每按动一次ST 按钮，数据通路图会有数据的流动，反映当前存储器所做的操作（即使是对存储器进行读，也应按动一次ST 按钮，数据通路图才会有数据流动），或在软件中选择“【调试】—【单周期】”，其作用相当于将时序单元的状态开关置为‘单步’档
后按动了一次ST 按钮，数据通路图也会反映当前存储器所做的操作，借助于数据通路图，仔细分析SRAM 的读写过程。
图2-7
六、实验结果
整个实验记录的实验结果如下：
七、分析讨论
1、在读出数据完成时应先关闭RD按钮然后再关闭IOR按钮，否则就会产生“滴”的声音。
2、在插线的过程中注意不要把两头的线插错位或插反了，否则会影响试验结果。
3、可以不依次序输出存储单元的内容。
4、数据通路图会有数据的流动反映当前存储器所做的操作。
即使是对存储器进行读，也应按动一
次ST按钮，数据通路图才会有数据的流动。
5、将CON单元的IOR开关置为“1”后再打开电源开关，如果听到有“嘀”报警声，应立即关闭
电源，重新检查接线，直到错误排除。
八、心得体会
通过这次实验，较好的掌握了静态存储器的工作特性及使用方法。
掌握了半导体随机存储器如何存储数据及读出数据。
从此次实验中懂得了在实验接线时要细心。
在操作过程中，若出现问题应能在最短时间内检查出问题，从而使实验过程更顺利。