[Other]计算机组成原理分解实验：实验四 时序系统
计算机组成原理实验报告
重庆理工大学《计算机组成原理》实验报告学号 __***********____姓名 __张致远_________专业 __软件工程_______学院 _计算机科学与工程二0一六年四月二十三实验一基本运算器实验报告一、实验名称基本运算器实验二、完成学生：张致远班级115030801 学号11503080109三、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。
四、实验原理：两片74LS181 芯片以并/串形式构成的8位字长的运算器。
右方为低4位运算芯片，左方为高4位运算芯片。
低位芯片的进位输出端Cn+4与高位芯片的进位输入端Cn相连，使低4位运算产生的进位送进高4位。
低位芯片的进位输入端Cn可与外来进位相连，高位芯片的进位输出到外部。
两个芯片的控制端S0～S3 和M 各自相连，其控制电平按表2.6-1。
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DR1、DR2（用锁存器74LS273 实现）来锁存数据。
要将内总线上的数据锁存到DR1 或DR2 中，则锁存器74LS273 的控制端LDDR1 或LDDR2 须为高电平。
当T4 脉冲来到的时候，总线上的数据就被锁存进DR1 或DR2 中了。
为控制运算器向内总线上输出运算结果，在其输出端连接了一个三态门（用74LS245 实现）。
若要将运算结果输出到总线上，则要将三态门74LS245 的控制端ALU-B 置低电平。
否则输出高阻态。
数据输入单元(实验板上印有INPUT DEVICE)用以给出参与运算的数据。
其中，输入开关经过一个三态门（74LS245）和内总线相连，该三态门的控制信号为SW-B，取低电平时，开关上的数据则通过三态门而送入内总线中。
总线数据显示灯（在BUS UNIT 单元中）已与内总线相连，用来显示内总线上的数据。
控制信号中除T4 为脉冲信号，其它均为电平信号。
由于实验电路中的时序信号均已连至“W/R UNIT”单元中的相应时序信号引出端，因此，需要将“W/R UNIT”单元中的T4 接至“STATE UNIT”单元中的微动开关KK2 的输出端。
多思计算机组成原理实验四微程序控制器实验
实验四.. .微程序控制器实验。
1.-实验目的。
.(1)掌握微程序控制器的组成原理和工作过程。
(2)理解微指令和微程序的概念，理解微指令与指令的区别与联系。
(3)掌握指令操作码与控制存储器中微程序的对应方法，熟悉根据指令操作码从控制存储器中读出微程序的过程。
2.+实验要求。
(1)做好实验预习，看懂电路图，熟悉实验元器件的功能特性和使用方法。
u(2)按照实验内容与步骤的要求，认真仔细地完成实验。
(3)写出实验报告。
3.-实验电路。
. . ..本实验使用的主要元器件有: 4位数据锁存器74LS175,2KX8EPROM2716，时序发生器,或门、与门、开关、指示灯等。
芯片详细说明请见附录。
图1为实验电路图，其中3片EPROM2716构成控制存储器，1片74LS175为微地址寄存器，与74LS175数据输入引脚相连的输入信号线及6个门电路构成了地址转移逻辑。
注.意，2716输出信号中带后缀“#"的信号为低电平有效信号，不带后缀“#”的信号为高电平有效信号。
为简化电路结构，本实验没有使用微命令寄存器，并且在虚拟实验系统中，将3片EPROM组合为-一个虚拟EPROM组件。
本实验使用的EPROM和时序发生器一-样，均为虚拟实验系统提供的虚拟组件。
（5）答：000001101000000111100001 000001100000010110100010 000001101000011101100011 000001001000100111111000 000001101100000110100010 000001101000011101100011 000001001000100111111000 000001101100000110100010 000001101000011101100011 000001001000100111111000（6）（7）04 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 105 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 006 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 007 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 014 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 015 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0。
计算机组成原理实验4进位实验实验5移位实验
实验4 进位控制实验一、实验目的1. 理解带进位控制的电路图。
2.验证带进位控制的算术运算发生器的功能。
3.按给定数据，完成实验几种指定的算术运算。
二、实验原理1.在算术逻辑运算实验的基础上，增加了进位控制部分,进位控制部分电路。
它主要由一个74LS74锁存器构成。
2．AR是74LS74琐存器的控制信号,低电平有效，与T4脉冲信号配合,可打开琐存器，把74LS181运算的进位结果存入其内。
(3)CY是高位进位标志信号,连接一个发光二极光，能显示其进位情况。
当进位时此灯“亮”，无进位时指示灯“灭”。
具体电路见图4-1带进位运算器通路图。
图4-1带进位运算器通路图图4-1带进位运算器通路三、实验注意事项（1）本实验使用T4脉冲信号，实验时将“W/R UNIT”的T4接至“STA TE UNIT”中KK2的正脉冲冲插头上，按下微动开关KK2（可产生T4正脉冲），即可获得本实验所需的单脉冲信号。
（2）S3、S2、S1、S0、Cn、M、LDDR1、LDDR2、AUL-B、SW-B、AR均为电平信号，与“SWITCH UNIT”中的二进制开关对应相连接，用于产生模拟信号。
（3）ALU-B、SW-B为低电平有效；LDDR1，LDDR2为高电平有效。
（4）实验仪上进位指示灯CY为“亮”时，表示有进位，“灭”表示无进位。
（5）实验仪上ZI(zero indicator)是判零标志灯，当两片74LS181输出全为“0”时，ZI灯亮，当两片74LS181输出不全为“0”时，ZI灯灭。
（6）每次做进位操作前都必须先对进位标志清零。
清零后,注意观看实验仪上进位指示灯CY是否已灭，若清零后CY不灭，要检查原因。
（7）进位清零操作时，有关控制端的状态是：S3、S2、S1、S0、M、AR、LDDR1、LDDR2 置为00000000，然后按下微动开关KK2即可。
（8）做清零操作时，DR1寄存器的内容不能为11111111。
四、实验内容和步骤1. 实验连线实验连线图见图4-2：图4-2 带进位运算实验接线图接线完成后，检查无误，方可接通电源，要养成一个好习惯，通电前要细心检查电路，以防短路发生，造成实验设备的损坏。
《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(四个实验 图)
福建农林大学计算机与信息学院计算机类实验报告课程名称：计算机组成原理姓名：周孙彬系：计算机专业：计算机科学与技术年级：2012级学号：3126010050指导教师：张旭玲职称：讲师2014年06 月22日实验项目列表序号实验项目名称成绩指导教师1 算术逻辑运算单元实验张旭玲2 存储器和总线实验张旭玲3 微程序控制单元实验张旭玲4 指令部件模块实验张旭玲福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告系：计算机专业：计算机科学与技术年级： 2012级姓名：周孙彬学号： 3126010050 实验课程：实验室号：_______ 实验设备号：实验时间：指导教师签字：成绩：实验一算术逻辑运算单元实验实验目的1、掌握简单运算器的数据传输方式2、掌握74LS181的功能和应用实验要求完成不带进位位算术、逻辑运算实验。
按照实验步骤完成实验项目，了解算术逻辑运算单元的运行过程。
实验说明1、ALU单元实验构成（如图2-1-1）1、运算器由2片74LS181构成8位字长的ALU单元。
2、2片74LS374作为2个数据锁存器（DR1、DR2），8芯插座ALU-IN作为数据输入端，可通过短8芯扁平电缆，把数据输入端连接到数据总线上。
运算器的数据输出由一片74LS244（输出缓冲器）来控制，8芯插座ALU-OUT 作为数据输出端，可通过短8芯扁平电缆把数据输出端连接到数据总线上。
图2-1-1图2-1-22、ALU单元的工作原理（如图2-1-2）数据输入锁存器DR1的EDR1为低电平，并且D1CK有上升沿时，把来自数据总线的数据打入锁存器DR1。
同样使EDR2为低电平、D2CK有上升沿时把数据总线上的数据打入数据锁存器DR2。
算术逻辑运算单元的核心是由2片74LS181组成，它可以进行2个8位二进制数的算术逻辑运算，74LS181的各种工作方式可通过设置其控制信号来实现（S0、S1、S2、S3、M、CN）。
当实验者正确设置了74LS181的各个控制信号，74LS181会运算数据锁存器DR1、DR2内的数据。
[电脑基础知识]计算机组成原理实验
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算术逻辑运算实验步骤2-2
使用以下操作步 骤向DRl寄存器 中置入数据65。 设置：
SW-B = 1 从输入开关输入：01100101 SW-B = 0 299-B = 0 ALU-B = 1 LDDR1 = 1 LDDR2 = 0 按KK2发T4脉冲 改变PC-B
18
算术逻辑运算实验步骤2-3
打入地址寄存器AR； 3．将R0寄存器中的数写入到地址寄
存器指定的存储器地址单元中； 4．将存储器指定地址单元中的数读
出用LED数码管显示。
55
实验线路
63H-->20H 64H-->21H
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实验六 微控制器实验
[内容提要] 1. 实验目的 2. 实验原理 3. 实验内容 4. 实验步骤
2．掌握总线传输控制特性； 3. 掌握组成计算机的五大部件之间
的连接。
53
实验原理
总线显示灯
SW-B
LDAR
CS
W/R LED-B W/R R0-B LDR0
数据 地址寄存 输入开关 器AR
存储器 RAM
数码显示 管LED
R0 寄存器
地址总线显示灯
54
实验内容
1．输入设备将一个数打入R0寄存器； 2．输入设备将另一个数(存储器地址)
27
进位控制实验步骤1
按图2—2连接实验线路，仔细查线无误后，接通电源
28
进位控制实验步骤2-1
用二进制数码开关向DR1和DR2寄存器置 数55H和AAH ，具体方法同实验一 。
29
进位控制实验步骤2-2
检查DR1和DR2中的数，检查方法见本实 验一 。注意保持AR信号为1。
30
TEC-4计算机组成原理实验系统(教师指导书)
TEC—4计算机组成原理实验系统教师实验指导书清华大学科教仪器厂2004年11月1目录基本实验运算器组成实验 13 双端口存储器原理实验 18 数据通路组成实验 22 微程序控制器组成实验 28 CPU组成和机器指令执行实验 40 中断原理实验 45第三节双端口存储器原理实验一、实验目的（1）了解双端口静态随机存储器IDT7132的工作特性及使用方法。
（2）了解半导体存储器怎样存储和读出数据。
（3）了解双端口存储器怎样并行读写，产生冲突的情况如何。
二、实验电路图7示出了双端口存储器的实验电路图。
这里使用了一片IDT7132（U36）（2048 X ８位），两个端口的地址输入A8—A10引脚接地，因此实际使用存储容量为256字节。
左端口的数据部分连接数据总线DBUS7—DBUS0，右端口的数据部分连接指令总线INS7—INS0。
一片GAL22V10（U37）作为左端口的地址寄存器（AR1），内部具有地址递增的功能。
两片４位的74HC298（U28、U27）作为右端口的地址寄存器（AR2H、AR2L），带有选择输入地址源的功能。
使用两组发光二极管指示灯显示地址和数据：通过开关IR/DBUS切换显示数据总线DBUS和指令寄存器IR的数据，通过开关AR1/AR2切换显示左右两个端口的存储地址。
写入数据由实验台操作板上的二进制开关SW0—SW7设置，并经过SW_BUS三态门74HC244（U38）发送到数据总线DBUS上。
指令总线INS上的指令代码输出到指令寄存器IR（U20），这是一片74HC374。
存储器IDT7132有6个控制引脚：CEL#、LRW、OEL#、CER#、RRW、OER#。
CEL#、LRW、OEL#控制左端口读、写操作，CER#、RRW、OER#控制右端口读、写操作。
CEL#为左端口选择引脚，低有效。
当CEL# =1 时，禁止左端口读、写操作；当CEL# =0 时，允许左端口读、写操作。
计算机组成原理_实验四参考资料
计算机组成原理实验四参考资料一、实验箱（TEC-5）模型机的指令系统表1 机器指令系统因此，以下程序中各指令所对应的机器代码为二、实验箱（TEC-5）模型机的控制器控制器用来产生数据通路操作所需的控制信号。
TEC-5提供了一个微程序控制器如下图1.2所示。
#S #S #图1.2 控制器框图因此，TEC-5的微指令字长31位，其中顺序控制部分9位（P2~P0这三位为判别字段，uA5-uA0这六位为后继微指令地址）。
以及控制字段22位（从S3到TJ），这22位均可直接连接到数据通路对应信号端实现控制。
以上操作信号在数据通路中对应的位置，见下图。
S3S2S1S0M图3.1 运算器实验电路图3.2 双端口存储器实验电路图三、实验箱（TEC-5）模型机的微程序执行流程模型机的微程序执行过程如下图3.7流程图所示。
说明如下：1、当打开机器电源或按下复位按钮CLR#时，模型机的第一条微程序总是从000000B （uA5~uA0=000000）处开始执行。
2、接着，微指令根据SWC、SWB、SW A三个控制台专用的操作开关的值来决定微程序下一步的走向（即决定uA5~uA0的值），例如，若SWC=0、SWB=1、SW A=0，根据下图，其将会执行的下一条微指令地址为0AH（即uA5~uA0=001010，可在信号灯uA5~uA0上观察到结果）。
3、每一条微指令执行时，其地址均可在信号灯uA5~uA0上观察到。
4、按下复位按钮CLR#时，模型机又跳回到000000B（uA5~uA0=000000）处开始执行。
5、只有当控制台信号SWC=0、SWB=0、SW A=0时，才能进入到程序的“取指令”—>“执行指令”—>“取指令”—>“执行指令”—>…执行完全部程序后停机（TJ）的过程。
00KT Array图3.7 微程序流程图四、实验箱（TEC-5）模型机的控制台操作开关SWC、SWB、SWA详解实验通路中的所有控制信号一旦与微程序控制器相连，便无法再如前面实验一样用开关单独控制了（例如，无法再通过开关控制LDRI和WR1/WR0信号从而完成对寄存器的写入）。
计算机组成原理实验系统(学生用书)
计算机组成原理实验指导（学生用书）天津城建学院计算机系2003年9月第一节 TEC—4计算机组成原理实验系统TEC—4计算机组成原理实验系统由北京邮电大学计算机学院、清华同方教学仪器设备公司、深圳拓普威电子技术有限公司联合研制。
它是一个8位计算机模型实验系统，可用于大专、本科、硕士研究生计算机组成原理课程、计算机系统结构课程的教学实验，对提高学生的动手能力、提高学生对计算机整体和各组成部分的理解、提高学生的计算机系统综合设计能力都会有很大帮助。
一、TEC—4计算机组成原理实验系统特点1．计算机模型简单、实用，运算器数据通路、控制器、控制台各部分划分清晰。
2．计算机模型采用了数据总线和指令总线双总线体制，能够实现流水控制。
3．控制器有微程序控制器或者硬布线控制器两种类型，每种类型又有流水和非流水两种方案。
4．寄存器堆由1片ispLSI1016组成，运算器由1片ispLSI1024组成，设计新颖。
5．实验台上包括了1片在系统编程芯片ispLSI1032，学生可用它实现硬布线控制器。
6．该系统能做运算器组成、双端口存储器、数据通路、微程序控制器、中断、CPU组成与机器指令执行、流水微程序控制器、硬布线控制器、流水硬布线控制器等多种实验。
7．电源部分采用模块电源，重量轻，具有抗电源对地短路能力。
8．采用自锁紧累接接线方式，接线可靠。
二、TEC—4计算机组成原理实验系统的组成TEC—4计算机组成原理实验系统由下述六部分组成：1．控制台2．数据通路3．控制器4．用户自选器件试验区5．时序电路6．电源部分下面分别对各组成部分予以介绍。
三、电源电源部分由一个模块电源、一个电源插座、一个电源开关和一个红色指示灯组成。
电源模块通过四个螺栓安装在实验台下面。
它输出+5V电压，最大负载电流3安培,内置自恢复保险功能,具有抗+5V对地短路能力。
电源插座用于接交流220伏市电，插座内装有保险丝。
电源开关用于接通或者断开交流220伏市电。
计算机组成原理实验(基本模型机实验)
实验六 基本模型机的设计与实现
⑶ 根据微程序流程图设计微指令并转换成 16进制代码文件。 当全部微程序设计完毕后，应将每条微指 令代码化，即按微指令格式将微程序流程 图转化成二进制微代码表，如下表所示， 再转换成16进制代码文件。
实验六 基本模型机的设计与实现
监控程序的16进制文件格式（文件名C8JHE1）： 程序： ＄P00 00 ＄P01 10 ＄P02 0A ＄P03 20 ＄P04 0B ＄P05 30 ＄P06 0B ＄P07 40 ＄P08 00 ＄P0A 01
实验六 基本模型机的设计与实现
⑴有关微控制器部分在前一实验中已详细介绍 ⑵ 主存储器的读、写和运行 为了向主存储器RAM中装入程序或数据，并且检查写入是否正确以及 能运行主存储器中的程序，必须设计三个控制操作微程序。 ·存储器读操作：拨动总清开关后，置控制开关SWC、SWA为“0 0”时， 按要求连线后，连续按“启动运行”开关，可对主存储器RAM连续手动 读操作。 ·存储器写操作：拨动总清开关后，置控制开关SWC、SWA为“0 1”时， 按要求连线后，再按“启动运行”开关，可对主存储器RAM进行连续手 动写入。 ·运行程序：拨动总清开关后，置控制开关SWC、SWA为“1 1”时，按要 求连线后，再按“启动运行”开关，即可转入到第01号“取址”微指令， 启动程序运行。 上述三条控制指令用两个开关SWC、SWA的状态来设置，其定义如下：
实验六 基本模型机的设计与实现
2、实验步骤 ⑴ 根据实验原理设计数据通路框图，如下图。
实验六 基本模型机的设计与实现
⑵ 根据机器指令画出对应的微程序流程图 本实验的微程序流程见下图，当拟定“取指”微指令时， 该微指令的判别测试字段为P（1）测试。由于“取指”微 指令是所有微程序都使用的公用微指令，因此P（1）的测 试结果出现多路分支。本机用指令寄存器的前4位I7～I4作 为测试条件，出现5路分支，占用5个固定微地址单元。 实验机控制操作为P（4）测试，它以控制开关SWC、 SWA作为测试条件，出现了3路分支，占用3个固定微地 址单元。当分支微地址单元固定后，剩下的其它地方就可 以一条微指令占用控存一个微地址单元随意填写。 注意：微程序流程图上的单元地址为16进制。
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汪海的实验室
- - 各种图形学实验和数据结构实验以及其他一切琐碎杂乱的小笔记们都相遇在此齐聚一堂共同守候 0
error(s), 0 warning(s) 这神奇时刻的到来
[Other]计算机组成原理分解实验：实验四 时序系统
分类： 计算机组成原理 2012-12-29 01:01 99人阅读 评论(0) 收藏 举报
实验四：时序系统
一、实验目的：
掌握计算机实验中时序系统的设计方法。
设计一个基本时序系统，该系统具有4个节拍电平及四相工作脉冲。
其时序关系参阅下图中的M0—M3，T0—T3。
二、实验所用器件和仪表：
计数器可以采用74LS161
译码器采用74LS138
移位寄存器采用74LS194
反相器采用74LS04。
三、实验内容：
开关数据为移位器预置0001。
选用适当方案，设计出实验线路图。
设计试验步骤。
利用指示灯观察实验现象，写出实验报告。
四、实验提示：
1
五、实验接线图及实验结果：
2