计算机组成原理实验.docx

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计算机组成原理实验

学生实验报告

（理工类）

课程名称：

计算机组成原理专业班级：

15软嵌（4）

学生学号：

1512011150学生姓名：

杨德

所属院部：

软件工程指导教师：

卞志国

2017——2018学年第一学期

金陵科技学院教务处制

实验报告书写要求

实验报告原则上要求学生手写，要求书写工整。

若因课程特点需打印的，要遵照以下字体、字号、间距等的具体要求。

纸张一律采用A4的纸张。

实验报告书写说明

实验报告中一至四项内容为必填项，包括实验目的和要求；实验仪器和设备；实验内容与过程；实验结果与分析。

各院部可根据学科特点和实验具体要求增加项目。

填写注意事项

（1）细致观察，及时、准确、如实记录。

（2）准确说明，层次清晰。

（3）尽量采用专用术语来说明事物。

（4）外文、符号、公式要准确，应使用统一规定的名词和符号。

（5）应独立完成实验报告的书写，严禁抄袭、复印，一经发现，以零分论处。

实验报告批改说明

实验报告的批改要及时、认真、仔细，一律用红色笔批改。

实验报告的批改成绩采用百分制，具体评分标准由各院部自行制定。

实验报告装订要求

实验批改完毕后，任课老师将每门课程的每个实验项目的实验报告以自然班为单位、按学号升序排列，装订成册，并附上一份该门课程的实验大纲。

实验项目名称：

运算器组成实验学时：

4

同组学生姓名：

严万建实验地点：

B404

实验日期：

11.28实验成绩：

批改教师：

批改时间：

1、实验目的和要求

（1）目的

1.掌握简单运算器的数据传送通路。

2.验证运算功能发生器（74LS181）的组合功能。

（2）要求

1、复习运算器的基本组成与工作原理。

2、掌握74LS181的工作原理。

二、实验仪器和设备

TDN-CM+计算机组成原理教学实验系统一台，排线若干。

三、实验过程

1、按照图1-2连接实验线路，仔细查线无误后，接通电源。

图1－2实验连接图

2、用二进制数码开关向DR1和DR2寄存器置数。

具体操作步骤图示如下：

数据开关

（10100111）

寄存器DR1

（01100101）

寄存器DR2

（10100111）

三态门

数据开关

（01100101）

ALU-B=1

SW-B=0

LDDR1=0

LDDR2=1

T4=

LDDR1=1

LDDR2=0

T4=

检验DR1和DR2中存的数据是否正确，具体操作为：

关闭数据输入三态门（SW-B＝1），打开ALU输出三态门（ALU-B＝0），当置S3、S2、S1、S0、M为11111时，总线指示灯显示DR1中的数，而置成10101时总线指示灯显示DR2中的数。

3、验证74LS181的算术运算和逻辑运算功能（采用正逻辑）

在给定DR1＝65、DR2＝A7的情况下，改变运算器的功能设置，观察运算器的输出，填入下表1-1中，并和理论分析进行比较、验证。

四、实验结果与分析

表1－1

DR1

DR2

S3S2S1S0

M=0（算术运算）

M=1

（逻辑运算）

Cn=1

无进位

Cn=0

有进位

65

A7

0000

F=（65）

F=（66）

F=（9A）

65

A7

0001

F=（E7）

F=（E8）

F=（18）

65

A7

0010

F=（7D）

F=（7E）

F=（82）

65

A7

0011

F=（FF）

F=（00）

F=（00）

65

A7

0100

F=（A5）

F=（A6）

F=（DA）

65

A7

0101

F=（27）

F=（28）

F=（58）

65

A7

0110

F=（BD）

F=（BE）

F=（C2）

65

A7

0111

F=（3F）

F=（40）

F=（40）

65

A7

1000

F=（8A）

F=（8B）

F=（BF）

65

A7

1001

F=（OC）

F=（OD）

F=（3D）

65

A7

1010

F=（A2）

F=（A3）

F=（A7）

65

A7

1011

F=（24）

F=（25）

F=（25）

65

A7

1100

F=（CA）

F=（CB）

F=（FF）

65

A7

1101

F=（4C）

F=（4D）

F=（7D）

65

A7

1110

F=（E2）

F=（E3）

F=（E7）

65

A7

1111

F=（64）

F=（65）

F=（65）

实验项目名称：

存储器实验实验学时：

4

同组学生姓名：

严万建实验地点：

B404

实验日期：

12.5实验成绩：

批改教师：

批改时间：

1、实验目的和要求

（1）目的

掌握静态随机存储器RAM工作特性及数据的读写方法。

（2）要求

复习静态随机存储器RAM工作特性

了解三态门以及地址锁存器和6116的工作原理及组成

2、实验仪器和设备

TDN-CM+计算机组成原理教学实验系统一台，排线若干。

3、实验过程

1、形成时钟脉冲信号T3，具体接线方法和操作步骤如下：

1）接通电源，用示波器接入方波信号源的输出插孔H24，调节电位器W1，使H24端输出实验所期望的频率的方波。

2）将时序电路模块中的φ和H23排针相连。

3）

在时序电路模块中有两个二进制开关“STOP”和“STEP”。

将“STOP”开关置为“RUN”状态、“STEP”开关置为“EXEC”状态时，按动微动开关START，则T3输出为连续的方波信号，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。

当“STOP”开关置为“RUN”状态，“STEP”开关置为“STEP”状态时，每按动一次微动开关START，则T3输出一个单脉冲，其脉冲宽度与连续方式相同。

4）关闭电源。

2、按图2-2连接实验线路，仔细查线无误后接通电源。

由于存储器模块内部的连线已经接好，因此只需要完成实验电路的形成、控制信号模拟开关、时钟脉冲信号T3与存储模块的外部连接。

3、给存储器的00、01、02、03、04地址单元中分别写入数据11、12、13、14、15,具体操作步骤如下：

（以向0号单元写入11为例）

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写前面写入的一致。

具体操作步骤如下：

（从0号单元读出11数据为例）

四、实验结果

能依次显示出00，01，02，03，04号单元中的数据

实验项目名称：

微控制器实验实验学时：

4

同组学生姓名：

严万建实验地点：

B404

实验日期：

12.12实验成绩：

批改教师：

批改时间：

1、实验目的和要求

（1）目的

1、掌握时序产生器的组成原理

2、掌握微程序控制器的组成原理

3、掌握微程序的编制、写入，观察微程序的运行

（2）要求

1．预习时序电路工作原理

2．预习微程序控制器的组成原理

2、实验仪器和设备

TDN-CM+计算机组成原理教学实验系统一台，排线若干。

3、实验过程

1、图3－5为几条机器指令对应的参考微程序流程图，将全部微程序按微指令格式变成二进制代码，可得到表3－2的二进制代码表。

图3－5微程序流程图

2、按图3－6连接实验线路，仔细检查无误后接通电源。

图3－6实验线路图

3、观测时序信号

用双踪示波器（或PC示波器功能）观察方波信号源的输出，时序电路中的“STOP”开关置为“RUN”，“STEP”开关置为“EXEC”。

按动START按键，从方波器上可观察到TS1、TS2、TS3、TS4各点的波形，比较他们的相互关系，画出其波形，并标注测量所得的脉冲宽度，见图3－7。

表3－2二进制代码表

4、观察微程序控制器的工作原理

1编程

A.将编程开关置为PROM状态

B.将实验板上“STATEUNIT”中的“STEP”开关置为“STEP”，“STOP”开关置为“RUN”。

C.用二进制模拟开关置微地址MA5-MA0。

D.在MK24-MK1开关上置微代码，24位开关对应24位显示灯，开关量为“0”时灯亮，开关量为“1”时灯灭。

E.启动时序电路（按动启动按钮“START”）即将微代码写出到E2PROM2816的相应地址对应的单元中。

F.重复C-E步骤，将表3－2的微代码写出2816。

图3－7

2校验

A.将编程开关置为READ（校验）状态

B.将实验板上的“STEP”开关置为“STEP”，“STOP”开关置为“RUN”。

C.用二进制模拟开关置微地址MA5-MA0。

D.按动启动按钮“START”键，读出微代码，观察显示灯MD24-MD1的状态（灯亮为0，灯灭为1），检查读出的微代码是否与写入相同。

如不同，则将开关置于PROM编程状态，重新执行①即可。

3单步运行

A.将编程开关置为RUN（运行）状态。

B.实验板的“STEP”及“STOP”开关保持原状。

C.操作CLR开关，使CLR信号1→0→1，微地址寄存器MA5-MA0清零，从而明确本机的运行入口微地址为000000（二进制）。

D.按动启动按钮“START”键，启动时序电路，则每按动一次启动键，读出一条微指令后停机，此时实验台上的微地址显示灯将显示所读出的一条指令。

4连续运行

A.将编程开关置为RUN（运行）状态。

B.将实验板上“STEP”开关置为“EXEC”状态。

C.使CLR信号1→0→1，此时微地址寄存器清零，从而明确本机的运行入口微地址为000000（二进制）。

D.启动时序电路，则可连续读出微指令。

4、实验结果与分析

按顺序显示00，20，22，27，20，22，27，20，22，27......

实验项目名称：

总线控制实验实验学时：

4

同组学生姓名：

严万建实验地点：

B404

实验日期：

12.19实验成绩：

批改教师：

批改时间：

1、实验目的和要求

（1）目的

1.理解总线的概念及其特性

2.掌握总线传输控制特性

（2）要求

1、掌握总线的工作原理与传输控制特性

2、实验仪器和设备

TDN-CM+计算机组成原理教学实验系统一台，排线若干。

3、实验过程

根据挂在总线上的几个基本部件，设计一个简单的流程：

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打入地址寄存器

3将R0寄存器中的数写入到当前地址的存储器中

4将当前地址的存储器中的数用LED数码管显示

1、按照图4-2实验接线图进行连线。

2、具体操作步骤图示如下：

初始状态应设为：

关闭所有三态门（SW-B=1,CS=1,R0-B=1,LED-B=1），其他控制信号为LDAR=0,LDR0=0,W/R（RAM）=1,W/R（LED）=1。

图4－2实验接线图

四、实验结果与分析

LED灯显示63