《计算机组成原理实验》指导书(2)

2020-02-21 16:03

CN=111111,并将CONTROL UNIT的开关SP05打在“NORM”状态, SP06打在“RUN”状态,SP03打在“STEP”状态,SP04打在“RUN”状态。然后按下图所示步骤进行。

数据开关(11000001)打开三态门寄存器DR1(11000001)数据开关(01000011)寄存器DR2(01000011)SW_G=0

首先使上面方括号中的控制电平变化要按照从上到下的顺序来进行,其中T4的正脉冲是通过按动一次CONTROL UNIT的触动开关START来产生的。

SIGNALT1T4TS1TS4LDDR1=1LDDR2=0T4=LDDR1=0LDDR2=1T4=ALU_GALU_GS3S2S1S0MCNARLDDR1LDDR2ALUD0..JD1.D7S3S2S1S0MCNARLDDR1LDDR24、验证带进位运算及进位锁存功能。

进行带进位算术运算:前面的操作已经向DR1、DR2置数,然后关闭数据输入三态门(SW_G=1)并使LDDR2=0,打开ALU输出三态门(ALU_G=0),使ALU单元的输出结果进入总线,当S3 S2 S1 S0 M CN的状态为100101时,DATA BUS指示灯显示的数据为DR1加DR2加当前进位标志得到的结果。这个结果是否产生进位,则要使AR=0,然后按动触动开关START,若进位标志灯CY仍然亮,表示无进位;若进位标志灯CY灭,表示有进位。

六、实验报告:

记录实验数据,并总结收获。

七、思考题:

1、74LS181能提高运算速度的原因是什么?

2、在定点二进制运算器中,减法运算一般通过什么方式实现?

接到DATA BUSSWITCHINPUTSW_GSW_G

图2 进位控制实验接线图

实验三 移位运算实验

一、实验目的:

验证移位控制的功能。

二、实验内容:

1、使用一片74LS299来实现移位控制。

三、实验仪器:

1、计算机组成原理教学实验箱 一台 2、排线 若干

四、实验原理:

移位运算实验中使用了一片74LS299作为移位发生器,其八位输入/输出端以排针方式和总线单元连接。299_G信号控制其使能端,T4时序为其时钟脉冲,由S1 S0 M控制信号控制其功能状态,列表如下:

表1-3 74LS299功能表

299_G 0 0 0 0 0 任意

S1 0 1 1 0 0 1 S0 0 0 0 1 1 1 M 任意 0 1 0 1 任意 功能 保持 循环右移 带进位循环右移 循环左移 带进位循环左移 装数 五、实验步骤及注意事项

1、按图1-5连接实验线路,仔细检查无误后接通电源。(图中箭头表示需要接线的地方,接总线和控制信号时要注意高低位一一对应,可用彩排线的颜色来进行区分)

SIGNALT4TS4ALU299_GD0.JD2..D7SWITCH299_G2、按照如下步骤用INPUT UNIT的二进制数据开关把数据写入74LS299:

首先使各个控制电平的初始状态为:299_G=1,SW_G=1,S1 S0 M =111,CLR= l→0→1,并将控制台单元的开关SP05打在“NORM”状态,SP06打在“RUN”状态,SP03打在“STEP”状态,SP04打在“RUN”状态。然后按下图所示步骤进行。

数据开关( 00000011) 打开三态门置数(00000011)S0=1S1=1T4=关闭三态门

上面方括号中的控制电平变化要按照从上到下的顺序来进行,其中T4的正脉冲是通过按动一次CONTROL UNIT的触动开关START来产生的。

3、参照前面的表格1-3,改变S0 S1 M 299_G的状态,按动触动开关START,观察移位结果。

六、实验报告:

参照前面的表格1-3,观察并记录移位结果。

七、思考题:

1、本实验用的移位发生器是什么?其功能表是什么?

接到DATA BUSS3S2S1S0MCNS3S2S1S0MCNINPUTSW_GSW_G 图1-5 移位运算实验接线图

SW_G=0SW_G=1

实验四 存储器实验

一、实验目的:

1、掌握静态随机存储器RAM工作特性。

2、掌握静态随机存储器RAM的数据读写方法。

二、实验内容:

1、用静态随机存储器RAM进行单步读、写和连续写数据。

三、实验仪器:

1、计算机组成原理教学实验箱 一台 2、排线 若干

四、实验原理:

实验所用的半导体静态存储器电路原理如图1-6所示,实验中的静态存储器由一片6116(2Kx8)构成,其数据线接至数据总线,地址由地址锁存器(74LS273)给出。地址灯LI01—LI08与地址总线相连,显示地址内容。INPUT单元的数据开关经一三态门(74LS245)连至数据总线,分时给出地址和数据。 D01D77D76116D0MEMORYA7A0A8A9A10/OE/WECS11LI01CEW/RADDRESS LEDLI08A7A074LS273(AR)D7D0DATA BUSCLKCLRCLR231T3LDAR 图1-6 存储器实验原理图 地址总线为8位,接入6116的地址A7—A0,将6116的高三位A8-A10接地,所以其实际容量为256字节。6116有三个控制线:CE(片选线)、OE(读线)、/WE(写线)。本实验中将OE常接地,在此情况,当CE=0、WE=0时进行写操作,CE=0、WE=1时进行读操作,其写时间与T3脉冲宽度一致。 实验时,将T3脉冲接至实验板上时序电路模块的TS3相应插针中,其它电平控制信号由“SWITCH”单元的二进制开关给出,其中SW_G为低电平有效,LDAR为高电平有效。

五、实验步骤及注意事项:

1、形成时钟脉冲信号T3,具体接线方法和操作步骤如下: (1) 将SIGNAL UNIT中的CLOCK和CK,TS3和T3用排线相连。

(2) 将SIGNAL UNIT中的两个二进制开关 “SP03”设置为“RUN”状态、“SP04”设置为“RUN”状态(当“SP03”开关设置为“RUN”状态、“SP04”开关设置为“RUN”状态时,每按动一次触动开关START,则T3的输出为连续的方波信号。当“SP03”开关设置为“STEP”状态、“SP04”开关设置为“RUN”

状态时,每按动一次触动开关START,则T3输出一个单脉冲,其脉冲宽度与连续方式相同。) 2、按图1-7连接实验线路,仔细检查无误后接通电源。(图中箭头表示需要接线的地方,接总线和控制信号时要注意高低位一一对应,可用彩排线的颜色来进行区分)

CLOCKCKT3SIGNALTS3接到DATA BUSCEWECEWED0...D7SWITCHMEMA0...A7接到ADDR BUSSW_GSW_GINPUTLDARLDARADDRESS

图1-7 存储器实验接线图

3、给存储器的00、01、02、03、04地址单元中分别写入数据11、22、33、44、55,具体操作步骤如下:(以向00号单元写入11为例)

首先使各个控制电平的初始状态为:SW_G=1,CE=1,WE=1,LDAR=0,CLR= l→0→1,并将CONTROL UNIT的开关SP05打在“NORM”状态,然后按下图所示步骤进行。图中方括号中的控制电平变化要按照从上到下的顺序来进行,其中T3的正脉冲是通过按动一次CONTROL UNIT的触动开关START来产生的,而WE的负脉冲则是通过让SWITCH单元的WE开关做l→0→1变化来产生的。

数据开关(00000000)打开三态门地址寄存器AR(00000000)数据开关(00010001)SW_G=0LDAR=1T3=SW_G=1LDAR=0打开三态门存储器RAM(00010001)SW_G=0CE=0WE=

4、依次读出第00、01、02、03、04号单元中的内容,在DATA BUS单元的指示灯上进行显示,观察上述各单元中的内容是否与前面写入的一致。具体操作步骤如下:(以从00号单元读出11数据为例) 其中AR的值在ADDR BUS单元的指示灯上显示,RAM相应单元的值在DATA BUS单元的指示灯上显示。


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