上海大学 计算机学院
《计算机组成原理实验》报告二
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实验名称:运算器实验
一、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。
二、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。
手动方式下，运算功能的通过信号S1、S2、S3选择。 S2 S1 S0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 功能 A+W 加 A-W 减 A|W 或 A＆W 与 A+W+C 带进位加 A-W-C 带进位减 ~A A取反 A 输出A 带进位的加、减运算还应该另外给出进位CyIN。 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译码器的输入信号X2，X1，X0的编码来选择。见输出寄存器选择表。 X2 X1 X0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1
输出寄存器 IN_OE 外部输入门 IA_OE 中断向量 ST_OE 堆栈寄存器 PC_OE PC寄存器 D_OE 直通门 R_OE 右移门 L_OE 左移门 没有输出 三、实验内容：1. 计算37H＋56H后左移一位的值送OUT输出。
2. 把36H取反后同54H相与的值送入R1寄存器。
四、实验步骤：1. 计算37H＋56H后左移一位的值送OUT输出。 ①按下表的方式连线：
K8 k7 k6 k4 k3 k2 k1 k0 控制电k9 ①键 S1 S0 WEN AEN 被控对OUTEN X2 X1 X0 S2 ①象 接完线后打开电源。
②用实验一的方法将数据37H写入寄存器A中，K23到K16分别为00110111，并将数据保存即置k0为1的位置。用相同的方法将56H写入到寄存器W中。
③置X2X1X0分别为100，即k8k7k6为100，同时置S2S1S0为000执行A+W的操作，即置k4k3k2为000。就实现了将A+W的值写入到直通门D中。 ④再将X2X1X0置为110，即为左移门，按下STEP键，产生CK脉冲，D中的数据就为结果。将k9置为0，同时k1k2置为11，按下STEP键，产生CK
⑤将k9置为0，同时k1k2置为11，按下STEP键，产生CK脉冲。就将直通门D中的数据送到OUT寄存器中。同时将k9置为1保存数据。 2. 把36H取反后同54H相与的值送入R1寄存器。 ① 按下表的方式连线： 控制电键 被控对象 k12 k11 k10 k8 k7 k6 k4 k3 k2 k1 k0 RWR SB SA X2 X1 X0 S2 S1 S0 WEN AEN 接完线后打开电源。
②用实验一的方法将数据36H写入寄存器A中，K23到K16分别为00110110，并将数据保存即置k0为1的位置。用相同的方法将54H写入到寄存器W中。
③将k0置为0，将S2S1S0置为110，即将k4k3k2置为110执行取反操作，同时将X2X1X0置为100，即将k8k7k6置为100，将计算数据传到直通门D中，按下STEP键，寄存器A中显示9C。再将k0置为1。
④将X2X1X0置为100，即将k8k7k6置为100，将S2S1S0置为011，即将k4k3k2置为011，进行相与操作。按下STEP键直通门D中显示的结果为最后结果。
⑤将k12k11k120分别置于001，按下STEP键将直通门D中的数据传到R1中。R1中显示数据为40。
五、实验现象：1. 计算37H＋56H后左移一位的值送OUT输出。
寄存器OUT上显示数据为1A。
2. 把36H取反后同54H相与的值送入R1寄存器。 寄存器R1上显示数据为40。
六、数据记录、分析与处理：实验结果和预期的一样。
七、实验结论：实现数据处理部件的工作方式控制和机器语言程序的运行过程。 八、建议：暂无。
九、体会：这次实验一开始先让我巩固了一下上周学习的内容，是我对寄存器的了解更近了
一步。这次实验的连线也比上次的复杂一些，就是在上次试验的基础上多加了一些操作，说明做任何事都要有循序渐进的过程。同时要求我们在做实验时要保持清醒的头脑，要弄清楚自己每根线代表的内容，这样出错了也会容易找出错误及时进行修改。
十、思考题：如何计算3456H＋12EFH的值？
答：通过CP226实验仪，把S2S1S0设置为100，可以使用带进位加法运算。由于是四位16进制，可以把它拆开，从个位开始计算，一位一位向上计算通过带进位加法器，即A=64H*64H+64H*10H*3H+64H*3H+10H*9H+8H，W=64H*10H*4H+64H*8H+10H*4H+7H，原式的值即为A+W。