计算机组成原理实验指导书
实验二 移位运算实验
一、实验目的：
掌握移位控制的功能及工作原理 二、预习要求：
1．了解移位寄存器的功能及用FPGA的实现方法。 三、实验设备：
EL-JY-II型计算机组成原理实验系统一套，排线若干。 四、工作原理：
移位运算实验电路结构如图2-1所示：
图2-1 移位运算器电路结构
功能由S1、S0、M控制，具体功能见表2-2： G-299 0 0 0 0 0 1 0 0 S1 0 1 1 0 0 1 1 1 S0 0 0 0 1 1 1 1 1 M × 0 1 0 1 × 0 1 T4 ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ 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 置数(进位保持) 置数（进位清零） 置数（进位置1） 表2-2 五、实验内容：
输入数据，利用移位寄存器进行移位操作。 六、实验步骤
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Ⅰ、单片机键盘操作方式实验。
注：在进行单片机键盘控制实验时，必须把K4开关置于“OFF”状态，否则系统处于自锁状态，无法进行实验。 1、实验连线：
实验连线图如图2－3所示。
图2—3 键盘方式接线图
注：连线时应按如下方法：为了连线统一，对于横排座，应使排线插头上的箭头面向自己插在横排座上；对于竖排座，应使排线插头上的箭头面向左边插在竖排座上。注意：F4只用一个排线插头孔
2、实验过程：
(1) 拨动清零开关CLR，使其指示灯灭。再拨动CLR，使其指示灯亮。在监控指示灯滚动
显示【CLASS SELECt】时按【实验选择】键，显示【ES--_ _ 】输入02或2，按【确认】键，监控指示灯显示为【ES02】，表示准备进入实验二程序，也可按【取消】键来取消上一步操作，重新输入。
(2) 再按【确认】键，进入实验二程序，显示为【E1E0--】，提示输入操作指令（参考表
2－2，E1E0相当于G_299，二进制，“11”为关闭输出，“00”为允许输出），输入二进制数“11”，关闭输出，在输入过程中，可按【取消】键进行输入修改。按【确认】键。
(3) 监控指示灯显示【Lo=0】，可输入二进制数“0”或“1”，此处Lo相当于表2－2的
M，默认为“0”，按【确认】键。
(4) 监控指示灯显示【S0S1--】，提示输入移位控制指令（参考表2－2），输入二进制数
“11”，对寄存器进行置数操作，按【确认】键。
(5) 监控指示灯显示【DATA】，提示输入要移位的数据，输入十六进制数“0001”，按
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【确认】，显示【PULSE】，此时按【单步】，将数据存入移位寄存器，可对它进行移位操作。
(6) 监控指示灯显示【ES02】，按【确认】键，进行移位操作，显示为【E1E0--】，提示
输入操作指令（E1E0同上），输入二进制数“00”，允许输出，按【确认】键。 (7) 监控指示灯显示【Lo=0】。和前面一样，输入“0”，选择不带进位操作，按【确
认】键。监控指示灯显示【S0S1--】，提示输入移位控制指令（参考表2－2），输入二进制数“01”，表示对输入的数据进行循环右移，显示【PULSE】。按【单步】键，则对十六进制数据“0001”执行一次右移操作。数据总线指示灯显示“1000000000000000”，再按【单步】，数据总线指示灯显示“0100 000000000000”，连续按【单步】，可以单步执行，按【全速】键，监控指示灯显示【Run】，则可连续执行移位操作。观察数据总线显示灯的变化，判断结果是否正确。
(8) 重新置入数据“FFFF”，进行带进位的循环右移，观察数据总线显示灯的变化，判断
结果是否正确。 Ⅱ、开关控制操作方式实验
本实验中所有控制开关拨动，相应指示灯亮代表高电平“1”，指示灯灭代表低电平“0”。
1、按图2－4接线：
连线时应注意：对于横排座，应使排线插头上的箭头面向自己插在横排座上；对于竖排座，应使排线插头上的箭头面向左边插在竖排座上。为了避免总线冲突，首先将控制开关电路的所有开关拨到输出高电平“1”状态，所对应的指示灯亮。 DIJ1 DIJ-G DIJ2 数据输入电路 C-G S3S2S1S0MCn 299-G 控制开关电路 控制总线T4 图2－4 实验二开关实验接线图
BD15……BD8 数据总线 BD7……BD0 运算器电路 S3S2S1S0MCn G-299 T4 fin f/8 脉冲源及时序电路 计算机组成原理实验指导书
2、实验过程：（以左移为例）
开始实验前要把所有控制开关电路上的开关置为高电平“1”状态。拨动清零开关CLR，使其指示灯灭。再拨动CLR，使其指示灯亮。
（1） 置数：
置C-G＝1，299-G＝0，通过数据输入电路输入要移位的数据，置D15---D0= “0000000000000001”，然后置C-G＝0，数据总线显示灯显示
“0000000000000001”，置S0=1，S1=1，M=1参考功能表表2－2可见，此时为置数状态，按脉冲源及时序电路上的【单步】按钮，置C-G=1，完成置数的过程，进位指示灯亮表示进位“Z”已置位。 （2） 不带进位移位：
置299-G＝0，S0=1，S1=0，M=0，参考功能表2－2，此时为循环左移状态，数据总线显示灯显示“0000000000000001”， 按【单步】，数据总线显示灯显示“0000000000000010”， 再按一次【单步】，数据总线显示的数据向左移动一位。连续按【单步】，观察不带进位移位的过程。如想进行右移，参考表2－2，置S0=0，S1＝1，再按【单步】即可实现右移操作。 （3） 带进位移位
当数据总线显示“0000000000000001”时，置299-G＝0，S0=1，S1=0，M=1，参考功能表2－2，此时为带进位循环左移状态。按【单步】按钮，数据总线显示灯显示“0000000000000011”，进位指示灯灭，表示进位“1”已经进入移位寄存器，同时“0”进入进位单元。连续按【单步】，观察带进位移位的过程。如想进行带进位右移，参考表2－2，置S0=0，S＝1，M=1,再按【单步】即可实现带进位右移操作。 3、按以上的操作方法验证表2－2所列的移位运算试验电路的所有功能。
七、实验报告要求：
1、实验记录：所有的运算结果，故障现象及排除经过；
2、谈谈本次实验的收获及想法。
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实验三 存储器读写和总线控制实验
一、实验目的：
1、掌握半导体静态随机存储器RAM的特性和使用方法。 2、掌握地址和数据在计算机总线的传送关系。 3、了解运算器和存储器如何协同工作。 二、预习要求：
预习半导体静态随机存储器6116的功能 。 三、实验设备：
EL-JY-II型计算机组成原理实验系统一套，排线若干。 四、电路组成：
电路图见图3-1，6116的管脚分配和功能见图3-2。
图3-1 存储器电路
3-2（a） 6116管脚分配 图3-2（b） 6116功能
图