计算机组成原理实验 - 图文(2)

2019-04-14 20:18

ALU?B?0,观察并记录总线上的显示灯,验证74LS181的算术和逻辑运算是否正确(灯亮

表示“1”,灯灭表示“0”)。

5.实验要求

(1)置数DA1=65H,DA2=0A7H,改变控制信号S3~S0、Mi、Ci的值,观察运算器的输出结果,记录到下表中,并与表1-1比较分析,得出结论。

(2)思考题:若想要验证向DA1或者DA2中输入的数据是否正确,如何实现?

表1-1算逻运算表 DA1 65H 65H 65H 65H 65H 65H 65H 65H 65H 65H 65H 65H 65H 65H 65H DA2 0A7H 0A7H 0A7H 0A7H 0A7H 0A7H 0A7H 0A7H 0A7H 0A7H 0A7H 0A7H 0A7H 0A7H 0A7H S3~S0 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1111 M=0(算术运算) Ci?1(无进位) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) Ci?0(有进位) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) M=1(逻辑运算) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) -6-

实验2 运算器进位控制实验

1.实验目的

(1)验证带进位控制的算术运算器功能发生器(74LS181)的功能; (2)按指定数据完成几种指定的算术运算。

2.实验设备

YY-Z02计算机组成原理教学实验系统一台,排线若干。

3.实验原理

有关进位表示FC和结果为零标志FZ的置位和清零的原理,请参见附录中的原理介绍。本实验在实验一的基础上,增加进位控制部分,主要通过控制CyCn和CyNCn信号来实现。当CyCn?0或

CyNCn?0时,算术运算影响FC和FZ;当进行逻辑运算(M=1)时,清FC;通过MANUAL UNIT 中

的CLR开关的总清(1→0→1),也可以使FC和FZ清零。本实验的连线在实验一基础上,增加CyCn和CyNCn信号的连线(同样从 MANUAL UNIT 的开关引入到ALU UNIT),另外要将T4时钟信号从 CLOCK UNIT时钟单元连接到微控制器单元 MAIN CONTORL UNIT 的T4(MAIN CONTROL UNIT的T1~T4已连接到其它各单元所需的T1~T4, ,或者将CLOCK UNIT 单元的KK2信号连接到 MAIN CONTROL UNIT 的T4上(此时按KK控制开关有效)。

4.实验步骤

(1)连接实验线路:按照实验原理自行设计并连接线路,仔细检查连线无误后,接通电源。 (2)将FC和FZ标志清零:拨CLR开关1→0→1。

(3)置控制信号CyCn?0(影响进位并带进位)或CyNCn?0(影响进位不带进位),Ci=1。 (4)用二进制数据开关向DA1和DA2置数:具体操作步骤见实验一。

(5)置控制信号I/O-R?1,ALU?B?0,选择74LS181的功能为:F=A加B,此时总线显示灯上的数据为DA1加DA2的和。若是CyCn?0,则表示带当前进位标志进行加法运算;若CyNCn?0,则表示不带当前进位标志进行加法运算。

(6)按动开关START或 KK,产生本次加法结果的标志FC或FZ(灯亮表示“1”,灯灭表示“0”)。

5.实验要求

(1)实验并记录5BH+0AH+FC的结果和标志。 (2)实验并记录5BH?0AH的结果和标志。 (3)实验并记录0FH+32H+FC的结果和标志。

(4)实验并记录12F0H+7C32H的结果和标志,写出操作流程。

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实验3 运算器移位控制实验

1.实验目的

验证运算器的移位控制功能

2.实验设备

YY-Z02计算机组成原理教学实验系统一台,排线若干。

3.实验原理

移位运算的原理图参见附录

2中的图2-4控制电路。本实验涉及的单元有:ALU UNIT、

MANUAL UNIT、CLOCK UNIT及 MAIN CONTROL UNIT 。移位器74LS299的数据输入/输出端以排针短路器方式和总线相连,其控制信号299-B、Mi、S1、S0均要从手动单元MANUAL UNIT 引入,UNIT中引入,Ai接地GND。本实验中为便于总线数据的暂存操作,I/O-R也从手动单元 MANUAL

ALU UNIT的B-DA1和B-DA2要分开接线,例如B-DA2引脚接和前面一样接到MANUAL UNIT的B-DA2,B-DA1引脚接到CLOCK UNIT中的KK2上,这样可以利用KK产生的脉冲将总线上的数据输入给DA1,实验其它时序信号由CLOCK UNIT和 MAIN CONTROL UNIT 的T4完成。各控制信号的组合功能如表3-1

表3-1 控制信号功能 299-B 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 74LS299操作 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

4.实验步骤

(1)连接实验线路: ALU UNIT 的B-DA1连接CLOCK UNIT中的KK2;ALU UNIT 的B-DA2连接MANUAL UNIT的B-DA2(反之亦可);CLOCK UNIT的T4接 MAIN CONTROL UNIT 的T4,其余需要的信号同实验二连接。

(2)从总线向移位器299直接置数: ①拨动输入数据开关为要置的二进制数据; ②置控制信号I/O-R?0,Ai=0(数据进入总线);

③拨动S1S0开关=11,按动一次START键,产生T4脉冲,将数据置入移位器299。 (3)求两数之和后再置入299:

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①置数:I/O-R?0,按KK将总线上的数存入DA1,修改总线数据,上下拨动B-DA2将数据置入DA2;

②求和:置S3S2S1S0MCi=100101(即F=A加B算术运算),I/O-R?1,ALU?B?0,置

CyNCn?0,按动START键一次,如果有进位Cy灯亮;

③将和数暂存DA1:此时总线上显示的是两数之和,置上的和数暂存DA1;

CyNCn?1,按KK键一次,将总线

④和数装入299:置S3S2S1S0MCi=111100(即F=A运算,DA1保存的数据显示在总线上,刚好S1S0开关=11),按动START键一次。

(4)移位:参照移位菜单,改变 299-B、M、S1、S0的值,按动START键,观察总线显示灯,记录移位结果。

5.实验要求

(1)将数据0B6H进行各种移位并记录结果和标志,分析结果是否正确。 (2)将数据79H进行各种移位并记录结果和标志,分析结果是否正确。

(3)设计一个实验电路,实现将0B6H+79H的和进行带进位循环左移的功能,画出接线图,写出实验步骤。

(4)思考是否能实现双字节的循环移位?若能,写出你的实验方案(电路、边线和步骤);若不能,说出你的理由。

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实验4 存储器读/写实验

1.实验目的

(1)掌握主存储器的构成和工作特性; (2)掌握读或写主存储器的方法。

2.实验设备

YY-Z02计算机组成原理教学实验系统一台,排线若干。

3.实验原理

本实验涉及的电路有存储器单元(MEM UNIT)、时序电路单元(CLOCK UNIT)、手动单元(MANUAL

UNIT)、地址单元(ADDRESS UNIT)、输入/输出单元(OUTPUT/INPUT UNIT)等。在脱机方式下,各单元的大部分控制信号都由MANUAL UNIT 的开关直接控制。例如,存储器单元的M-W信号和M-R信号由MANUAL UNIT的M-W和M-R开关控制,M-R?0表示读存储器,M-W?0表示写存储器。由于MANUAL UNIT中每个开关的结构都一样且彼此独立,如果某控制信号在MANUAL UNIT中没有同名的开关与它对应,也可以用其他的开关代替。其连接原理图如图4-1所示。

本实验中,产生存储器读写地址的方法是:由输入设备(INPUT DEVICE)直接把要读写的存储器地址打入地址寄存器AR中。先拨输入开关D7~D0,并使I/O-R?0和Ai =0,将存储器读写地址送到总线。B-AR是给AR存数据的控制信号,低脉冲值有效( ),将总线上的数据被写入AR;当B-AR没有脉冲时,AR(74LS273)的输入端就被锁住,其输入端的改变将不能影响到它的输出值。

写存储器的方法是:先送存储器地址,由输入设备(INPUT DEVICE)将地址打入总线,并锁

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