在按CLR#按钮复位后，根据SWC、SWB、SWA选择工作方式。
PR是启动程序方式。在此方式下，首先在SW7—SW0指定启动地址，按启动按钮QD后，启动程序运行。
KRD是读双端口存储器方式。在此方式下，（1）首先在SW7—SW0置好存储器地址；按QD按钮，则将此地址打入地址寄存器AR1，并读出该地址存储器内容到数据总线DBUS。（2）每按一次QD按钮，地址寄存器AR1加1，并读出新地址存储器内容到数据总线DBUS。依次进行下去，直到按复位按钮CLR#为止。
KWE是写双端口存储器方式。在此方式下，（1）首先在SW7—SW0置好存储器地址；按QD按钮，则首先将此地址打入地址寄存器AR1，然后等待输入数据。（2）在SW7—SW0置好数据，按QD按钮，首先写数据到AR1指定的存储器单元，然后地址寄存器AR1加1，等待新的输入数据。依次进行下去，直到按复位按钮CLR#为止。
KLD是加载寄存器堆方式。此方式用于对寄存器堆加载。（1）首先在SW7—SW0置好存储器地址，按QD按钮，则将此地址打入地址寄存器AR1和地址寄存器AR2。（2）在SW7—SW0置好数据，数据的低2位D1、D0为寄存器堆中的寄存器号，按一次QD按钮，则写数据到AR1指定的存储器单元；然后将写入的数据从右端口读出，并送入指令寄存器IR。（3）在SW7—SW0置好数据，该数据为写入寄存器的数据，寄存器号由IR低2位指定。按QD按钮，则首先将此数据写入寄存器ER，然后将ER中的数据写入指定的寄存器。（4）返回（2），依次进行下去，直到按复位按钮CLR#为止。
KRR是读寄存器堆方式。此方式用于读寄存器堆中的寄存器。（1）首先在SW7—SW0置好存储器地址，按QD按钮，则将此地址打入地址寄存器AR1和地址寄存器AR2。（2）在SW7—SW0置好数据，数据的D3、D2位为寄存器堆中的寄存器号，按一次QD按钮，则写数据到AR1指定的存储器单元；然后将写入的数据从右端口读出，并送入指令寄存器IR。同时将IR3、IR2指定的寄存器送往数据总线DBUS。拨动开关IR/DBUS可看到IR的值和IR指定的寄存器的值。（3）返回（2），依次进行下去，直到按复位按钮CLR#为止。
八、用户自选器件试验区
本计算机组成原理实验系统提供了一个用户自选器件试验区，供流水微程序控制器实验、硬布线控制器实验、流水硬布线控制器实验使用。自选器件试验区包括了1个ispLSI1032器件及下载插座，把PC机和下载插座用出厂时提供的下载电缆相连，在PC机上运行ispEXPERT软件，即可对ispLSI1032器件编程和下载。利用ispLSI1032器件，可满足这三个实验中应用的逻辑电路需要。另外，为了增加灵和性，用户自选器件试验区还提供了10个双列直插插座，其中包括2个24引脚插座，3个20引脚插座，2个16引脚插座，3个14引脚插座。 除此之外，TEC—4计算机组成原理实验系统中还提供了3个接地点，供用示波器和万用表测试时使用。
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第二节 运算器组成实验
一、实验目的
（1）掌握算术逻辑运算加、减、乘、与的工作原理。 （2）熟悉简单运算器的数据传送通路。
（3）验证实验台运算器的8位加、减、与、直通功能。 （4）验证实验台的4位乘4位功能。
（5）按给定数据，完成几种指定的算术和逻辑运算。
二、实验电路
图6示出了本实验所用的运算器数据通路图。ALU由1片ispLSI1024构成。四片４位的二选一输入寄存器74HC298构成两个操作数寄存器DR1和DR2，保存参与运算的数据。DR1接ALU的B数据输入端口，DR2接ALU的A数据输入端口，ALU的输出在ispLSI1024内通过三态门发送到数据总线DBUS7—DBUS0上，进位信号C保存在ispLSI1024内的一个Ｄ寄存器中。当实验台下部的IR/DBUS开关拨到DBUS位置时，8个红色发光二极管指示灯接在数据总线DBUS上，可显示运算结果或输入数据。另有一个指示灯C显示运算器进位信号状态。由ispLSI1024构成的8位运算器的运算类型由选择端S2、S1、S0选择，功能如表3所示：
表3 运算器运算类型选择表
选 择 S2 S1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 S0 0 1 0 1 0 操 作 A & B A & A（直通） A + B A - B A(低4位) X B(低4位)
进位C只在加法运算和减法运算时产生，与、乘、直通操作不影响进位C的状态，即进位C保持不变。减法运算采用加减数的反码再加以1实现。在加法运算中，C代表进位；在减法运算中，C代表借位。运算产生的进位在T4的上升沿送入ispLSI1024内的C寄存器保存。
在SW_BUS#信号为0时,参与运算的数据通过一个三态门74HC244（SW_BUS）送到DBUS总线上，进而送至DR1或DR2操作数寄存器。输入数据可由实验台上的8个二进制数据开关SW0—SW7来设置，其中SW0是最低位，SW7是最高位。开关向上时为1，开关向下时为0。
图中尾巴上带粗短线标记的信号都是控制信号，控制信号均为电位信号。T3、T4是脉冲信号，印制板上已连接到实验台的时序电路产生的T3、T4信号上。S2、S1、S0、ALU_BUS、LD_DR2、LDDR1、M1、M2、SW_BUS#各电位控制信号用电平开关K0—K15来模拟。K0—K15是一组用于模拟各控制电平信号的开关，开关向上时为1，开关向下时为0，每个开关无固定用途，可根据实验具体情况选用。S2、S1、S0、ALU_BUS、LDDR2、LDDR1为高电平有效，SW_BUS#为低电平有效。M1=1时，DR1选择D1—A1作为数据输入端；M1=0时，DR1选择D0—A0作为数据输入端。当LDDR1=1时，在T3的下降沿，选中的数据被打入DR1寄存器。M2=1时，DR2选择D1—A1作为数据输入端；M2=0时，DR2选择D0—A0作为数据输入端。当LD_DR2=1时，在T3的下降沿，选中的数据被打入DR2寄存器。
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CC........D7D6D5D4D3D2D1D08个指示灯S2S1S0T4S2S1S0CLKALUOEALU_BUSB7B6B5B4B3B2B1B0T3LDDR1M1A7A6A5A4A3A2A1A0。S74HC298DR1H74HC298DR1L74HC298DR2H74HC298DR2L。ST3LDDR2M2D1C1B1A1D0C0B0A0D1C1B1A1D0C0B0A0............SW_BUS74HC244图6 运算器数据通路实验电路图
SW7SW6SW5SW4SW3SW2SW1SW0D1C1B1A1D0C0B0A0D1C1B1A1D0C0B0A0....SW_BUS#。12
数据总线DBUS有5个数据来源：运算器ALU，寄存器堆RF，控制台开关SW0—SW7，双端口存储器IDT7132和中断地址寄存器IAR。在任何时刻，都不允许2个或者2个以上的数据源同时向数据总线DBUS输送数据,只允许1个(或者没有)数据源向数据总线DBUS输送数据。在本实验中，为了保证数据的正确设置和观察，请令RS_BUS# = 1,LRW = 0,IAR_BUS# = 1。
为了在实验中，每次只产生一组T1、T2、T3、T4脉冲，需将实验台上的DP、DB、DZ开关进行正确设置。将DP开关置1，将DB、DZ开关置0，每按一次QD按钮，则顺序产生T1、T2、T3、T4各一个单脉冲。本实验中采用单脉冲输出。
三、实验设备
（1）TEC－４计算机组成原理实验系统1台 （2）双踪示波器一台 （3）直流万用表一只 （4）逻辑测试笔一支
四、实验任务
（1）按图6所示，正确连接运算器模块与实验台上的电平开关K0—K15。由于运算器的C和C指示灯、８位数据开关SW0—SW7、T3、T4的连线已由印制电路板连好，故接线任务仅仅是完成有关控制信号与电平开关K0—K15的连线。正确设置开关DZ、DB、DP。用数据开关SW0—SW7向DR1和DR2寄存器置数。
1． 置ALU_BUS = 0，关闭ALU向数据总线DBUS的输出；置SW_BUS# = 0，开启数据开关SW0—SW7向数据总线DBUS的输出。注意，对于数据总线DBUS（或者其他任何总线）,在任一时刻，只能有一个数据源向它输出。置IR/DBUS开关于DBUS位置，在数据开关SW0—SW7上设置各种数据，观察数据指示灯状态是否与数据开关状态一致。
2． 置M1=1，选择DBUS作为DR1的数据源；置LDDR1=1，按QD按钮，则将DBUS的数据打入DR1。置M2=1，选择DBUS作为DR2的数据源；置LDDR2=1，按QD按钮，则将DBUS的数据打入DR2。向DR1存入０１０１０１０１，向DR2存入１０１０１０１０。
3． 置SW_BUS# = 1，关闭数据开关SW0—SW7对数据总线DBUS的输出；置ALU_BUS = 1，开启ALU 对DBUS的输出。选择S2 = 0、S1 = 0、S1 = 1，使运算器进行直通运算，通过DBUS指示灯验证DR2中的内容是否为第２步设置的值。令S2 = 0、S1 = 1、S0 = 0，使运算器进行加运算，通过DBUS指示灯验证DR1中的内容是否为第２步设置的值。在表4中填入控制信号状态与DBUS显示状态。
表4 DR1、DR2设置值检查 ALU_BUS SW_BUS# 寄存器内容 S2 S1 S0 DBUS DR1 (01010101)、DR2 （10101010） DR1 (01010101)、DR2 （10101010）
（2）验证运算器的算术运算和逻辑运算功能。
（2）验证运算器的算术运算和逻辑运算功能。
1．令DR1 = 01100011B，DR2 = 10110100B，正确选择S2、S1、S0，依次进行加、减、与、直通，乘实验 ，记下实验结果（数据和进位）并对结果进行分析。
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2． 令DR1 = 10110100B，DR2 = 01100011B，正确选择S2、S1、S0，依次进行加、减、与、直通，乘实验 ，记下实验结果（数据和进位）并对结果进行分析。
3． 令 DR1 = 01100011B，DR2 = 01100011B，正确选择S2、S1、S0，依次进行加、减、与、直通，乘实验 ，记下实验结果（数据和进位）并对结果进行分析。
4． 令 DR1 = 01001100B，DR2 = 10110011B，正确选择S2、S1、S0，依次进行加、减、与、直通，乘实验 ，记下实验结果（数据和进位）并对结果进行分析。 5． 令DR1=11111111B，DR2 = 11111111B，正确选择S2、S1、S0，依次进行加、减、与、直通，乘实验 ，记下实验结果（数据和进位）并对结果进行分析。
（3）M1、M2控制信号的作用是什么？改变M1、M2的高低电平，重复第（2）步，观察出现什么问题？
五、实验步骤和实验结果
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