计算机组成原理实验平台HKZK-CPT
A,B,C,D pin 3,4,5,6; QA,QB,QC,QD pin 18,17,14,13; S0,S1,SIL,SIR pin 8,9,2,7; Q =[QD,QC,QB,QA]; I =[D,C,B,A];
SL=[QC,QB,QA,SIL]; SR =[SIR,QD,QC,QB]; equations
Q:= S0 & S1 & I # S0 &!S1 & SR # !S0 &S1 & SL #!S0 &!S1 & Q;
图2-2-2
2.2.3.3 控制信号说明 信号名称 X0、X1 ERA RA-O RACK M 作用 74LS198的工作模式 选通通用寄存器 通用寄存器内容输出至总线 通用寄存器工作脉冲 在ALU单元中作为逻辑和算术运算的选择。在本实验中决定是否带进位移位 有效电平 低电平有效 低电平有效 上升延有效 0 带进位 1 不带进位
2.2.4实验步骤
实验1、 数据输入通用寄存器
? 把RA-IN（8芯的盒型插座）与CPT-B板上二进制开关单元中的J01插座相连(对应二
进制开关H16~H23)，把RA-OUT（8芯的盒型插座）与数据总线上的DJ6相连。
? 把RACK连到脉冲单元的PLS1，把ERA、X0、X1、RA-O、M接入二进制拨动开关。
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(请按下表接线)。 信号定义 RACK X0 X1 ERA RA-O M H23 H22 H21 H20 H19 H18 H17 H16 接入开关位号 PLS1 孔 H12 孔 H11 孔 H10 孔 H9 孔 H4 孔 数据总线值 ? 二进制开关H16~H23作为数据输入，置42H(对应开关如下表)。 D7 D6 D5 D4 0 1 0 0 置各控制信号如下： H12 X0 H11 X1 H10 ERA D3 0 D2 0 D1 1 H4 M D0 0 8位数据 42H H9 RA-O 1 1 0 0 1 ? 按启停单元中的运行按钮，置实验平台为运行状态。
? 按脉冲单元中的PLS1脉冲按键，在RACK上产生一个上升沿，把42H打入通用寄存
器。
? 此时数据总线上的指示灯IDB0~IDB7 应该显示为42H。由于通用寄存器内容不为0，
所以LED（ZD）灯灭。 实验2、 寄存器内容无进位位左移实验
? 按照实验1数据输入的方法把数据42H打入通用寄存器中，数据总线上显示42H。 ? 实现左移功能，置各控制信号如下： H12 X0 H11 X1 H10 ERA H9 RA-O H4 M 0 1 0 0 1 ? 按启停单元中的运行按钮，置实验平台为运行状态。 ? 按脉冲单元中的PLS1脉冲按键，在RACK上产生一个上升沿，使通用寄存器中的值左
移。
? 此时数据总线上的LED指示灯IDB0~IDB7 应该显示为84H。由于通用寄存器内容不
为0，所以ZD（LED）灯灭。
? 按脉冲单元中的PLS1脉冲按键，使通用寄存器中的值左移，此时数据总线上的LED
指示灯IDB0~IDB7应该显示为09H。若一直按PLS1，在总线上将看见数据循环左移的现象。 实验3、 寄存器内容无进位位右移实验
? 按照实验1数据输入的方法把数据42H打入通用寄存器中，数据总线上显示42H。 ? 实现右移功能，置各控制信号如下： H12 X0 H11 X1 H10 ERA H9 RA-O H4 M 1 0 0 0 1 ? 按启停单元中的运行按钮，置实验平台为运行状态。 ? 按脉冲单元中的PLS1脉冲按键，在RACK上产生一个上升沿，使通用寄存器中的值右
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移。
? 此时数据总线上的LED指示灯IDB0~IDB7 应该显示为21H。由于通用寄存器内容不
为0，所以ZD（LED）灯灭。
? 按脉冲单元中的PLS1脉冲按键，使通用寄存器中的值右移，此时数据总线上的LED
指示灯IDB0~IDB7应该显示为90H。若一直按PLS1，在总线上将看见数据循环左移的现象。
附：通用寄存器的逻辑
通用寄存器(8位并入并出移位寄存器)
CLR X1 X0 CLK SL SR QA~AH 0 X X X X X 全 0 1 X X 0 X X 保持不变 1 1 1 X X 上升沿 并行接数A~H 1 0 1 X 0 上升沿 右移 移入0 1 0 1 X 1 上升沿 右移 移入1 1 1 0 0 X 上升沿 左移 移入0 1 1 0 1 X 上升沿 左移 移入1 13
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2.3进位控制、通用寄存器判零实验
2.3.1实验目的
1、 熟悉带进位控制的算术逻辑运算器的组成和硬件电路 2、 用进位寄存器来实现带进位的左移、右移。 3、 熟悉判零线路。
2.3.2实验要求
按照实验步骤完成实验项目，实现带进位位的算术逻辑运算，通用寄存器实现带进位的左移、右移功能，理解通用寄存器的判零电路。
2.3.3实验说明
2.3.3.1 进位和判零电路的实验构成
进位和判零电路由1片GAL、74LS74和两个LED（CY、ZD）发光管组成。当有进位时CY发光管亮，ZD发光管亮表示当前通用寄存器的内容为0。
图2-3-1
2.3.3.2 进位控制的原理：（如图2-3-1）
? 进位电路与通用寄存器、ALU有着非常紧密的关系，算术逻辑单元的进位输出和通用
寄存器带进位移动都会影响进位寄存器中的结果。
? 若实验者在做算术逻辑实验时，选择了算术运算方式，当ALU的计算结果输出至总线
时，在CCK 上来一个上升沿，将把74LS181的进位输出位（CN+4）上的值（为了统一进位标识，1表示有进位，0表示无进位），打入进位寄存器（74LS74）中，并且有进位时LED(CY)发光。
? 在进行通用寄存器的数据移位实验时，把CCK和通用寄存器的工作脉冲接在一起，当
选择带进位左移动时，在工作脉冲下，通用寄存器的最高位将移入进位寄存器中，进位寄存器中的值将移入通用寄存器的最低位。当进位寄存器中的值为1时，LED（CY）
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发亮，若进位寄存器中的值为0时，LED（CY）灭。同样在带进位右移时，也会产生这样的效果。
? 通过把通用寄存器中的每一位做“或”运算，当寄存器的每一位为0时，ZD输出0，
LED（ZD）发光。
以下为GAL中的方程：
Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 M X0 X1 GND
CN+4 ALU_O CY NC NC CY_I ZD C SR SL ERA VCC SR=M * /X1 * X0 * Q0 + /M * /X1 * X0 * CY + /ALU_O*/CN+4 SL=M * X1 * /X0 * Q7 + /M * X1 * /X0 * CY + /ALU_O*/CN+4 CY_I = /X1 * X0 * Q0 + X1 * /X0 *Q7 + /ALU_O*/CN+4 /ZD = /Q0 * /Q1 * /Q2 * /Q3 * /Q4 * /Q5 * /Q6 * /Q7
2.3.4实验步骤
实验1、算术逻辑单元带进位位的加法运算实验
? 把ALU-IN（8芯的盒型插座）与CPT-B板上的二进制开关单元中J01插座相连(对应二
进制开关H16~H23)，把ALU-OUT（8芯的盒型插座）与数据总线上的DJ2相连。 ? 把D1CK、D2CK、CCK用连线连到脉冲单元的PLS1上，把EDR1、EDR2、ALU-O、
S0、S1、S2、S3、CN、M接入二进制拨动开关(请按下表接线)。 信号定义 接入开关位号 D1CK PLS1 孔 D2CK PLS1 孔 CCK PLS1 孔 EDR1 H8 孔 EDR2 H7 孔 ALU-O H6 孔 CN H5 孔 M H4 孔 S3 H3 孔 S2 H2 孔 S1 H1 孔 S0 H0 孔 ? 按启停单元中停止按钮，实验平台停机并且把进位寄存器CY清零（CY灯灭）。在本实验中使用算术逻辑单元作为进位发生器，按运行键，实验即进入运行状态。 ? 二进制开关H16~H23作为数据输入，置65H(对应开关如下表)。 H23 H22 H21 H20 H19 H18 H17 H16 数据总线值 D7 D6 D5 D4 0 1 1 0 置各控制信号如下： H8 EDR1 H7 EDR2 H6 ALU-O D3 0 H5 CN D2 1 D1 0 H4 M D0 1 H3 S3 8位数据 65H H2 S2 H1 S1 H0 S0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 ? 按脉冲单元中的PLS1脉冲按键，在D1CK上产生一个上升沿，把65H打入DR1数据
锁存器，通过逻辑笔或示波器来测量确定DR1寄存器（74LS374）的输出端，检验数
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