连续使用不带参数的D命令，起始地址会自动加128（即80H）。
（3）用E命令修改存储器的内容 在命令行提示符状态下输入：
E 2000↙
屏幕显示地址2000单元的原有内容，可输入更改值；然后再用D命令显示修
改的结果。
注意：用E命令连续修改内存单元的值时，每修改完一个，按一下空格，系统会自动给出下一个内存单元的值，等待修改；按回车则退出E命令。
3、输入给定的汇编程序，单步跟踪执行，并观察结果
（1）输入如下形式的程序，请单步跟踪执行，说明程序功能。
2000：MVRD R0，AAAA ;MVRD与R0之间有且只有一个空格，其他同 2002：MVRD R1，5555 2004：ADD R0，R1
2005：AND R0，R1
2006：RET ↙ ;程序的最后一个语句，必须为RET指令
2007：↙
若输入有误，系统会给出提示并显示出错地址，只需在该地址用A命令重新输入正确的指令即可。
（2）输入如下形式的程序，请单步跟踪执行，说明程序功能。
2000： IN 80 ;输入数据保存于R0寄存器的低8位中 2001： CMP R0 , 30 2002： JRC EXIT 2003： CMP R0 , 39 2004： JRNC EXIT
2005： OUT 80 ; R0-> [I/O PORT] 2006： RET ↙ 2007： ↙
实验报告要求
本次实验需完成实验报告一份。
实验二 运算器实验
实验目的
1、深入了解AM2901运算器的功能与具体用法； 2、深化运算器部件的组成、设计、控制与使用等知识。
实验内容
在脱机方式下，对于给定指令分析其执行过程中运算的步骤，通过对AM2901运算器所需控制信号的设置，使之完成运算，并核对运算结果。
实验要求
1.实验前，认真了解AM2901运算器的基本结构，预习所需实验的内容，并在课前填写实验步骤表格，对于实验数据和实验结果进行预期性的分析，以提高实验效率；
2.实验过程中，要按正确流程操作，防止损坏设备，分析可能遇到的各种现象，判断结果是否正确，记录运行结果。
3.实验之后，认真写出实验报告，包括对遇到的各种现象的分析，实验步骤和实验结果。
实验学时
4学时
实验原理
图2-1 Am2901的数据通路
1、运算器数据通路
TEC-XP教学机的运算器主要采用4片Am2901芯片级联组成，每片Am2901芯片实现4位运算，4片芯片级联成16位的运算器。
Am2901芯片的组成包括：1个4位的算术逻辑单元ALU、16个4位的通用寄存器、1个4位的乘商寄存器Q和若干个多路选择开关。Am2901的数据通路如图2-1所示。 （1）算术逻辑单元ALU
ALU有两个数据输入端R和S。R端的数据来源有三个——寄存器A、数据线D、数值0；S端的数据来源有四个——寄存器A、寄存器B、乘商寄存器Q、数值0。在RS的各种组合中除去没有意义的和重复的，只有8种有效的组合。ALU的数据来源由控制信号I2I1I0决定，其控制方式如表2-1所示。
ALU可完成两个操作数的加、减、与、或、异或等多种操作，操作类型的控制有控制信号I5I4I3决定，其控制方式如表2-2所示。ALU若要实现乘除等其他运算，可使用串行算法来完成。
ALU的输出结果可保存到通用寄存器、乘商寄存器Q，并且可以将其值乘除2之后再保存，该过程控制由I8I7I6和SSH控制，其控制方式如表2-3、表2-5所示。
ALU根据其运算的结果会产生4个标志位——符号标志位F3、零标志位F=0、溢出标志位OVR和进位标志位Cn+4。ALU运算后标志位设置可有多种不同的方式，其设置控制由SST
控制信号决定，其控制方式如表2-6所示。
（2）通用寄存器组
Am2901中的通用寄存器组是由16个寄存器构成，具有双端口读写电路。可以通过A口、B口输入的地址（4位地址）选择寄存器，将其值送入A、B锁存器。其中A口地址指定的寄存器是只读的，B口地址指定的寄存器是可读写的。
A、B锁存器可作为ALU的输入数据，ALU输出的结果值也可以保存到B口指定的寄存器中，而且在写寄存器时，可以通过通用寄存器组入口处的三选一多路开关，选择写入ALU结果值，或其左移（乘2）、右移（除2）之后的结果。 （3）乘商寄存器
乘商寄存器Q是为配合ALU的乘除运算而设置的。该寄存器输入端有三选一多路开关，可选择ALU输出结果、或乘商寄存器Q本身的内容作为其输入数据，同时还可以将这两个输入值左移（乘2）、右移（除2）之后，再送入Q中。 （4）最低进位信号Cin
Am2901的基本运算是加法电路，其减法功能的实现是通过对减数求补而完成的。因此，在ALU运算时，应使用SCI控制位设置最低进位信号Cin的状态，具体控制方式见表2-4。
2、Am2901的级联结构
一片4位的Am2901芯片的引脚信号如图2-2所示。其中A3~A0、B3~B0用于输入选中的通用寄存器地址（0000~1111分别对应于R0~R15）；I8~I0用于运算过程的控制信号；D3~D0用于输入外部数据；Y3~Y0用于输出运算的结果；CP为时钟信号；/OE为选通信号；RAM3、RAM0为运算结果左右移时的移出位；Q3、Q0为乘商寄存器Q左右移时的移出位；Cy、F=0、Over、F3分别为进位标志位、零标志位、溢出标志位、符号标志位；Cin为外部输入的最低
进位位。
图2-2 Am2901芯片的引脚信号
TEC-XP教学机的16位运算器是采用4片Am2901芯片级联而成的，各芯片之间采用串行进位方式，具体连接图如图2-3所示。该运算器进行运算时，需要对4个芯片加同样的A、B口地址、I8~I0控制信号，通过对选定的16位通用寄存器（每4位分属4个芯片）、或外部数据D的运算，产生Y输出，以及标志位状态。
图2-3 4片Am2901芯片的级联结构
3、Am2901时钟信号的作用
在Am2901的每个ALU操作周期内，ALU各部件的执行时间是不同的，具体操作过程如图2-4所示
图2-4 Am2901时钟信号的作用
4、实验控制信号开关说明
该实验是在完全脱机的方式下完成的。实验过程中，使用实验箱面板下方标有micro switch 1和micro switch 2的两个红色开关（控制信号顺序如图2-5所示），设置24位的运算控制信号。运算完成后，通过实验箱面板中间位置的发光二极管观察运算结果。实验过程中可能会用到外部输入数据，则可通过实验箱面板右下方的16个黑色数据开关设置。
图2-5 Micro switch开关信号顺序
5、指令举例
指令1：MVRD R0,0FFFFH
分析：
（1）该指令是使用立即数为寄存器赋值的，立即数应从数据总线拨入，经ALU传送至目的寄存器R0，因此，ALU的数据来源应选择D、0，即I2-I0取值为111。
（2）该赋值指令中的数据必须经过ALU才可写入通用寄存器，可使用FFFFH+0→R0的操作，因此，ALU的运算类型应选择算术加；I5- I3取值为000。
（3）ALU的运算结果应保存至B口地址指定的通用寄存器中，即I8-I6取值为011，同时B口地址输入R0的地址（0000）。
（4）其余信号：A口地址无用，为任意值；SST取000（标志位保持不变，传送类指令不影响标志位状态）；SSH—00（不移位）；Sci—00（Cin=0）。
指令2：ADD R0, R1
分析：
（1）该指令是加法运算指令，因此，ALU的运算类型应选择算术加；I5-I3取值为000。 （2）两个操作数都是通用寄存器，故，ALU的数据来源应选择A、B；I2-I0取值为001，且A口地址为0001，B口地址为0000，I8-I6取值为011（将ALU的输出保存至B口指定寄存器）。 （3）其余信号：SST—001（按照运算结果设置标志位，加法指令正常影响标志位）；SSH—00（不移位）；Sci—00（Cin=0）。
指令3：SUB R0 , R1
分析：
（1）该指令是减法运算指令，两个操作数都是通用寄存器，故，ALU的数据来源应选择A、B；I2-I0取值为001，且A口地址为0001，B口地址为0000，I8-I6取值为011（将ALU的输出保存至B口指定寄存器）。 （2）由ALU数据的来源可决定，本次运算应使用B-A的方式，因此，结合I5-I3的组合形式，可取值001。
（3）其余信号：SST—001（按照运算结果设置标志位）；SSH—00（不移位）；Sci—01（使用Cin=1的值作为减数求补时末位应加上的1）。