計算機組成原理實驗報告

目錄

實驗一：

實驗二：

---

ps：老師給的實驗指導書有好多錯，這不搞人心態嗎

ps：內容有錯評論或者找我，

最後的討論題，可以不看，我直接截取實驗指導書，如果你有好的答案歡迎分享

實驗一：

一、實驗目的

1.掌握通用寄存器組的讀、寫方法。

2.掌握暫存器A、暫存器B的寫入方法。

3.掌握模型機輸入輸出約定。

二、實驗任務

1.給雙端口寄存器堆RF中的幾個寄存器分別寫入數據：

寄存器R0=11H、寄存器R1=EEH、寄存器R2=33H、寄存器R3=CCH。

2.從雙端口寄存器堆RF中分別讀出寄存器R0、寄存器R1、寄存器R2、寄存器R3中的數據到暫存器A和B，驗證寫入的數據是否正確。

三、實驗方式及硬件組成

   實驗方式：獨立

       實驗電路：

 

四、實驗連線

連接	信號孔	接入孔	作用	狀態說明
1	RD1(SEL3	K6	選擇送 ALU 的 A 端口的寄存器和被寫入的寄存器。	R0:00 R1:01 R2:10 R3:11
2	RD0(SEL2)	K5
3	RS1(SEL1)	K2	選擇送往 ALU 的 B 端口的寄存器	R0:00 R1:01 R2:10 R3:11
4	RS0(SEL0)	K1
5	ABUS	K7	=1 時，將運算結果送數據總線 DBUS， =0 時，禁止運算結果送數據總線 DBUS。	允許：0 禁止：1
6	SBUS	K3	=1 時，  將 SD7-SD0 送數據總線 DBUS， =0 時，禁止 SD7-SD0 送數據總線 DBUS。	允許：1 禁止：0
7	MBUS	K0	=1 時，將雙端口 RAM 的左端口數據送到數據總線 DBUS	端口爲1執行操作
8	DRW	K4	=1 時，在 T3 上升沿對 RD1 RD0 選中的寄存器進行寫操作，將數據 總線 DBUS 上的數據 D7-D0 寫入選定的寄存器。和讀無關。	端口爲1執行操作

五、實驗內容及結果

1、寄存器組寫入

1）寄存器R0寫入11H：

操作模式	DP=X、SWC=1、SWB=0、SWA=0
電平開關	K7	K6	K5	K4	K3	K2	K1	K0	SD7-SD0
信號名稱	ABUS	RD1	RD0	DRW	SBUS	RS1	RS0	MBUS
信號值		0	0	1	1				11H

 

2）寄存器R1寫入EEH：

 

操作模式	DP=X、SWC=1、SWB=0、SWA=0
電平開關	K7	K6	K5	K4	K3	K2	K1	K0	SD7-SD0
信號名稱	ABUS	RD1	RD0	DRW	SBUS	RS1	RS0	MBUS
信號值		0	1	1	1				EEH

 

3）寄存器R2寫入33H：

操作模式	DP=X、SWC=1、SWB=0、SWA=0
電平開關	K7	K6	K5	K4	K3	K2	K1	K0	SD7-SD0
信號名稱	ABUS	RD1	RD0	DRW	SBUS	RS1	RS0	MBUS
信號值		1	0	0	1				33H

4）寄存器R3寫入CCH：

操作模式	DP=X、SWC=1、SWB=0、SWA=0
電平開關	K7	K6	K5	K4	K3	K2	K1	K0	SD7-SD0
信號名稱	ABUS	RD1	RD0	DRW	SBUS	RS1	RS0	MBUS
信號值		1	1	1	1				CCH

 

2、寄存器組讀出至暫存器A

1）寄存器R0讀出至暫存器A：

操作模式	DP=1、SWC=0、SWB=1、SWA=1
電平開關	K7	K6	K5	K4	K3	K2	K1	K0	SD7-SD0
信號名稱	ABUS	RD1	RD0	DRW	SBUS	RS1	RS0	MBUS
信號值		0	0	X	1				11H

2）寄存器R1讀出至暫存器A：

操作模式	DP=1、SWC=0、SWB=1、SWA=1
電平開關	K7	K6	K5	K4	K3	K2	K1	K0	SD7-SD0
信號名稱	ABUS	RD1	RD0	DRW	SBUS	RS1	RS0	MBUS
信號值		0	1	X	1				EEH

3）寄存器R2讀出至暫存器A：

操作模式	DP=1、SWC=0、SWB=1、SWA=1
電平開關	K7	K6	K5	K4	K3	K2	K1	K0	SD7-SD0
信號名稱	ABUS	RD1	RD0	DRW	SBUS	RS1	RS0	MBUS
信號值	0	1	0	X	1	0	0	0	33H

 

4）寄存器R3讀出至暫存器A：

操作模式	DP=1、SWC=0、SWB=1、SWA=1
電平開關	K7	K6	K5	K4	K3	K2	K1	K0	SD7-SD0
信號名稱	ABUS	RD1	RD0	DRW	SBUS	RS1	RS0	MBUS
信號值		1	1	X	1				CCH

 

3、寄存器組讀出至暫存器B

1）寄存器R0讀出至暫存器B：

操作模式	DP=1、SWC=0、SWB=1、SWA=1
電平開關	K7	K6	K5	K4	K3	K2	K1	K0	SD7-SD0
信號名稱	ABUS	RD1	RD0	DRW	SBUS	RS1	RS0	MBUS
信號值				X	1	0	0		11H

   2）寄存器R1讀出至暫存器B：

操作模式	DP=1、SWC=0、SWB=1、SWA=1
電平開關	K7	K6	K5	K4	K3	K2	K1	K0	SD7-SD0
信號名稱	ABUS	RD1	RD0	DRW	SBUS	RS1	RS0	MBUS
信號值				X	1	0	1		EEH

3）寄存器R2讀出至暫存器B：

操作模式	DP=1、SWC=0、SWB=1、SWA=1
電平開關	K7	K6	K5	K4	K3	K2	K1	K0	SD7-SD0
信號名稱	ABUS	RD1	RD0	DRW	SBUS	RS1	RS0	MBUS
信號值				X	1	1	0		33H

4）寄存器R3讀出至暫存器B：

操作模式	DP=1、SWC=0、SWB=1、SWA=1
電平開關	K7	K6	K5	K4	K3	K2	K1	K0	SD7-SD0
信號名稱	ABUS	RD1	RD0	DRW	SBUS	RS1	RS0	MBUS
信號值				X	1	1	1		CCH

 

 

六、實驗討論

   爲什麼RD1RD0同時作爲寄存器組的輸入選號又作爲暫存器A的4選1輸入信號？

 

根據信號 RD1、RD0 的值，4 選 1 選擇器 A 從 4 個寄存器中選擇 1 個寄存器送往 ALU 的 A 端 口。2-4 譯碼器對信號 RD1、RD0 進行譯碼，產生信號 LR0、LR1、 LR2、LR3，任何時刻這 4 個信號中只有一個爲 1，其它信號爲 0。LR3-LR0 指示 出被寫的寄存器。當 DRW 信號爲 1 時，如果 LR0 爲 1，則在 T3 的上升沿，將數 據總線 DBUS 上的數寫入 R0 寄存器、當 DRW 信號爲 1 時，如果 LR1 爲 1，則在 T3 的上升沿，將數據總線 DBUS 上的數寫入 R1 寄存器、當 DRW 信號爲 1 時，如果 LR2 爲 1，則在 T3 的上升沿，將數據總線 DBUS 上的數寫入 R2 寄存器、當 DRW 信 號爲 1 時，如果 LR3 爲 1，則在 T3 的上升沿，將數據總線 DBUS 上的數寫入 R3 寄存器。當 DRW=0 時，禁止寫寄存器的操作。

 

實驗二：

一、實驗目的

1. 掌握模型運算器的組成及控制方法。

2. 掌握ALU的算數運算功能、邏輯運算功能和傳送功能。

3、掌握狀態條件寄存器中零標記位Z和進位標記位Y的含義

二、實驗要求

1. 利用實驗儀的數據開關SD7~SD0作爲DBUS 數據，其它開關作爲控制信號，將數據寫入通用寄存器，並用開關控制ALU的運算方式，實現驗證運算器的算術運算功能、邏輯運算功能及直送功能，並將結果送數據總線。

2．通過運算器的運算將狀態條件零標記位Z和進位標記位Y置位和復位。

三、實驗方式及硬件組成

   實驗方式：獨立

       實驗電路：

 

四、實驗連線

連接	信號孔	接入孔	作用	狀態說明
1	S3-S0	K14~K11	控制 74LS181 的運算類型
2	CIN	K10	低位 74LS181 的進位輸入	0 進位 1不進位
3	RD1、RD0	K6、K5	選擇送 ALU 的 A 端口的寄存器(SEL3、SEL2)	00 R0 01 R1 10 R2 11 R3
4	RS1、RS0	K2、K1	選擇送 ALU 的 B 端口的寄存器(SEL1、SEL0)	00 R0 01 R1 10 R2 11 R3
5	DRW	K4	在 T3 上升沿對 RD1、RD0 選中的寄存器進行寫操 作，將數據總線 DBUS 上的數 D7-D0 寫入選定的寄存器	端口爲1 執行操作
6	SBUS	K3	控制是否將SD7-SD0送數據總線DBUS	1允許；0 禁止
7	ABUS	K9	控制運算結果是否送入總線DBUS	0 允許；1禁止
8	M	K15	運算模式	0 算術運算 1 邏輯運算
9	LDZ	K7	如果運算結果爲 0，在 T3 的上升沿，將 1 寫入到 Z 標誌寄存器；如果運算結果不爲 0，將 0 保存到 Z 標誌 寄存器。	端口爲1 執行操作
10	LDC	K8	在 T3 的上升沿將運算得到的進位保存到 C 標誌 寄存器。	端口爲1 執行操作
11	A7-A0		送往 ALU 的 A 端口的數
12	B7-B0		送往 ALU 的 B 端口的數
13	D7-D0		數據總線 DBUS 上的 8 位數
14	C		進位標誌
15	Z		結果爲 0 標誌
16	MBUS	K0	將雙端口的RAM的左端口數據送到數據總線	端口爲1 執行操作

 

五、實驗內容及結果

1、寄存器R0=55H，R1=AAH，完成R0加R1，R0減R1，RO與R1

   1）寄存器R0寫入55H

操作模式	DP=1、SWC=1、 SWB=0、SWA=1
電平開關	K15	K14	K13	K12	K11	K10	K9	K8
信號名稱	M	S3	S2	S1	S0	CIN	ABUS	LDC	SD7-SD0	D7-D0
信號值									55H	55H

 

操作模式	DP=1、SWC=1、 SWB=0、SWA=1
電平開關	K7	K6	K5	K4	K3	K2	K1	K0
信號名稱	LDZ	RD1	RD0	DRW	SBUS	RS1	RS0	MBUS	A7-A0	B7-B0
信號值				1	1

 

2）寄存器R1寫入AAH：

操作模式	DP=1、SWC=1、 SWB=0、SWA=1
電平開關	K15	K14	K13	K12	K11	K10	K9	K8
信號名稱	M	S3	S2	S1	S0	CIN	ABUS	LDC	SD7-SD0	D7-D0
信號值									AAH	AAH

   

操作模式	DP=1、SWC=1、 SWB=0、SWA=1
電平開關	K7	K6	K5	K4	K3	K2	K1	K0
信號名稱	LDZ	RD1	RD0	DRW	SBUS	RS1	RS0	MBUS	A7-A0	B7-B0
信號值			1	1	1				55H	55H

 

 

 

 

3）R0加R1

操作模式	DP=1、SWC=1、 SWB=0、SWA=1
電平開關	K15	K14	K13	K12	K11	K10	K9	K8
信號名稱	M	S3	S2	S1	S0	CIN	ABUS	LDC	SD7-SD0	D7-D0
信號值		1			1	1	1	1		FFH

   

操作模式	DP=1、SWC=1、 SWB=0、SWA=1
電平開關	K7	K6	K5	K4	K3	K2	K1	K0
信號名稱	LDZ	RD1	RD0	DRW	SBUS	RS1	RS0	MBUS	A7-A0	B7-B0
信號值	1	0	0			0	1		55H	AAH

 

4）R0減R1

操作模式	DP=1、SWC=1、 SWB=0、SWA=1
電平開關	K15	K14	K13	K12	K11	K10	K9	K8
信號名稱	M	S3	S2	S1	S0	CIN	ABUS	LDC	SD7-SD0	D7-D0
信號值			1	1		0	1	1		ABH

   

操作模式	DP=1、SWC=1、 SWB=0、SWA=1
電平開關	K7	K6	K5	K4	K3	K2	K1	K0
信號名稱	LDZ	RD1	RD0	DRW	SBUS	RS1	RS0	MBUS	A7-A0	B7-B0
信號值	1	0	0			0	1		55H	AAH

 

5）R0與R1

 

操作模式	DP=1、SWC=1、 SWB=0、SWA=1
電平開關	K15	K14	K13	K12	K11	K10	K9	K8
信號名稱	M	S3	S2	S1	S0	CIN	ABUS	LDC	SD7-SD0	D7-D0
信號值		1		1	1	0	1	1		00H

   

 

操作模式	DP=1、SWC=1、 SWB=0、SWA=1
電平開關	K7	K6	K5	K4	K3	K2	K1	K0
信號名稱	LDZ	RD1	RD0	DRW	SBUS	RS1	RS0LDC	SD7-SD0	D7-D0
信號值		1		1	1	0	1	1		00H

   

 

操作模式	DP=1、SWC=1、 SWB=0、SWA=1
電平開關	K7	K6	K5	K4	K3	K2	K1	K0
信號名稱	LDZ	RD1	RD0	DRW	SBUS	RS1	RS0	MBUS	A7-A0	B7-B0
信號值	1	0	0			0	1		55H	AAH

 

2、寄存器R2=80H，R3=80H，完成R2加R3，R2減R3，R2或R3

   1）寄存器R2寫入80H

 

操作模式	DP=1、SWC=1、 SWB=0、SWA=1
電平開關	K15	K14	K13	K12	K11	K10	K9	K8
信號名稱	M	S3	S2	S1	S0	CIN	ABUS	LDC	SD7-SD0	D7-D0
信號值