实验一：十六位数据总线实验

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1、达爱思十六位机实验实验一：十六位机运算器实验一、实验目的掌握十六位机字与字节运算的数据传输格式，验证运算功能发生器及进位控制的组合功能。通过实验进一步了解运算器的工作原理。二、实验要求完成算术、逻辑、移位运算实验，熟悉ALU运算控制位的运用。三、实验原理实验中所用的运算器数据通路如图1-1所示。ALU运算器由CPLD描述。运算器的输出经过2片74LS245三态门与数据总线相连，2个运算寄存器AX、BX的数据输入端分别由4个74LS574锁存器锁存，锁存器的输入端与数据总线相连，准双向I/O输入输出端口用来给出参与运算的数据，经2片74LS245三态

2、门与数据总线相连。图1-1　运算器数据通路图1-1中，AXW、BXW在“搭接态”由实验连接对应的二进制开关控制，“0”有效，通过【单拍】按钮产生的负脉冲把总线上的数据打入，实现AXW、BXW写入操作。四、运算器功能编码表1-1ALU运算器编码表算术运算逻辑运算M15M13M12M11功能M15M13M12M11功能MS2S1S0MS2S1S00000A+B+C1000读B0001A—B—C1001非A0010RLC1010A-10011RRC1011A=00100A+B1100A

3、

4、B0101A—B1101A&B0110RL1110A+10111R

5、R1111读A五、实验连线将实验系统设置为手动/搭接状态，K23~K0置“1”，灭M23~M0控位显示灯。然后按下表要求“搭接”部件控制电路。连线信号孔接入孔作用有效电平1DRCKCLOCK单元手动实验状态的时钟来源上升沿打入2WK6(M6)总线字长：0=16位字操作，1=8位字节操作3XPK7(M7)源部件奇偶标志：0=偶寻址，1=奇寻址4X2K10(M10)源部件定义译码端X25X1K9(M9)源部件定义译码端X16X0K8(M8)源部件定义译码端X07MK15(M15)运算控制位：0=算术运算，1=逻辑运算8S2K13(M13)运算状态位S2

6、9S1K12(M12)运算状态位S110S0K11(M11)运算状态位S011OPK16(M16)目标部件奇偶标志：0=偶寻址，1=奇寻址12AXWK17(M17)AX运算寄存器写使能，本例定义到M17位低电平有效13BXWK18(M18)BX运算寄存器写使能，本例定义到M18位低电平有效　算术运算1.字算术运算(1)字写操作通过I/O单元“S15~S0”开关向累加器AX和暂存器BX置数，操作步骤如下：I/O置数I/O=1122h数据来源I/O单元寄存器AX(1122h)X2X1X0=100WXPOP=000AXW(M17)=0BXW(M18)=1

7、按【单拍】按钮I/O置数I/O=3344h寄存器BX(3344h)AXW(M17)=1BXW(M18)=0按【单拍】按钮(2)字读操作关闭AX、BX写使能，令AXW(M18)=BXW(M17)=1，按下流程分别读AX、BX。读AX数据来源ALU数据总线显示AX值X2X1X0=110WXPOP=000M=1S2S1S0=111读BXM=1S2S1S0=000数据总线显示BX值(3)字加法与减法运算(不带进位加、不带错位减)令MS2S1S0（K15K13~K11）=0100，FUN及总线单元显示AX+BX的结果。令MS2S1S0（K15K13~K11）

8、=0101，FUN及总线单元显示AX－BX的结果。1.字节算术运算(1)偶字节写（置数操作）通过I/O单元“S15~S0”开关向累加器AL和暂存器BL置数，具体操作步骤如下：I/O置数I/O=XX22h数据来源I/O单元寄存器AL(22h)X2X1X0=100WXPOP=100AXW(M17)=0BXW(M18)=1按【单拍】按钮I/O置数I/O=XX44h寄存器BL(44h)AXW(M17)=1BXW(M18)=0按【单拍】按钮(2)偶字节读操作（运算寄存器AL和BL内容送总线）关闭AL、BL写使能，令AXW(M18)=BXW(M17)=1，按下

9、流程分别读AL、BL。读AL数据来源ALU数据总线显示AL值X2X1X0=110WXPOP=100M=1S2S1S0=111读BLM=1S2S1S0=000数据总线显示BL值(3)字节加减法算术运算（不带进位加、不带错位减）令MS2S1S0（K15K13~K11）=0100，FUN及总线单元显示AL+BL的结果。令MS2S1S0（K15K13~K11）=0101，FUN及总线单元显示AL－BL的结果。逻辑运算1.字逻辑运算(1)字写操作（置数操作）通过I/O单元“S15~S0”开关向累加器AX和暂存器BX置数，操作步骤如下：I/O置数I/O=112

10、2h数据来源I/O单元寄存器AX(1122h)X2X1X0=100WXPOP=000AXW(M17)=0BXW(M18)=