组成原理试验指导书(16位)

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1、《计算机组成原理》试验指导书郑州轻工业学院计算机学院第一章　Dais-CMX16+系统概述1.1　系统构成Dais-CMX16+硬件组成结构如图1.1所示。该十六位原理计算机体系结构与原理组成由实验平台、开关电源、软件三大部分组成。实验平台上有16位通用寄存器、16位运算器、16位累加器、16位暂存器、16位地址寄存器、11位程序计数器、16位准双向I/O单元、16位EM主存、16位RAM内存、16位指令寄存器、8位指令译码寄存器、16位堆栈、单级中断源、11位微程序计数器，拥有一个35位字长的微控制器和24位字长的组合逻

2、辑控制器，并设置了一组24位字长的二进制模拟开关，系统提供逻辑笔和24个按键操作环境。配有字符式LCD、USB通信口、RS232通信口及外设扩展区。图1.1　系统体系结构图其硬件组成如下表所示。37部件名称部件主要电路十六位运算器单元由4片574组成AX、BX运算源寄存器，由5256VE构成运算器，其内核有十六位累加器、十六位暂存器，支持算术运算、逻辑运算、移位运算、进位与零标志控制、支持字与字节的运算操作十六位通用寄存器由4片574组成CX（R1R0）、DX（R3R2）十六位通用寄存器组，支持字与字节操作十六位准双向I/

3、O口由2片574和2片245缓冲组成准双向输入/输出I/O，内置16位数据开关，16只状态灯，支持字与字节操作十六位堆栈寄存器由2片574组成十六位SP指针，支持字与字节操作十一位程序计数器由3片161组成11位PC指针，寻址范围4K（0~7FF），按字方式寻址十一位微地址计数器由3片161组成11位uPC指针，寻址范围4K（0~7FF），只写不可读，按字方式寻址十六位地址寄存器由2片574组成十六位数据指针，寻址范围64K（0~0FFFF），只写不可读，按字方式寻址十六位EM主存由两片6116组成EM主存，字容量4K（寻

4、址范围0~7FF），支持字与字节操作十六位RAM内存由两片6116组成RAM内存，字容量256个单元十六位指令寄存器由2片574组成十六位指令寄存器IR，只写不可读，按字方式寻址指令译码器由CPLD组成八位指令译码器，不可读按字节写入中断源由D触发器组成中断允许、中断请求及中断响应标志微程序控制器由两片6264、1片6116组成微程序控制器，微控制位字长35位，其中微命令段24位，下址段11位。组合逻辑控制器由CPLD器件9572独立构成组合逻辑控制器，微控制位字长24位，内核含有四个机器周期的状态触发器二十四位二进制模拟

5、开关及灯由24只拨动开关及24个发光管组成二进制模拟控制电路，在微控制状态该24位通常用于指示当前微逻辑，在外设扩展实验中亦可定义为外设的I/O口外设扩展区提供IC-40芯通用型锁紧式扩展插座，用于外设扩展逻辑笔内置逻辑笔，提供一路高低电平及脉冲测试中央控制单元由时序发生器、逻辑合成器、中断逻辑、目态管理器、LCD显示窗及USB、RS232等组成电源内置高性能带短路保护、具过流、过压、静电隔离等功能的开关电源，输出电压为DC+5V/5A1.2　手动实验环境的建立所谓手动控制，就是用二进制拨动开关模拟微控制信号，以手动方式设

6、置相互关联的逻辑37控制电位，建立“源与目”的有效状态，实现和完成实验制定的控制仼务。手动控制是原理计算机的基础，我们从部件单元电路入手，围饶单元部件、关联部件及微控制器由浅入深地逐一展开，为原理模型机的设计与实现奠定基础。本系统手控态提供“在线”与“搭接”两种实验方式，“在线”时按微控制器设计规范定义和命名控制信号，实验时必须遵循，不得愈越，否则有误。在“搭接”态可忽略微控制器组成环节，自行设计和构造原理计算机部件，自由定义和搭接单元部件与关联部件电路。1)初始待令状态上电或按复位，系统无条件进入初始待令状态，LCD显示

7、器按原设定的摸式显示如下画面：Dais-CMX16+’kldK　Dais-CMX16+’mudM　Dais-CMX16+’pldP单元手动模式　　　　　　　　　　微控制器模式　　　　　　　　　　组合逻辑模式第1行包含了产品型号和控制字，第2行的光标闪动位显示提示符，表示实验系统处于初始待令状态，可以进入系统按键命令所定义的操作。2)工作摸式设置在初始待令状态下，按【减址】键，LCD显示器显示工作模式选项：按【增址】键，将光标移到“KLD”单元手动模式，按【减址】键确定后，询问用户是否使用搭接方式的选项：Dais-CMX16

8、+’kldlsty/nDais-CMX16+’kldlsty/n是，选择搭接方式，须连线否，选择在线方式，零连线按【增址】键，将光标移到“y”选择搭接方式、或将光标移到“n”选择在线方式，接【减址】键确定设置，返回待命状态。Dais-CMX16+’kldK设置完毕，返回待命状态1.3　手控实验提示1)初