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位字长的组合逻辑控制器，并设置

2、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。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/O口由2片574和2片245缓冲组成

3、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（寻址范围0~7FF），支持字与字节操作十六位RAM内存

4、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

5、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，以手动方式设置相互关联的逻辑控制电位，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

6、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显示器按原设定的摸式显示如下画面：Dais-CMX16+’kldK　Dais-CMX16+’mudM　Dai

7、s-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+’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

8、】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)初始化操作