计算机组成原理与系统结构实验指导书

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1、计算机实验室实验预习报告专业名称（班级）姓名学号课程名称实验题目实验日期任课教师/指导教师:【实验口的：】【实验设备及器件：］【实验内容及步骤：］【实验原理图及程序流程图】【预期实验结果：】计算机组成原理与系统结构实验指导书天津工业大学计算机技术与自动化学院计算机实验室蒋慧散24528266tjpujhm@126.comTDN-CM++系统构成TDN-CM++实验系统硬件内容如表1-1电路名称主要电路内容运算器单元（ALUUNIT）运算器、进位控制器、移位寄存器、寄存器堆、内部总线计数器与地址寄存器单元（ADDRES

2、SUNIT）地址寄存器、程序地址计数器微控器单元(MICROCONTROLLERUNIT)指令寄存器、指令译码器、微代码控制寄存器极其编码器、逻辑译码单元、时序电路主存单元（MAINMEM）SRAM6116输入设备、输出设备（INPUTDEVICE&0UTPTDEVICE）开关、显示灯、控制台（读写、启动、停机）CPLD单元ISPLSI1032芯片信号源及节拍信号发生器555方波发生器，单稳电路，CPLD芯片接口实验板（系统附件）8253、8255、8259接口芯片逻辑信号测量单元两路逻辑信号示波器单片机控制单元（P

3、CUNIT）控制单片机、RS-232接口芯片系统电源采用高效开关电源，输出为5V/2A、±12V/0.2ATDN・CIVk+系统主要实验项目章章节节节节一一一二三四第第第第第第计算机系统认识运算器的组成及设计实验算术逻辑运算实验进位控制实验移位运算实验加法器设计实验第五节乘法器设计实验第三章存储系统设计实验第一节静态随机存储实验第二节FIFO先进先出存储器实验第四章控制器的组成及设计实验第一节微程序控制器实验第二节硕布线控制器实验第五章系统总线控制实验第一节总线基木实验第二节总线控制实验第六章模型计算机的设计实验第一

4、节基本模型机设计实验第二节具有移位运算功能的模型机设计实验第三节复杂模型机设计实验第四节用CPLD实验模型计算机的设计实验第七章输入/输出系统设计实验第一节具有中断处理功能的模型机设计实验笫二节扩展8255并行接口实验第三节扩展8253定吋器/计数器实验第八章计算机系统结构的设计及研究实验第一节基于RISC处理器构成模型计算机的实验第二节基于重叠技术构成模型计算机的实验第三节基于流水技术构成模型计算机的实验课程要求实验实验一运算器组成实验2实验二存储器实验2实验三数据路径实验2实验四控制器实验4实验五基木模型机设计与

5、实现4TDN-CM++系统的配置与安装一.系统配置TDN-CM++系统出厂已全部安装完好，其屮的元件配置情况如表2・1所示。表2-1TDN-CM++系统的主要配置项口内容数量项目内容数量运算器74LS1812输出设备CAL16V82移位寄存器74LS2991数码管2程序存储器SRAM61161555通用寄存器74LS2732信号源74LS123174LS3743屯位器2指令寄存器74LS2731编辑运行方式开关三态开关1程序计数器74LS1612显示灯发光二极管8微程序控制存E2PROM28163监控管理单元单片机8

6、9C511储器时序发生器CPLD芯片1串行通讯接口MC14881启停控制器拨动开关2MC14891微动开关2机内电源5V,12V输出1微指令寄存器74LS2732接口实验板8253174LS175182551微地址寄存器74LS74382591PLDISPLSI10321通讯电缆RS-2321输入设备74LS1451实验用元件排线若干拨动开关8集成操作软件二.系统的安装1・TDN-CM++系统与PC微机相连，用RS-232通讯电缆一根，按图2-2所示，将PC机微机串口和TDN-CM++系统中的串口连接在一起。□PC缴

7、机率口1_1串口UTDN-CMr点统图2-2TDN-CM卄系统与PC微机联机示意义图PC微机系统实验单元电路1.运算器单元（ALUUNIT）运算器单元位于实验线路板坐部，它包括运算器单元和寄存器堆单元。图中虚线框内己在线路板上连好，虚线框上的信号线为引出线，在装置中可找到相应的丝印字，以下各单元类同。（1）运算器单元（ALUUNIT）运算器单元由以下部分构成：两片74LS181构成了一串型8位ALU；两个8位寄存器DR1和DR2作为暂存工作寄存器，保存参数或中间运算结果；ALU的输出由三态门74LS245通过排针连到

8、数据总线上；一片8位的移位寄存器74LS299可通过排针连到数据总线上；由GAL和74LS74锁存器组成进位标志控制电路和为零标志控制电路；进位标志和为零标志指示灯。其电路构成如图3-1所示。图3-1运算器单元电路(2)寄存器堆单元(REGUNIT)这部分由三片8位寄存器RO、RkR2组成，它们用来保存操作数及中间运算结果等。三个寄存器的输入已