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1、计算机组成原理实验第一章、TEC-5计算机组成实验箱简介运算器74181通用寄存器系统编程器时序发生器双端口存储器RAM地址寄存器地址指示灯数据总线指示灯PC指示灯指令总线指示灯C进位标志指示灯微动开关BUSYL#指示灯BUSYR#指示灯逻辑笔与实验连线第二章计算机组成原理实验实验一运算器组成实验一实验目的 1.熟悉双端口通用寄存器堆的读写操作 2.熟悉简单运算器的数据传送通路 3.验证运算器74LS181的算术逻辑功能 4.按给定数据,完成指定的算术,逻辑运算二实验电路图示出了本次实验所用的运算器数据通路图。参与运算的
2、数据首先通过实验台操作板上的八个二进制数据开关SW7-SW0来设置，然后输入到双端口通用寄存器堆RF中。RF(U54)由一个ispLSll016实现，功能上相当于四个8位通用寄存器，用于保存参与运算的数据，运算后的结果也要送到RF中保存。双端口寄存器堆模块的控制信号中，RSl、RS0用于选择从B端口(右端口)读出的通用寄存器，RDl、RD0用于选择从A端口(左端口)读出的通用寄存器。而WRl、WR0用于选择写入的通用寄存器。LDRi是写入控制信号，当LDRi二1时，数据总线DBUS上的数据在T3写入由WRl、WR0指定的通用寄存器。RF
3、的A、B端口分别与操作数暂存器DRl、DR2相连；另外，RF的B端口通过一个三态门连接到数据总线DBUS上，因而RF中的数据可以直接通过B端口送到DBUS上。DRl(U24)和DR2(U25)各由1片74LS273构成，用于暂存参与运算的数据。DRl接ALU的A输入端口，DR2接ALU的B输入端口。ALU(U55、U60)由两片74LSl81构成，ALU的输出通过一个三态门(74LS244)发送到数据总线DBUS上。实验台上的八个发光二极管DBUS7-DBUS0显示灯接在DBUS上，可以显示输入数据或运算结果。另有一个指示灯C显示运算器
4、进位标志信号状态。图中尾巴上带粗短线标记的信号都是控制信号，其中S3、S2、S1、S0、M、Cn0、LDDRl、LDDR2、ALUBUS#、SW．BUS#、LDRi、RSl、RS0、RDl、RD0、WRl、WR0都是电位信号，在本次实验中用拨动开关K0--K15来模拟；T2、T3为时序脉冲信号，印制板上已连接到实验台的时序电路。实验中进行单拍操作，每次只产生一组T1、T2、T3、T4时序脉冲，需将实验台上的DP、DB开关进行正确设置。将DP开关置1，DB开关置0，每按一次QD按钮，则顺序产生T1、T2、丁3、T4一组单脉冲。三、实验设备
5、1。TEC-5计算机组成实验系统1台2．逻辑测试笔一支(在TEC-5实验台上)．3．双踪示波器一台(公用)4．万用表一只(公用)四、实验任务1．按图示，将运算器模块与实验台操作板上的线路进行连接。由于运算器模块内部的连线已由印制板连好，故接线任务仅仅是完成数据开关、控制信号模拟开关、与运算器模块的外部连线。注意：为了建立清楚的整机概念，培养严谨的科研能力，手工连线是绝对必要的。2．用开关SW7一SW0向通用寄存器堆R1=内的R0--R3寄存器置数。然后读出R0—R3的内容，在数据总线DBUS上显示出来。3．验证ALU的正逻辑算术、逻辑运
6、算功能。令DRl=55H，DR2=OAAH，Cn#=l。在M---0和M=I两种情况下，令S3一S0的值从0000B变到1111B，列表表示出实验结果。实验结果包含进位C，进位C由指示灯显示。注意：进位C是运算器ALU最高位进位Cn+4~的反，即有进位为1，无进位为0。五、实验要求1．做好实验预习，掌握运算器的数据传输通路及其功能特性，并熟悉本实验中所用的模拟开关的作用和使用方法。2．写出实验报告，内容是：(1)实验目的。(2)按实验任务3的要求，列表表示出实验结果。(3)按实验任务4的要求，在表中填写各控制信号模拟开关值，以及运算结果
7、值。(4)分析记录实验过程、数据等。(5)用学校实验报告专用格式填写报告六、实验步骤和结果（1）实验任务2的实验步骤和结果如下：（假定令R0=34H,R1=21H,R2=52H,R3=65H) 1、 置DP=1,DB=0,编程开关拨到正常位置.接线表如下：数据通路WR0WR1RS0RS1SW_BUS#RS_BUS#LDRi电平开关K0K1K2K3K4K5K62、打开电源（以下是将34H,21H,52H,65H分别写入R0,R1,R2,R3）3、置K0(WR0)=0,K1(WR1)=0,K4(SW_BUS#)=0,K5(RS_BUS#)
8、=1,K6(LDRi)=1,SW7-SW0=34H. 在DBUS上将观察到DBUS=34H.按QD按钮,将34H写入R0. 4、置K0(WR0)=1,K1(WR1)=0,K4(SW_BUS#)=0,K5(
