计算机组成原理实验指导书.doc

安徽工业大学计算机组成原理实验指导书- 1 -目录目录 ....................................................................................................................................................1实验一 寄存器实验 ........................................................................................................................2实验内容 1：A，W 寄存器实验 ................................................................................................2实验内容 2：R0，R1，R2，R3 寄存器实验 ............................................................................4实验内容 3：MAR 地址寄存器，ST 堆栈寄存器，OUT 输出寄存器实验 ..............................7实验二 运算器实验 ..........................................................................................................................9实验三 数据输出和移位实验 ......................................................................................................11实验四 存储器 EM 实验 ................................................................................................................15实验内容 1： PC/MAR 输出地址选择 ....................................................................................15实验内容 2：存储器 EM写实验 .............................................................................................16实验内容 3：存储器 EM读实验 .............................................................................................17实验五 微程序存储器 uM 实验 ..............................................................................................18实验内容 1：使用试验仪小键盘输入 uM..............................................................................18实验内容 2：微程序存储器 uM读出 .....................................................................................19安徽工业大学计算机组成原理实验指导书- 2 -实验一 寄存器实验实验要求： 利用 CPTH 实验仪上的 K16‥K23 开关作为 DBUS 的数据，其他开关作为控制信号，讲数据写入寄存器，这些寄存器包括累加器 A，工作寄存器Ｗ，数据寄存器组 R0‥R3，地址寄存器 MAR，地址寄存器 ST，输出寄存器OUT。

实验目的：了解模型机各种寄存器结构，工作原理及其控制方法实验电路：实验内容 1：A，W 寄存器实验实验步骤：（1）照下表连接线路连接 信号孔 接入孔 作用 状态说明1 J1 座 J3 座 将 K23～K16 接入 DBUS【7…0】 实验模式：手动2 AEN K3 选通 A 低电平有效3 WEN K4 选通 W 低电平有效4 CK 已连 ALU 工作脉冲 上升沿打入（2）系统清零和手动状态设定：K23～K16 开关置零，按 RST钮，按 TV/ME键三次，进入手动状态（液晶屏幕上有“Hand……”显示） 注意：后面的实验中实验模式为手动的操作方法不再详述，如此相同3）将 55H写入 A寄存器二进制开关 K23～K16 用于 DBUS【7…0】的数据输入，设置数据 55HK23 K22 K21 K20 K19 K18 K17 K160 1 0 1 0 1 0 1置控制信号为：K4（WEN ） K3(AEN)1 0按住 STEP 脉冲键， CK 由高变低，这时寄存器 A 的黄色选择指示灯亮，表明选择 A 寄存器放开 STEP 键，CK 由低变高，产生一个上升沿，数据 55H 被写入 A 寄存器。

4）将 66H 写入 W寄存器二进制开关 K23～K16 用于 DBUS【7…0】的数据输入，设置数据 66H安徽工业大学计算机组成原理实验指导书- 3 -K23 K22 K21 K20 K19 K18 K17 K160 1 1 0 0 1 1 0置控制信号为：K4（WEN ） K3(AEN)0 1按住 STEP 脉冲键， CK 由高变低，这时寄存器 W 的黄色选择指示灯亮，表明选择 W 寄存器放开 STEP 键，CK 由低变高，产生一个上升沿，数据 66H 被写入 W 寄存器请仔细观察实验结果，并回答以下问题：1. 数据是何时打入的？是按下 STEP 键还是放开 STEP 键后？2. WEN，AEN 为高时， CK 有上升沿，寄存器数据会不会改变？安徽工业大学计算机组成原理实验指导书- 4 -实验内容 2：R0，R1，R2，R3 寄存器实验实验步骤：（1）照下表连接线路连接 信号孔 接入孔 作用 状态说明1 J1 座 J3 座 将 K23～K16 接入 DBUS【7…0】 实验模式：手动2 RRD K11 寄存器组读使能 低电平有效3 RWR K10 寄存器组写使能 低电平有效4 CK 已连 寄存器工作脉冲 上升沿打入5 SB K1 寄存器选择 B6 SA K0 寄存器选择 A7 D7‥D0 L7‥L0 观察寄存器数据输出（2）系统清零和手动状态设定：K23～K16 开关置零，按 RST钮，按 TV/ME键三次，进入手动状态（液晶屏幕上有“Hand……”显示） 。

3）向各个寄存器中写入数据①将 11H 写入 R0 寄存器二进制开关 K23～K16 用于 DBUS【7…0】的数据输入，设置数据 11HK23 K22 K21 K20 K19 K18 K17 K160 0 0 1 0 0 0 1置控制信号为：K11（RRD）K10（RWR）K1（ SB） K0(SA)1 0 0 0按住 STEP 脉冲键， CK 由高变低，这时寄存器 R0 的黄色选择指示灯亮，表明选择 R0 寄存器放开 STEP 键，CK 由低变高，产生一个上升沿，数据 11H 被写入 R0 寄存器②将 22H 写入 R1 寄存器二进制开关 K23～K16 用于 DBUS【7…0】的数据输入，设置数据 22HK23 K22 K21 K20 K19 K18 K17 K160 0 1 0 0 0 1 0置控制信号为：K11（RRD）K10（RWR）K1（ SB） K0(SA)1 0 0 1安徽工业大学计算机组成原理实验指导书- 5 -按住 STEP 脉冲键， CK 由高变低，这时寄存器 R1 的黄色选择指示灯亮，表明选择 R1 寄存器放开 STEP 键，CK 由低变高，产生一个上升沿，数据 11H 被写入 R1 寄存器。

③将 33H 写入 R2 寄存器二进制开关 K23～K16 用于 DBUS【7…0】的数据输入，设置数据 33HK23 K22 K21 K20 K19 K18 K17 K160 0 1 1 0 0 1 1置控制信号为：K11（RRD）K10（RWR）K1（ SB） K0(SA)1 0 1 0按住 STEP 脉冲键， CK 由高变低，这时寄存器 R2 的黄色选择指示灯亮，表明选择 R2 寄存器放开 STEP 键，CK 由低变高，产生一个上升沿，数据 11H 被写入 R2 寄存器④将 44H 写入 R3 寄存器二进制开关 K23～K16 用于 DBUS【7…0】的数据输入，设置数据 11HK23 K22 K21 K20 K19 K18 K17 K160 1 0 0 0 1 0 0置控制信号为：K11（RRD）K10（RWR）K1（ SB） K0(SA)1 0 1 1按住 STEP 脉冲键， CK 由高变低，这时寄存器 R3 的黄色选择指示灯亮，表明选择 R3 寄存器放开 STEP 键，CK 由低变高，产生一个上升沿，数据 44H 被写入 R3 寄存器请仔细观察实验结果，并回答以下问题：SB， SA 用于寄存器的选择，请根据实验观察结果，填写下表：SB SA 选择 R0‥R3 中哪个寄存器0 00 11 01 1（4）读出寄存器中的数据安徽工业大学计算机组成原理实验指导书- 6 -①读 R0 寄存器置控制信号为：K11（RRD）K10（RWR）K1（ SB） K0(SA)0 1 0 0这时寄存器 R0 的红色输出指示灯亮，R0 寄存器的数据送上数据总线。

此时数据总线指示灯 L7‥L0 为 R0 寄存器的内容，记录下该数据并与输入的数据比较是否一致？将 K11（RRD）置为 1，关闭 R0寄存器输出②读 R1 寄存器置控制信号为：K11（RRD）K10（RWR）K1（ SB） K0(SA)0 1 0 1这时寄存器 R1 的红色输出指示灯亮，R1 寄存器的数据送上数据总线此时数据总线指示灯 L7‥L0 为 R1 寄存器的内容，记录下该数据并与输入的数据比较是否一致？将 K11（RRD）置为 1，关闭 R1寄存器输出③读 R2 寄存器置控制信号为：K11（RRD）K10（RWR）K1（ SB） K0(SA)0 1 1 0这时寄存器 R2 的红色输出指示灯亮，R2 寄存器的数据送上数据总线此时数据总线指示灯 L7‥L0 为 R2 寄存器的内容，记录下该数据并与输入的数据比较是否一致？将 K11（RRD）置为 1，关闭 R2寄存器输出④读 R3 寄存器置控制信号为：K11（RRD）K10（RWR）K1（ SB） K0(SA)0 1 1 1这时寄存器 R3 的红色输出指示灯亮，R3 寄存器的数据送上数据总线此时数据总线指示灯 L7‥L0 为 R3 寄存器的内容，记录下该数据并与输入的数据比较是否一致？将 K11（RRD）置为 1，关闭 R3寄存器输出。

安徽工业大学计算机组成原理实验指导书- 7 -实验内容 3：MAR 地址寄存器，ST 堆栈寄存器，OUT 输出寄存器实验实验步骤：（1）照下表连接线路连接 信号孔 接入孔 作用 状态说明1 J2 座 J3 座 将 K23～K16 接入 DBUS【7…0】 实验模式：手动2 MAROE K14 MAR 地址输出使能 低电平有效3 MAREN K15 MAR 寄存器写使能 低电平有效4 CK 已连 寄存器工作脉冲 上升沿打入5 STEN K12 ST 寄存器写使能 低电平有效6 OUTEN K13 OUT 寄存器写使能 低。