计算机组成原理实验报告_计算机组成原理实验五
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实验一 寄存器实验
实验目的：了解模型机中各种寄存器结构、工作原理及其控制方法。
实验要求：利用CPTH 实验仪上的K16..K23 开关做为DBUS 的数据，其它开关做为控制信号，将数据写入寄存器，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，堆栈寄存器ST，输出寄存器OUT。
实验电路：寄存器的作用是用于保存数据的CPTH 用74HC574 来构成寄存器。74HC574 的功能如下：
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“Hand......”手动状态。在后面实验中实验模式为手动的操作方法不再详述．
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，置数据55H
置控制信号为：
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。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，置数据66H
将11H、22H、33H、44H写入R0、R1、R2、R3寄存器将 二进制开关K23-K16，置数据分别为11H、22H、33H、44H 置控制信号为：
K11、K10为10，K1、k0分别为00、01、10、11
并分别按住STEP 脉冲键，CK 由高变低，这时寄存器R0、R1R2R3 的黄色选择指示灯分别亮，放开STEP键，CK由低变高，产生一个上升沿，数据被写入寄存器。注意观察：
1.数据是在放开STEP键后改变的，也就是CK的上升沿数据被打入。
2.K1(SB)，K0(SA)用于选择寄存器。
读寄存器
置控制信号为：K11、K10为01，K1、K0为00时，读R0，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：00010001.00110011.01000100.寄存器MAR原理图
连接线表 寄存器OUT原理图
寄存器MAR，ST，OUT写工作波形图
K14(MAROE)为0，MAR寄存器中的地址输出，MAR 红色输出指示灯亮。将K14(MAROE)置为1，关闭MAR输出。
将34H写入ST寄存器
二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据34H
置控制信号为：
按住STEP 脉冲键，CK 由高变低，这时寄存器ST 的黄色选择指示灯亮，表明选择ST 寄存器。放开STEP键，CK由低变高，产生一个上升沿，数据34H被写入ST 寄存器。将56H写入OUT寄存器
二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据56H
置控制信号为：
1实验电路：CPTH 中的运算器由一片CPLD实现，有8 种运算，通过S2，S1，S0 来选择，运算数据由寄存器A及寄存器W 给出，运算结果输出到直通门D。
连接线表
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33H 被写入W 寄存器。
置下表的控制信号，检验运算器的运算结果
注意观察：
运算器在加上控制信号及数据(A,W)后，立刻给出结果，不须时钟。实验心得：
实验三
PC 实验
实验目的：
1、了解模型机中程序计数器PC的工作原理及其控制方法。
2、了解程序执行过程中顺序和跳转指令的实现方法。
PC 原理图
在CPTH 中，PC+1 由PCOE 取反产生。当RST = 0 时，PC 记数器被清0
当ELP=1 时，LDPC=1，不允许PC被预置 当ELP=0 时，LDPC 由IR3，IR2，Cy，Z确定 当IR3 IR2 = 1 X 时，LDPC=0，PC 被预置
当IR3 IR2 = 0 0 时，LDPC=非Cy，当Cy=1时，PC 被预置 当IR3 IR2 = 0 1 时，LDPC=非Z，当Z=1 时，PC 被预置 连接线表
每置控制信号后，按一下STEP键，观察PC的变化。
实验心得
实验四 存储器EM 实验
实验目的：了解模型机中程序存储器EM 的工作原理及控制方法。
实验要求：利用CPTH 实验仪上的K16..K23 开关做为DBUS 的数据，其它开关做为控制信号，实现程序存储器EM 的读写操作。实验电路：
存储器EM 由一片6116RAM 构成，是用户存放程序和数据的地方。存储器EM 通过一片74HC245 与数据总线相连。存储器EM 的地址可选择由PC或MAR 提供。
存储器EM 的数据输出直接接到指令总线IBUS，指令总线IBUS 的数据还可以来自一片74HC245。当ICOE 为0 时，这片74HC245 输出中断指令B8。
实验1：PC/MAR 输出地址选择
置控制信号为：
0，二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据01H 置控制信号为：
按STEP键, 将地址1 写入MAR
将数据22H写入EM[1] 二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据22H 置控制信号为：
按STEP键，将数据22H写入EM[1] 实验3：存储器EM 读实验 将地址0 写入MAR 二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据00H 置控制信号为：
按STEP键, 将地址0 写入MAR
5实验4：存储器打入IR指令寄存器/uPC实验 将地址0写入MAR 二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据00H
置控制信号为：
按STEP键，将地址0写入MAR
读EM[0]，写入IR及uPC
置控制信号为：
EM[0]被读出：11H 按STEP键，将EM[0]写入IR及uPC，IR=11H，uPC=10H
7实验五 微程序存储器uM 实验
实验目的：
1、了解微程序控制方式模型机的基本工作原理。
2、了解微程序存储器uM的控制方法。实验要求：利用CPTH 实验仪上的开关做为控制信号，实现微程序存储器uM 的输出功能。
实验电路：
存储器uM 由三片6116RAM 构成，共24 位微指令，采用水平型微指令格式。存储器的地址由uPC 提供, 片选及读信号恒为低, 写信号恒为高.存储器uM 始终输出uPC 指定地址单元的数据。
uM原理图
连接线表
实验1：微程序存储器uM 读出
置控制信号为：K0为1
uM 输出uM[0]的数据
按一次STEP脉冲键，CK产生一个上升沿，数据uPC 被加一。uM 输出uM[1]的数据
按一次STEP脉冲键，CK产生一个上升沿，数据uPC 被加一。uM 输出uM[2]的数据
实验2：使用实验仪小键盘输入uM
1．连接J1, J2
2．打开电源
1实验六
模型机综合实验（微程序控制器）-
