计算机组成原理及接口技术实验报告.docx

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计算机组成原理及接口技术实验报告

本科生实验报告

实验课程微机原理与接口技术计算机组成与结构

学院名称信息科学与技术学院

专业名称软件工程

学生姓名单艺

学生学号2

指导教师荣莹

实验地点6C1001

实验成绩

二〇一五年十二月二〇一五年十二月

实验一8位算术逻辑运算实验

一实验目的

1.掌握算术逻辑运算器ALU（74LS181）的工作原理。

2.掌握简单运算器的数据传送通路组成原理。

3.验证算术逻辑运算功能发生器74ALU181的组合功能。

二实验步骤

（1）连接线路，仔细检查无误后，接通电源。

（2）用二进制数码开关KD0~KD7向DR1和DR2寄存器置数。

关闭ALU4输出三态门（ALUB’=1），开启输出三态门（SWB’=0），输入脉冲T4按手动脉冲发生按钮产生。

（3）检验DR1和DR2中存入的数据是否正确，利用算术逻辑运算功能发生器74LS181的逻辑运算功能进行验算，即M=1。

（4）验证74LS181的算术逻辑运算和逻辑运算功能。

在给定DR1=35，DR2=48的情况下。

改变算术逻辑运算功能发生器的功能设置，观察运算器的输出，记录实验数据。

三实验结果

加数1

DR1

加数2

DR2

S3S2S1S0

M=0（算术运算）

M=1

（逻辑运算）

Cn=1无进位

Cn=0有进位

0000

F=00010011

F=00100100

F=11011100

0001

F=00110011

F=00110100

F=11001100

0010

F=11101111

F=11110000

F=00010000

0011

F=11111111

F=00000000

0100

F=00100110

F=00100111

F=11011111

0101

F=00110110

F=00110111

F=11001111

0110

F=11110010

F=11110011

F=00010011

0111

F=00000010

F=00000011

1000

F=01000011

F=01000100

F=11111100

1001

F=01010011

F=01010100

F=11101100

1010

F=00001111

F=00010000

F=00110000

1011

F=00011111

F=00100000

1100

F=01000110

F=01000111

F=11111111

1101

F=01010110

F=01010111

F=11101111

1110

F=00010010

F=00010011

F=00110011

1111

F=00100010

F=00100011

实验二带进位控制8位算术逻辑运算实验

一实验目的

1.验证带进位控制的算术逻辑运算发生器74LS181的功能。

2.按指定数据完成几种指定的算术运算。

二实验步骤

1）仔细查线无误后，接通电源。

（2）用二进制数码开关KD0~KD7向DR1和DR2寄存器置数。

关闭ALU4输出三态门（ALUB=1），开启输出三态门（SWB=0），输入脉冲T4按手动脉冲发生按钮产生。

（3）开关ALUB=0，开启输出三态门，开关SWB=1，关闭输入三态门，同时让LDDR1=0，LDDR2=0。

（4）如果原来有进位，CY=1，进位灯亮，但需要清零进位标志。

Ar信号置为0电平，DR1寄存器中的数应小于FF，S3，S2，S1,，S0，m的状态为00000，按动手动脉冲发生开关，cy=0，即清零进位标志。

注意：

进位标志指示灯Cy亮时，表示进位标志为1，有进位，进位标志指示灯cy灭时，表示进位为0，无进位。

（5）验证带进位运算及进位锁存功能，有两种情况：

a.进位标志已清零，即cy=0，进位灯灭。

使开关cn=0，再来进行带进位算术运算。

或者使开关cn=1，当s3，s2，s1，s0状态为10010，则相加的结果不产生进位。

b.原来有进位，即cy=1，进位灯亮，此时不考虑cn的状态，再来进行进位算术运算。

三实验结果

1.Cy=0进位灯灭（如表）

DR1

DR2

S3S2S1S0

M=0,CN=0

带进位算术运算

进位状态

理论计算

结果

8CH

9FH

0000

10001101

0001

01010000

0110

11101101

1001

00101100

1100

00011001

1101

00101100

2.Cy=1进位灯亮

DR1

DR2

S3S2S1S0

M=0,CN=0

带进位算术运算

进位状态

理论计算

结果

8CH

9FH

0000

10001101

0001

10011111

0110

11101100

1001

00101011

1100

00001001

00011001

1101

00101100

实验三移位运算器实验

一实验目的

验证移位控制器的组合功能。

二实验步骤

（1）连接实验线路，仔细查线无误后接通电源。

（2）置数，具体如下。

数据开关置数，KD0~KD7=00110101，开输入三态门，SWB=0，数据置入移位寄存器，S0=1，S1=1，按下手动脉冲开关，关输入三态门，SWB=1。

（3）移位，改变S0，S1，M，299B的状态，按动手动脉冲开关以产生时钟脉冲T4，观察移位结果。

三实验结果

35H（）

299BS1S0M

0100

0101

0011

0010

功能

循环右移

带进位循环右移

带进位循环左移

循环左移

第一次

00011010

01101010

第二次

10001101

11011011

11010100

第三次

01000110

10101000

第四次

10100011

01010001

01010011

第五次

01010001

10100011

10100110

第六次

10101000

01000110

01001101

第七次

11010100

10001101

10011010

第八次

01101010

00011010

11010101

第九次

00110101

实验四存储器实验

一实验目的

掌握静态随机存取存储器RAM工作特性及数据的读写方法

二实验步骤

（1）连接实验线路，仔细检查无误后接通电源。

（2）形成时钟脉冲信号T3。

在时序电路模块中有两个二进制开关“运行控制”和“运行方式”。

将运行控制开关设置为运行状态，运行方式设置为连续状态，按动运行启动开关，则T3有连续的放信号输出，此时调节电位器W1，用示波器观察，使T3输出实验要求的脉冲信号。

（3）向存储器的00地址单元中写入数据11。

数据开关置数：

SWB=1，KD0~KD7=0000000，开输入三态门：

CE=1，SWB=0，数据置入地址寄存器：

SWB=0，CE=1，LDAR=1，T3按下，数据开关置数：

SWB=1，KD0~KD7=00010001，开输入三态门：

SWB=0，LDAR=0，数据置入存储器RAM：

SWB=0，CE=0，WE=1，LDAR=0，按下T3。

（4）读出刚才写入00地址单元的内容，观察是否与写入的一致。

数据开关置数：

SWB=1，KD0~KD7=0000000，开输入三态门：

CE=1，SWB=0，数据置入地址寄存器：

SWB=0，CE=1，LDAR=1，T3按下，数据从存储器读出：

SWB=1，CE=0，WE=0，LDAR=0。

三实验结果

1.根据存储器的读写原理，填写下表

控制信号

写地址

写内容

读内容

SWB开关

LDAR开关

CE开关

WE开关

2.记录以下地址单元读出的内容

地址

内容

地址

内容

00000000

01010101

00000100

00001000

00000001

00110011

00000101

11110000

00000010

01000100

00001000

00000100

00000011

01100110

00000100

00001000

实验五数据通路实验

一实验目的

1.理解数据通路的概念及特性。

2.掌握数据通路传输控制特性。

二实验步骤

（1）连接实验线路，仔细检查无误后接通电源。

（2）初始状态为：

关闭所有三态门（SWb=1，CE=1，ROB=1，LEDB=1），其他控制信号为LDAR=0，LDR0=0，WE=0，OUTWR=1.

（3）送数据63到寄存器，数据20送地址寄存器，然后将R0寄存器内的数送人存储器，最后将存储器的内容输出到LED上显示。

数据开关置数（KD0~KD7=01100011），开输入三态门（SWB=0），存入寄存器R0，按下LDR0。

数据开关置数（KD0~KD7=00100000），开输入三态门（SWB=0），存入寄存器R0，按下LDAR。

关输入三态门，开R0三态门（SWB=1，ROB=0），R0寄存器的数存入存储器AR（CE=0，WE=1），关R0三态门，关存储器（CE=1，ROB=1），存储器输出到LED显示（WE=0，CE=0，LEDB=0，OUTWR=0）。

（4）自定数据，按以上步骤操作验证。

三实验结果

自己换了数据，验证成功。

实验1I/O拓展实验

实验目的

　　学习单片机系统中扩展简单I/O口的方法。

　　学习数据输入输出程序的编制的方法。

实验内容

　　利用74LS244作为输入口，读取开关状态，通过74LS273再驱动发光二极管显示出来。

程序流程

实验电路

实验步骤

1、实验连线

⑴74LS244的输入端PI0-PI7接K1-K8，74LS273的输出端PO0-PO7接L1-L8。

用8芯扁平电缆将I/OIN区、I/OOUT区的数据总线插座与数据总线单元任一插座相连。

⑵连接138译码输入端A.B.C，其中A连A2，B连A3，C连A4，138使能控制输入端G与总线单元上方的GS相连。

⑶74LS02门电路的①脚接缓冲输出单元的CLK，02门电路②脚接系统单元IOW，02门电路的③脚接译码单元的Y1；02门电路的④脚与08门电路①脚相连，02门电路的的⑤脚接译码单元的Y0，02门电路⑥脚接系统单元IOR，08门电路的②脚接GND，08门电路的③脚接缓冲输入单元的G。

2、LED环境

（1）在“P.”状态下按“0→EV/UN”，装载实验所需的代码程序。

（2）在“P.”状态下键入3380，然后按“EXEC”进入实验项目的运行。

3、PC环境

在与PC联机状态下，编译、连接、下载PH88.asm，用连续方式运行程序。

4、观察运行结果

以连续方式运行程序，拨动K1-K8，观察L1-L8点亮情况。

5、终止运行

按“暂停图标”或实验箱上的“暂停按钮”，使系统无条件退出该程序的运行返回监控状态。

代码

;------------------简单I/O口扩展------------------

CODESEGMENT

ASSUMECS:

CODE,DS:

CODE,ES:

CODE

ORG3380H;273,244

PIO1EQU0FFE0H

PIO2EQU0FFE4H

P4:

MOVDX,PIO1

INAL,DX

MOVDX,PIO2

OUTDX,AL

JMPP4

CODEENDS

ENDP4

实验3定时/计数器实验

实验目的

　　⑴学会8253芯片和微机接口原理和方法。

　　⑵掌握8253定时器/计数器的工作方式和编程原理。

实验内容

　　8253的0通常工作在方式3，产生方波。

程序流程

实验电路

编程提示

　　8253芯片介绍

　　8253是一种可编程定/计数器，有三个十六位计数器，其计数频率范围为0~2MHZ，用+5V单电源供电。

　　8253的功能用途：

　　⑴延时中断⑸实时时钟

　　⑵可编程频率发生器⑹数字单稳

　　⑶事件计数器⑺复杂的电机控制器

　　⑷二进制倍频器

　　8253的六种工作方式：

　　⑴方式0：

计数结束中断⑷方式3：

方波频率发生器

　　⑵方式1：

可编程频率发生⑸方式4：

软件触发的选通信号

　　⑶方式2：

频率发生器⑹方式5：

硬件触发的选通信号

　　8253的0号通道工作在方式3，产生方波。

实验步骤

1、实验连线

⑴连接138译码输入端A.B.C，其中A连A2，B连A3，C连A4，138使能控制输入端G与总线单元上方的GS相连。

⑵定时计数单元CLK0与分频单元T2相连，GATE0与5V相连，8253CS与译码单元Y0相连。

⑶用8芯扁平电缆将8251串行通信单元的数据总线插座与数据总线单元任一插座相连。

2、LED环境

（1）在“P.”状态下按“0→EV/UN”，装载实验所需的代码程序。

（2）在“P.”状态下键入3490，然后按“EXEC”进入实验项目的运行。

3、PC环境

在与PC联机状态下，编译、连接、下载PH88.asm，用连续方式运行程序。

4、观察运行结果

以连续方式运行程序，用示波器观察OUT0应有方波输出。

5、终止运行

按“暂停图标”或实验箱上的“暂停按钮”，使系统无条件退出该程序的运行返回监控状态。

代码

;-----------------定时/计数器8253方波-------------------

CODESEGMENT

ASSUMECS:

CODE,DS:

CODE,ES:

CODE

ORG3490H

H9:

MOVDX,0FFE3H

MOVAL,36H

OUTDX,AL

MOVDX,0FFE0H

MOVAL,00H

OUTDX,AL

MOVAL,10H

OUTDX,AL

JMP$

CODEENDS

ENDH9

实验58255A并行口实验㈢控制交通灯

实验目的

　　掌握通过8255A并行口传输数据的方法，以控制发光二极管的亮与灭。

实验内容

　　用8255作输出口，控制十二个发光二极管燃灭，模拟交通灯管理。

编程提示

　　①通过8255A控制发光二极管PB3、PB0、PA5、PA2对应黄灯，PB1、PA6、PA3、PA0对应红灯，PB2、PA7、PA4、PA1对应绿灯，以模拟交通路灯的管理。

　　②要完成本实验，必须先了解交通路灯的亮灭规律，没有一个十字路口1、3为南北方向，2、4为东西方向，初始状态为四个路口的红灯全亮。

之后，1、3路口的绿灯亮，2、4路口的红灯亮，1、3路口方向通车。

延时一段时间后，1、3路口的绿灯熄灭，而1、3路口的黄灯开始闪烁，闪烁若干次以后，1、3路口红灯亮，而同时2、4路口的绿灯亮，2、4路口方向通车，延时一段时间后，2、4路口的绿灯熄灭，而黄灯开始闪烁，闪烁若干次以后，再切换到1、3路口方向，之后，重复上述过程。

　　③程序中设定好8255A的工作模式，及三个端口均工作在方式0，并处于输出状态。

　　④各发光二极管共阳极，使其点亮应使8255A相应端口的位清0。

程序流程

实验电路

实验步骤

　　⑴按实验电路图连接线路：

8255APA0-L15PA1-L14PA2-L13PA3-L11

PA4-L10PA5-L9PA6-L7PA7-L6

PB0-L5PB1-L3PB2-L2PB3-L1

　　⑵运行实验程序：

在系统“P.”状态时，输入32F0，按EXEC键，L1~L12发光二极管模拟交通灯显示。

代码：

;----------------8255A并行口实验（3）控制交通灯----------------

CODESEGMENT

ASSUMECS:

CODE,DS:

CODE,ES:

CODE

ORG32F0H

PAEQU0FFD8H

PBEQU0FFD9H

PCEQU0FFDAH

PCTLEQU0FFDBH

H3:

MOVAL,88H

MOVDX,PCTL

OUTDX,AL;MOD:

MOVDX,PA

MOVAL,0B6H

OUTDX,AL

INCDX

MOVAL,0DH

OUTDX,AL

CALLDELAY1

P30:

MOVAL,75H

MOVDX,PA

OUTDX,AL

INCDX

MOVAL,0DH

OUTDX,AL

CALLDELAY1

MOVCX,08H

P31:

MOVDX,PA

MOVAL,0F3H

OUTDX,AL

INCDX

MOVAL,0CH

OUTDX,AL

CALLDELAY2

MOVDX,PA

MOVAL,0F7H

OUTDX,AL

INCDX

MOVAL,0DH

OUTDX,AL

CALLDELAY2

LOOPP31

MOVDX,PA

MOVAL,0AEH

OUTDX,AL

INCDX

MOVAL,0BH

OUTDX,AL

CALLDELAY1

MOVCX,08H

P32:

MOVDX,PA

MOVAL,9EH

OUTDX,AL

INCDX

MOVAL,07H

OUTDX,AL

CALLDELAY2

MOVDX,PA

MOVAL,0BEH

OUTDX,AL

INCDX

MOVAL,0FH

OUTDX,AL

CALLDELAY2

LOOPP32

JMPP30

DELAY1:

PUSHAX

PUSHCX

MOVCX,0030H

DELY2:

CALLDELAY2

LOOPDELY2

POPCX

POPAX

RET

DELAY2:

PUSHCX

MOVCX,8000H

LOOP$

POPCX

RET

CODEENDS

ENDH3

实验6继电器控制

实验目的

　　掌握用继电器控制的基本方法和编程。

实验内容

　　利用8255PC0输出高低电平，控制继电器的开合，以实现对外部装置的控制。

实验预备知识

　　现代自动化控制设备中都存在一个电子与电气电路的互相联结问题一方面要使电子电路的控制信号能够控制电气电路的执行元件（电动机、电磁铁、电灯等），一方面又要为电子提供良好的电隔离，以保护电子电路和人身的安全，电子继电器便起到这一桥梁作用。

程序流程

实验电路

实验步骤

　　⑴按实验电路图连接线路：

　　　①8255的PC0连JIN插孔。

　　　②继电器常开触占JK接L2，常闭触点JB接L1，中心抽头JZ接地。

　　⑵运行实验程序：

在系统处于命令提示符“P.”状态下，输入34B0，按EXEC键。

　　⑶继电器应循环吸合，按复位键退出当前操作返回“P.”。

代码：

;------------------继电器控制------------------------

PORTAEQU0FFD8H

PORTBEQU0FFD9H

PORTCEQU0FFDAH

CS8255EQU0FFDBH

CODESEGMENT

ASSUMECS:

CODE

ORG34B0H

H10:

MOVDX,CS8255;8255初始化

MOVAL,80H

OUTDX,AL

MOVDX,PORTC

J0:

MOVAL,0

OUTDX,AL;PC0=0

CALLJDL

MOVAL,1

OUTDX,AL;PC0=1

CALLJDL

JMPJ0

JDL:

MOVCX,4

JDL1:

PUSHCX

MOVCX,0FFFFH

LOOP$

POPCX

LOOPJDL1

RET

CODEENDS

ENDH10

实验7电子音响实验

实验要求

　　用端口输出不同频率的脉冲，控制喇叭发出不同音调。

实验目的

　　1.学习输入／输出端口控制方法。

　　2.了解音频发声原理。

程序流程

实验电路

实验说明

　　端口输出的方波经放大滤波后，驱动扬声器发声。

声音的频率由端口输出时延时控制。

本实验只给出发出单频率的声音的程序，请同学们思考如何修改程序，可以让扬声器发出不同频率，不同长短的声音。

实验步骤

⑴用双头实验导线将8255PA0与音频单元的SIN相连。

⑵运行程序，使喇叭发出单频率的声音。

实验代码：

******************************************

;　8086系列微机接口实验系统　硬件实验项目

;　电子音响：

单频率的声音演示

;******************************************

MODEequ80h

PORTAequ0ffd8h;8255并行口A

PCTLequ0ffdbh;8255控制字

codesegment

assumecs:

code

org1000h

Start:

movdx,PCTL

moval,MODE

outdx,al

movdx,PORTA

Play:

moval,0

outdx,al

callDelay

moval,255

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