计算机组成原理实验报告Word文档下载推荐.docx

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43实验时间：

2010.12.19

指导教师签字：

成绩：

实验一算术逻辑运算实验

1．实验目的和要求

1.熟悉简单运算器的数据传送通路；

2.验证4位运算功能发生器功能（74LS181）的组合功能。

2．实验原理

实验中所用到的运算器数据通路如图1-1所示。

其中运算器由两片74181以并/串形式构成8位字长的ALU。

运算器的输出经过一个三态门（74245）和数据总线相连，运算器的两个数据输入端分别由两个锁存器（74373）锁存，锁存器的输入连接至数据总线，数据开关INPUTDEVICE用来给出参与运算的数据，并经过一个三态门（74245）和数据总线相连，数据显示灯“BUSUNIT”已和数据总线相连，用来显示数据总线内容。

图1-2中已将用户需要连接的控制信号用圆圈标明（其他实验相同，不再说明），其中除T4为脉冲信号，其它均为电平信号。

由于实验电路中的时序信号均已连至W/RUNIT的相应时序信号引出端，因此，在进行实验时，只需将W/RUNIT的T4接至STATEUNIT的微动开关KK2的输出端，按动微动开关，即可获得实验所需的单脉冲，而S3，S2，S1，S0，Cn，LDDR1，LDDR2，ALU-B，SW-B各电平控制信号用SWITCHUNIT中的二进制数据开关来模拟，其中Cn，ALU-B，SW-B为低电平控制有效，LDDR1，LDDR2为高电平有效。

3．主要仪器设备（实验用的软硬件环境）

ZYE1603B计算机组成原理教学实验系统一台，排线若干。

4．操作方法与实验步骤

1.按图1-2连接好实验线路，认真仔细对照接线图，查线无误后，接通电源。

2.用输入单元的二进制数据开关向寄存器DR1和DR2置数，数据开关的内容可以用与开关对应的指示灯来观察，灯亮表示开关量为“1”，灯灭表示开关量为“0”。

以向DR1中置入（C1H）和向DR2中置入（43H）为例，具体操作步骤如下：

首先使各个控制电平的初始状态为：

CLR=1,LDDR1=0,LDDR2=0.ALU_G=1,

SW_G=1,S3S2S1S0MCN=并将控制台的单元的开关SP05打在“NORM”状态，SP03打在“STEP”状态，SP04打在“RUN”状态。

然后按下图所示步骤进行。

上面括号中的控制电平变化要按照从上到下的顺序来进行，其中T4的正脉冲使通过按动一次控制台单元的触动开关START来产生的。

（形成时钟脉冲信号T4，操作步骤如下:

将控制台单元中的两个二进制开关“SP03”设置为“STEP”状态、“SP04”设置“RUN”状态，每按动一次触动开关START，则T4输出一个单脉冲。

）

置数完成以后，检验DR1和DR2中存的数是否正确，具体操作为：

关闭数据输入三态门（SW_G=1），打开ALU输出三态门（ALU_G=0），使ALU单元的输出结果进入总线。

当设置S3、S2、S1、S0、M、CN的状态为111111时，DATABUS单元的指示灯显示DR1中的数；

而设置成101011时，DATABUS单元的指示灯显示DR2中的数，然后将指示灯的显示值与输入的数据进行对比。

3.验证74LS181的算术运算和逻辑运算功能（采用正逻辑）

74LS181的功能见表1-1，可以通过改变S3S2S1S0MCN的组合来实现不同的功能，表中“A”和“B”分别表示参与运算的两个数，“+”表示逻辑或，“加”表示算术求和。

表1-174LS181功能表

S3

S2

S1

S0

M=0（算术运算）

M=1

（逻辑运算）

CN=1无进位

CN=0有进位

F=

F=A加1

1

F=（）加1

F=0减1

F=0

F=加

F=加加1

F=（）加

F=（）加加1

F=减减1

F=减

F=减1

F=1

通过前面的操作，我们已经向寄存器DR1写入C1H，DR2写入43H，即A=C1H，B=43H。

然后改变运算器的控制电平S3S2S1S0MCN的组合，观察运算器的输出，填入表1-2中，并和理论值进行比较、验证74LS181的功能。

5．实验内容及实验数据记录

DR1

DR2

C1

43

F=

F=0-1

6．实验数据处理与分析

所得实验数据与74LS181功能表对应无误。

所得结果正确。

7．质疑、建议、问题讨论

实验过程中经常会因为粗心把线接错，导致实验结果有误。

实验过程中应该仔细认真的接线并进行检查，才能保证出错率最低。

实验二存储器实验

1.掌握静态随机存储器RAM工作特性。

2.掌握静态随机存储器RAM的数据读写方法。

图1－9存储器实验原理图

实验所用的半导体双端口静态存储器电路原理如图1－9所示，实验中的双端口静态存储器的左端口和右端口，它们分别具有各自独立的地址线（A0－A9）、数据线（I/O0－I/O7）和控制线（R/W，CE，OE，BUSY）。

它的结构参考附录1中的7130结构图。

在实验系统的大多数实验保，该芯片仅使用了右端口的数据线、地址线、控制线，使用方法与通用的单端口静态存储品相同；

在做与流水相关的实验中同时用到了它的左、右端口地址由地址锁存器（74LS273）给出。

地址灯L101——L108与地址总线相连，显示地址内容。

输入单元的数据开关经一个三态门（74LS245）边至数据总线，分别给出地址和数据。

地址总线为8位，接入IDT7130的地址AL7－AL0与AR0－AR7，将IDT7130的高两位AR8－AR9接地，所以其实际容量为256字节。

IDT7130两个端口分有三个独立的控制线，如右边有：

CER（右端口片选线）、OER（右端口读线）、R/WR（右端口写线）。

本实验中将左、右端口的读线OER常接地，在此情况下，当CER＝0、R/WR＝0时进行右端口写操作，CER＝0、R/WR＝1时进行右端口读操作，其写时间与T3脉冲宽度一致。

原理图中右端口的地址线AR8－AR9接地，其访问实际容量为256字节，同时由于左端口的写信号R/WR常接高电平，所以在端口的写功能被封锁了，故实验时输入数据从右端口写入，从左端口写读出。

实验时，将T3脉冲接至实验板上时序电路模块的TS3相应插针中，其它电平控制信号由开关单元的二进制开关给出，其中SW_G为低电平有效，LDAR为高电平有效。

ZYE1603B计算机组成原理教学实验箱一台，排线若干。

4．操作方法与实验步骤

1.形成时钟脉冲信号T3，具体接线方法和操作步骤如下：

（1）将信号单元中的TS3和T3用排线相连。

（2）将信号单元中的两个二进制开关“SP03”设置为“STEP”状态、“SPO4”设置为“RUN”状态（当“SP03”开关设置为“RUN”状态、“SP04”开关设置为“RUN”状态时，每按动一次触动开关START，则T3的输出为的方波信号。

当“SP03”开关设置为“STEP”状态、“SP04”开关设置为“RUN”状态时，每按动一次触动开关START，则T3输出一个单脉冲，其脉冲宽度与连续方式相同。

2.按图1－10连接实验线路，仔细检查无误后接通电源。

（图路箭头表示需要接线的地方，接总线和控制信号时要注意高低位一一对应，可用彩排线的颜色来进行区分）

图1－10存储实验接线图

3.从右端口给存储嚣的00、01、02、03、04地址单元中分别写入数据11、22、33、44、55、具体操作步骤如下：

（以向00号单元写入11为例）

首先使各种电平的初始状态为：

SW－G＝1，CE＝1.PC－G＝1，WE＝1，LDAR＝0，CLR＝1－0－1，并将控制台单元的开关SP05打在“NORM”状态，然后按下面框图所示步骤进行操作来完成数据的写入。

图中方括号中的控制电平变化要按照从上到下的顺序来进行，其中T3的正脉冲是通过按动一次控制台单元的触动开关START来产生的，而WE-R的负脉冲则是通过让开关单元的WE开关做1->

0->

1的变化来产生。

4.从做端口依次读出00，01，02，03，04号单元中的内容，在数据总线单元的指示灯上进行显示，观察上述各单元中的内容，是否与前面写入的一致。

具体操作步骤如下：

（以从00号单元读出11数据为例）

其中地址寄存器AR的值在地址总线单元的指示灯上显示，双端口RAM相应单元的值从左端口读出，在数据单元的指示灯上显示。

所得实验数据与理论数据对应无误，所得结果正确