试验二之后的报告Word文件下载.docx
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1
J1座
J3座
将K23-K16接入DBUS[7:
0]
2
S0
K0
运算器功能选择
3
S1
K1
4
S2
K2
5
AEN
K3
选通A
低电平有效
6
WEN
K4
选通W
7
CyIN
K5
运算器进位输入
8
ALUCK
CLOCK
ALU工作脉冲
上升沿打入
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
K23
K22
K21
K20
K19
K18
K17
K16
置控制信号为：
K5（CyIN）
K4（WEN）
K3（AEN）
K2（S2）
K1（S1）
K0（S0）
按住CLOCK脉冲键，CLOCK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CLOCK键，CLOCK由低变高，产生一个上升沿，数据55H被写入A寄存器。
将33H写入W寄存器
0]的数据输入，置数据33H
按住CLOCK脉冲键，CLOCK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CLOCK键，CLOCK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
结果（直通门D）
注释
X
88H
加运算
22H
减运算
77H
或运算
11H
与运算
带进位加运算
89H
带进位减运算
21H
AAH
取反运算
55H
输出A
体会：
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.
实验三：
数据输出实验/移位门实验
利用COP2000实验仪的开关做为控制信号，将指定寄存器的内容读到数据总线DBUS上。
1。
了解模型机中多寄存器接数据总线的实现原理。
2。
了解运算器中移位功能的实现方法。
COP2000中有7个寄存器可以向数据总线输出数据,但在某一特定时刻只能有一个寄存器输出数据.由X2,X1,X0决定那一个寄存器输出数据.
数据输出选择器原理图
X2X1X0
输出寄存器
IN_OE外部输入门
IA_OE中断向量
ST_OE堆栈寄存器
PC_OEPC寄存器
D_OE直通门
R_OE右移门
L_OE左移门
没有输出
X0
寄存器输出选择
X1
K6
X2
K7
CN
K9
移位是否带进位
0:
不带进位1:
带进位
K8
移位进位输入
9
10
11
第一部分：
数据输出实验
置下表的控制信号,检验输出结果
指示灯（红色）
液晶显示（数据总线值）
IN指示
输入门（K23-K16）
IA指示
中断向量（由拨动开关给出）
ST指示
堆栈寄存器
PC指示
PC寄存器
D直通门指示
D直通门
R右移门指示
R右移门
L左移门指示
L左移门
第二部分：
移位实验
ALU直接输出和零标志位产生原理图
ALU左移输出原理图
ALU右移输出原理图
直通门将运算器的结果不移位送总线。
当X2X1X0=100时运算器结果通过直通门送到数据总线。
同时，直通门上还有判0电路，当运算器的结果为全0时，Z=1
右移门将运算器的结果右移一位送总线。
当X2X1X0=101时运算器结果通过右通门送到数据总线。
具体连线是：
Cy与CNDBUS7
ALU7DBUS6
ALU6DBUS5
ALU5DBUS4
ALU4DBUS3
ALU3DBUS2
ALU2DBUS1
ALU1DBUS0
当不带进位移位时（CN=0）：
0DBUS7
当带进位移位时（CN=1）：
CyDBUS7
左移门将运算器的结果左移一位送总线。
当X2X1X0=110时运算器结果通过左通门送到数据总线。
ALU6DBUS7
ALU5DBUS6
ALU4DBUS5
ALU3DBUS4
ALU2DBUS3
ALU1DBUS2
ALU0DBUS1
0DBUS0
CyDBUS0
S2S1S0=111时运算器结果为寄存器A内容
L
D
R
AA10101010
5501010101
2A00101010
AB10101011
移位与输出门是否打开无关，无论运算器结果如何，移位门都会给出移位结果。
但究竟把那一个结果送数据总线由X2X1X0输出选择决定。
实验四：
微程序计数器uPC实验
利用COP2000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，实现微程序计数器uPC的写入和加1功能。
了解模型机中微程序的基本概念。
了解uPC的结构、工作原理及其控制方法。
74HC161是一片带预置的4位二进制记数器。
功能如下：
当RST=0时，记数器被清0
当IREN=0时，在CK的上升沿，预置数据被打入记数器
当IREN=1时，在CK的上升沿，记数器加一
TC为进位，当记数到F（1111）时，TC=1
CEP，CET为记数使能，当CEP，CET=1时，记数器工作，CEP，CET=0时，记数器保持原记数值
uPC原理图
uPC工作波形图
在COP2000中，指令IBUS[7:
0]的高六位被接到uPC预置的高六位，uPC预置的低两位被置为0。
一条指令最多可有四条微指令。
J2座
IREN
预置uPC
EMEN
EM存储器工作使能
EMWR
EM存储器写使能
EMRD
EM存储器读使能
IRCK
uPC工作脉冲
第一部分：
uPC加一实验
K3（EMRD）
K2（EMWR）
K1（EMEN）
K0（IREN）
按一次CLOCK脉冲键，CLOCK产生一个上升沿，数据uPC被加一。
第二部分：
uPC打入实验
0]的数据输入，置数据12H
当EMWR，EMEN=0时，数据总线（DBUS）上的数据被送到指令总线（IBUS）上。
按住CLOCK脉冲键，CLOCK由高变低，这时寄存器uPC的黄色预置指示灯亮，表明uPC被预置。
放开CLOCK键，CLOCK由低变高，产生一个上升沿，数据10H被写入uPC寄存器。
试验五：
PC实验
利用COP2000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，实现程序计数器PC的写入及加1功能。
了解模型机中程序计数器PC的工作原理及其控制方法。
了解程序执行过程中跳转指令的实现方法。
PC是由两片74HC161构成的八位带预置记数器，预置数据来自数据总线。
记数器的输出通过74HC245（PCOE）送到地址总线。
PC值还可以通过74HC245（PCOE_D）送回数据总线。
PC原理图
在COP2000中，PC+1由PCOE取反产生。
当RST=0时，PC记数器被清0
当LDPC=0时，在CK的上升沿，预置数据被打入PC记数器
当PC+1=1时，在CK的上升沿，PC记数器加一
当PCOE=0时，PC值送数据总线
PC打入控制原理图
PC打入控制电路由一片74HC151八选一构成。
ELP
IR3
IR2
Cy
Z
LDPC
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IR3IR2=1X时，LDPC=0，PC被预置
当IR3IR2=00时，LDPC=非Cy，当Cy=1时，PC被预置
当IR3IR2=01时，LDPC=非Z，当Z=1时，PC被预置
PCOE
PC输出到地址总线
JIR3
预置选择1
JIR2
预置选择0
JRZ
Z标志输入
JRC
C标志输入
预置允许
PCCK
PC工作脉冲
PC加一实验
K5（PCOE）
K0（ELP）
按一次CLOCK脉冲键，CLOCK产生一个上升沿，数据PC被加一。
PC打入实验
（K4）
（K3）
（K2）
（K1）
（K0）
黄色PC预置指示灯
灭
亮
每置控制信号后，按一下CLOCK键，观察PC的变化。
试验六：
存储器EM实验
利用COP2000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。
了解模型机中程序存储器EM的工作原理及控制方法。
存储器EM由一片6116RAM构成，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。
EM原理图
IR,uPC写允许
PC输出地址
MAROE
MAR输出地址
MAREN
MAR写允许
存储器与数据总线相连
存储器读允许
存储器写允许
MARCK
MAR工作脉冲
EMCK
写脉冲
12
IR,uPC工作脉冲
PC/MAR输出地址选择
（PCOE）
（MAROE）
地址总线
红色地址输出指示灯
PC地址输出指示灯亮
MAR地址输出指示灯亮
地址总线浮空
错误,PC及MAR同时输出
PC及MAR地址输出指示灯亮
以下存贮器EM实验均由MAR提供地址
第二部分：
存储器EM写实验
将地址0写入MAR
0]的数据输入，置数据00H
（IREN）
（MAREN）
（EMEN）
（EMRD）
（EMWR）
按CLOCK键,将地址0写入MAR
将地址11H写入EM[0]
0]的数据输入，置数据11H
按CLOCK键,将地址11H写入EM[0]
将地址1写入MAR
0]的数据输入，置数据01H
按CLOCK键,将地址1写入MAR
将地址22H写入EM[1]
0]的数据输入，置数据22H
按CLOCK键,将地址22H写入EM[1]
第三部分：
存储器EM读实验
读EM[0]
EM[0]被读出:
11H
读EM[1]
EM[1]被读出:
22H
第四部分：
存储器打入IR指令寄存器/uPC实验
读EM[0],写入IR及uPC
按CLOCK键,将EM[0]写入IR及uPC,IR=11H,uPC=10H
按CLOCK键,将地址0写入
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