TEC-5计算机组成原理实验20060310.ppt

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计算机组成原理实验计算机组成原理实验一一课程实验课程实验二二课程设计课程设计北京邮电大学北京邮电大学计算机科学与技术学院实验中心计算机科学与技术学院实验中心系统结构实验室系统结构实验室20112011年年22月月课程实验课程实验4TEC-5计算机组成原理实验系统计算机组成原理实验系统41运算器组成实验运算器组成实验（3学时）；学时）；42双端口存储器原理实验双端口存储器原理实验（3学时）；学时）；43数据通路组成实验数据通路组成实验（3学时）；学时）；44微程序控制器组成实验微程序控制器组成实验（3学时）；学时）；45CPU组成和机器指令执行实验组成和机器指令执行实验（4学时）学时）；2TEC-5计算机科学与技术学院系统结构实验室计算机科学与技术学院系统结构实验室课程设计课程设计41常规型硬联线控制器的设计与调试常规型硬联线控制器的设计与调试（3周时）；周时）；3TEC-5计算机科学与技术学院系统结构实验室计算机科学与技术学院系统结构实验室实验系统简介实验系统简介4控制台；控制台；4数据通路；数据通路；4控制器；控制器；4用户自选器件试验区；用户自选器件试验区；4时序电路；时序电路；4电源部分；电源部分；4TEC-5计算机科学与技术学院系统结构实验室计算机科学与技术学院系统结构实验室实验系统简介实验系统简介控制台开关控制台开关控制器控制器数据通路数据通路时序电路时序电路数数据据开开关关脉冲按钮脉冲按钮拨动开关拨动开关5TEC-5计算机科学与技术学院系统结构实验室计算机科学与技术学院系统结构实验室数据通路总体图数据通路总体图6TEC-5计算机科学与技术学院系统结构实验室计算机科学与技术学院系统结构实验室逻辑测试笔逻辑测试笔4TTL/CMOS逻辑测试逻辑测试笔笔4测试测试TTL/CMOS逻辑逻辑高高（H）低低（L）电平；电平；4测试连续脉冲测试连续脉冲（）；4单次脉冲计数器单次脉冲计数器（D）；7TEC-5计算机科学与技术学院系统结构实验室计算机科学与技术学院系统结构实验室逻辑测试笔使用说明逻辑测试笔使用说明4将黑色鱼夹接地，红色接被测设备的正将黑色鱼夹接地，红色接被测设备的正5V5V电电源。

源。

4本产品寻找故障的方法有两种：

一种是先用本产品寻找故障的方法有两种：

一种是先用逻辑笔检出关键信号（如时钟、起动、移位、逻辑笔检出关键信号（如时钟、起动、移位、复位）丢失的地方，根据被测设备的逻辑原复位）丢失的地方，根据被测设备的逻辑原理把故障缩小到一个较小的范围内，再对被理把故障缩小到一个较小的范围内，再对被怀疑的组件配合脉冲笔进行脉冲注入怀疑的组件配合脉冲笔进行脉冲注入响响应测试，判断组件的好坏。

另一种方法是先应测试，判断组件的好坏。

另一种方法是先对某串电路进行脉冲注入对某串电路进行脉冲注入响应测试，看响应测试，看信号能否从始端送到终端，用同样方法检查信号能否从始端送到终端，用同样方法检查每一串电路，直到把故障找出来。

每一串电路，直到把故障找出来。

8TEC-5计算机科学与技术学院系统结构实验室计算机科学与技术学院系统结构实验室测量内容测量内容输入信号输入信号显示结果显示结果静态测量静态测量低电平低电平高电平高电平中间态中间态高阻态高阻态“L”灯亮灯亮“H”灯亮灯亮“L”、“H”灯都不灯都不亮亮“D”灯亮灯亮动态测量动态测量5MC5MC正脉冲正脉冲5MC5MC负脉冲负脉冲003MC3MC方波方波“LL”、“”灯亮灯亮“HH”、“”灯亮灯亮“LL”、“HH”、“”灯灯都亮都亮单脉冲单脉冲捕捉捕捉正极性正极性负极性负极性“LL”灯亮灯亮“HH”灯亮灯亮来一脉冲来一脉冲“”灯闪动一次灯闪动一次9TEC-5计算机科学与技术学院系统结构实验室计算机科学与技术学院系统结构实验室逻辑测试笔使用说明逻辑测试笔使用说明4若需拆卸，先把电源插座上的螺帽旋下，若需拆卸，先把电源插座上的螺帽旋下，然后旋开笔壳与探针即可维修。

然后旋开笔壳与探针即可维修。

4注：

注：

、当测试、当测试TTL电路逻辑笔的开关电路逻辑笔的开关拨到标有拨到标有“TTL”的一侧，测试的一侧，测试CMOS电电路将开关拨到标有路将开关拨到标有“CMOS”的一侧。

的一侧。

4、逻辑笔测试电平指标与、逻辑笔测试电平指标与TTL和和CMOS标准相一致。

标准相一致。

、逻辑笔测试电、逻辑笔测试电平指标与平指标与TTL和和CMOS标准相一致。

标准相一致。

10TEC-5计算机科学与技术学院系统结构实验室计算机科学与技术学院系统结构实验室一一运算器组成实验运算器组成实验4实验目的实验目的:

41.熟悉双端口通用寄存器堆的读写操作。

熟悉双端口通用寄存器堆的读写操作。

42.熟悉简单运算器的数据传送通路。

熟悉简单运算器的数据传送通路。

43.验证运算器验证运算器74LS181的算术逻辑功能。

的算术逻辑功能。

44.按给定数据，完成指定的算术、逻辑按给定数据，完成指定的算术、逻辑运算。

运算。

11TEC-5计算机科学与技术学院系统结构实验室计算机科学与技术学院系统结构实验室实验电路实验电路12TEC-5计算机科学与技术学院系统结构实验室计算机科学与技术学院系统结构实验室实验设备实验设备4TEC-5计算机组成原理实验系统计算机组成原理实验系统1台；台；4TDS1001数字存储示波器数字存储示波器1台；台；4逻辑测试笔逻辑测试笔1支。

支。

13TEC-5计算机科学与技术学院系统结构实验室计算机科学与技术学院系统结构实验室参考连线参考连线：

数据数据通路通路WR0WR0WR1WR1RD0RD0RD1RD1RS0RS0RS1RS1LDRiLDRi电平电平开关开关K0K0K1K1K2K2K3K3K4K4K5K5K6K6数据数据通路通路LDDR1LDDR1LDDR2LDDR2S0S0S1S1S2S2S3S3MM电平电平开关开关K7K7K7K7K8K8K9K9K10K10K11K11K12K12数据通路数据通路ALU_BUS#ALU_BUS#SW_BUS#SW_BUS#RS_BUS#RS_BUS#CnCn#电平开关电平开关K13K13K14K14K15K15VccVcc14TEC-5计算机科学与技术学院系统结构实验室计算机科学与技术学院系统结构实验室实验任务实验任务41.按图要求按图要求,将运算器模块与实验台操作板上的将运算器模块与实验台操作板上的线路进行连接。

线路进行连接。

42.用开关用开关SW7-SW0向通用寄存器堆向通用寄存器堆RF内的内的R0-R3寄存器置数。

寄存器置数。

演示演示4然后读出然后读出R0R3的内容，在数据总线的内容，在数据总线DBUS上上显示出来。

显示出来。

演示演示44.将将R0写入写入DR1，将，将R1写入写入DR2。

演示演示43.验证验证ALU的正逻辑算术运算，的正逻辑算术运算，演示演示4逻辑运算功能。

逻辑运算功能。

演示演示15TEC-5计算机科学与技术学院系统结构实验室计算机科学与技术学院系统结构实验室74LS181ALU74LS181ALU算数算数/逻辑运算功能表逻辑运算功能表16TEC-5计算机科学与技术学院系统结构实验室计算机科学与技术学院系统结构实验室实验要求实验要求4做好实验预习，掌握运算做好实验预习，掌握运算器的数据传输器的数据传输通路及其功能特性，熟悉实验中所用模通路及其功能特性，熟悉实验中所用模拟开关的作用和使用方法。

拟开关的作用和使用方法。

4写出实验报告，内容：

写出实验报告，内容：

4实验目的实验目的4实验任务的数据表格，控制信号模拟开实验任务的数据表格，控制信号模拟开关值，运算结果。

关值，运算结果。

17TEC-5计算机科学与技术学院系统结构实验室计算机科学与技术学院系统结构实验室二二双端口存储器原理实验双端口存储器原理实验4实验目的：

实验目的：

4了解双端口静态随机存储器了解双端口静态随机存储器IDT7132IDT7132的工的工作特性及使用方法。

作特性及使用方法。

4了解半导体存储器怎样存储和读出数据。

了解半导体存储器怎样存储和读出数据。

4了解双端口存储器怎样并行读写，产生了解双端口存储器怎样并行读写，产生冲突的情况如何。

冲突的情况如何。

18TEC-5计算机科学与技术学院系统结构实验室计算机科学与技术学院系统结构实验室实验电路实验电路19TEC-5计算机科学与技术学院系统结构实验室计算机科学与技术学院系统结构实验室实验设备实验设备4TEC-5计算机组成原理实验系统计算机组成原理实验系统1台；台；4TDS1001数字存储示波器数字存储示波器1台；台；4逻辑测试笔逻辑测试笔1支。

支。

20TEC-5计算机科学与技术学院系统结构实验室计算机科学与技术学院系统结构实验室参考连线参考连线：

置置DP=1,DB=0,DP=1,DB=0,编程开关拨到正常位置编程开关拨到正常位置数据数据通路通路LDAR#LDAR#LDPC#LDPC#CEL#CEL#LR/W#LR/W#RAM_BUS#RAM_BUS#CER#CER#SW_BUS#SW_BUS#电平电平开关开关K0K0K1K1K2K2K3K3K4K4K5K5K6K6AR+1AR+1和和PC+1PC+1两个信号接地两个信号接地21TEC-5计算机科学与技术学院系统结构实验室计算机科学与技术学院系统结构实验室实验任务实验任务41）按电路图将有关信号和二进制开关对应接好，）按电路图将有关信号和二进制开关对应接好，接通电源。

接通电源。

4（22）将数码开关）将数码开关SW7SW7SW0SW0设置为设置为00H00H，将此，将此数据作为地址置入数据作为地址置入ARAR；然后重新设置二进制开；然后重新设置二进制开关控制，将数码开关关控制，将数码开关SW7SW7SW0SW0上的数据上的数据00H00H写写入入RAMRAM中。

中。

演示演示4依此方法，向存储器的依此方法，向存储器的10H10H、20H20H、30H30H、40H40H单元写入单元写入10H10H、20H20H、30H30H、40H40H。

4（33）使用双端口存储器的左端口，依次读出）使用双端口存储器的左端口，依次读出RAMRAM第第00H00H，10H10H，20H20H，30H30H，40H40H单元中的内容单元中的内容。

演示演示22TEC-5计算机科学与技术学院系统结构实验室计算机科学与技术学院系统结构实验室实验任务实验任务4观察上述各单元中的内容是否正确。

注观察上述各单元中的内容是否正确。

注意：

总线上禁止两个以上部件同时向总意：

总线上禁止两个以上部件同时向总线输出数据。

当存储器进行读出操作时，线输出数据。

当存储器进行读出操作时，必须关闭必须关闭SWSWBUSBUS三态门！

当向三态门！

当向ARAR送入地送入地址时，双端口存储器不能被选中。

址时，双端口存储器不能被选中。

4（44）通过双端口存储器的右端口，读出）通过双端口存储器的右端口，读出数据，观察结果是否正确。

数据，观察结果是否正确。

演示演示4（55）双端口存储器的并行读写和访问冲）双端口存储器的并行读写和访问冲突测试突测试。

演示演示23TEC-5计算机科学与技术学院系统结构实验室计算机科学与技术学院系统结构实验室实验要求实验要求4做好实验预习，掌握做好实验预习，掌握IDT7132双端口存储双端口存储器的功能特性及使用方法。

器的功能特性及使用方法。

4写出实验报告，内容：

写出实验报告，内容：

4实验目的实验目的4实验任务的数据表格，检测结果。

实验任务的数据表格，检测结果。

24TEC-5计算机科学与技术学院系统结构实验室计算机科学与技术学院系统结构实验室三三数据通路组成实验数据通路组成实验4进一步熟悉计算机的数据通路；进一步熟悉计算机的数据通路；4将双端口通用寄存器堆和双端口存储器将双端口通用寄存器堆和双端口存储器模块联机；模块联机；4掌握数字逻辑电路中故障的一般规律，掌握数字逻辑电路中故障的一般规律，以及排除故障的一般原则和方法；以及排除故障的一般原则和方法；4锻炼分析问题与解决问题的能力，在出锻炼分析问题与解决问题的能力，在出现故障的情况下，独立