CSU计算机组成原理实验报告.docx
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CSU计算机组成原理实验报告
计算机组成原理与汇编实验报告
班级：
学号：
姓名:
实验2算术逻辑运算实验
实验目的
掌握简单运算器的组成以及数据传送通路
验证运算功能发生器（74LS181）的组合功能
实验设备
74LS181（两片）,74LS273（两片）,74LS245（一片）,开关若干,灯泡若干,单脉冲一片
实验原理
实验中的运算器由两片74LS181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（74LS245）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（74LS373）锁存，锁存器的输入连至数据总线，数据开关用来给出参与运算的数据（A和B），并经过一个三态门（74LS245）和数据显示灯相连，显示结果。
74LS181：
完成加法运算
74LS273：
输入端接数据开关，输出端181。
在收到上升沿的时钟信号前181和其输出数据线之间是隔断的。
在收到上升沿信号后，其将输出端的数据将传到181，同时，作为触发器，其也将输入的数据进行保存。
因此，通过增加该芯片，可以通过顺序输入时钟信号，将不同寄存器中的数据通过同一组输出数据线传输到181芯片的不同引脚之中
74LS245：
相当于181的输出和数据显示灯泡组件之间的一个开关，在开始实验后将其打开，可以使181的运算结果输出并显示到灯泡上
实验步骤
1.选择实验设备：
根据实验原理图，将所需要的组件从组件列表中拖到实验设计流程栏中。
2.搭建实验流程：
将已选择的组件进行连线（鼠标从一个引脚的端点拖动到另一组件的引脚端，即完成连线）。
搭建好的实验流程图如图2所示。
具体操作如下:
①将74LS273芯片的0-7号引脚（数据端从低到高）及9号引脚（复位端）接到开关上，8号引脚接至单脉冲组件，左右两个74LS273芯片分别保存参与运算的数据A和B。
接着把两个74LS273组件的11-14号引脚（数据的低四位）分别接到74LS181组件（左）的0-7号引脚上，其中0－3号引脚为A的低四位，4－7号引脚为B的低四位。
同样的，把两个74LS273组件的15－18号引脚（数据的高四位）分别接到74LS181组件（右）的0-7号引脚上，其中0－3号引脚为A的高四位，4－7号引脚为B的高四位。
②74LS181的8-12号引脚（S0-S3、M）接到开关上控制逻辑/算术运算。
把低位的74LS181芯片（左）的13号引脚（CN端）由开关控制，高位的74LS181芯片（右）的13号引脚CN与低位的74LS181的15号进位输出相连。
③最后，把两个74LS181芯片的16-19号引脚顺序接到74LS245的0-7接口上。
74LS245芯片的8、9号引脚接开关，11―18号输出引脚（低位到高位）接灯泡，作为运算器结果的显示。
初始化各芯片的控制信号,数据开关置上相应的数据
3.初始化各芯片的控制信号，数据开关置上相应的数据（A置为65H，B置为A7H）
实验截图：
DR1:
ADR2:
B
4.点击“运行”按钮，分别点击左右两个单脉冲组件，把参与运算的数据B和A置入两个锁存器中。
通过改变S3，S2，S1，S0，M，CN的组合来实现不同的功能，根据连接到245的灯泡显示情况，可以对输入数据和输出结果进行检验（因为当ALU的控制信号位1111时其将直接输出A，为1010时直接输出B）,74LS181的功能见表2-1，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。
M=0
S3S2S1S0CN=1CN=0M=0
5. 通过前面的操作，我们将A置为65H，B置为A7H。
然后改变运算器的控制电平S3，S2，S1，S0，M，CN的组合，观察运算器的输出，填入表2-2中，并和理论值进行比较，验证74LS181的功能。
实验结果：
M=0
（算数运算）
M=1
DR1
DR2
S3S2S1S0
CN=1
CN=0
逻辑运算
65
A7
0000
F=65
F=66
F=9A
65
A7
0001
F=E7
F=E8
F=18
65
A7
0010
F=7D
F=7E
F=82
65
A7
0011
F=FF
F=00
F=00
65
A7
0100
F=A5
F=A6
F=DA
65
A7
0101
F=27
F=28
F=58
65
A7
0110
F=BD
F=BE
F=C2
65
A7
0111
F=3F
F=40
F=40
65
A7
1000
F=8A
F=8B
F=BF
65
A7
1001
F=0C
F=0D
F=3D
65
A7
1010
F=A2
F=A3
F=A7
65
A7
1011
F=24
F=25
F=25
65
A7
1100
F=CA
F=CB
F=FF
65
A7
1101
F=4C
F=4D
F=7D
65
A7
1110
F=E2
F=E3
F=E7
65
A7
1111
F=64
F=65
F=65
实验3进位控制实验
实验目的
验证带进位控制的算术运算功能发生器的功能
按给定的数据完成几种指定的算术运算
实验设备
74LS181（两片）,74LS273（两片）,74LS245（一片）,开关若干,灯泡若干,单脉冲一片
实验原理
本实验是在实验一的基础上增加进位控制部分。
其中181的进位进入一个灯泡组件，用于测试是否有进位.当进位标志灯亮,表示无进位,灯灭表示有进位。
实验步骤
1.选择实验设备：
根据实验原理图，将所需要的组件从组件列表中拖到实验设计流程栏中。
2.搭建实验流程：
将已选择的组件进行连线（鼠标从一个引脚的端点拖动到另一组件的引脚端，即完成连线）。
实验界面与算术逻辑运算实验类似,不同的是,左边的74LS181的15号引脚接灯泡,用于测试是否有进位.当进位标志灯亮,表示无进位,灯灭表示有进位.实验流程图如图3所示.
3.其余步骤同上一实验.验证带进位运算功能.
实验截图：
实验结果：
实验结果：
DR1
DR2
S3S2S1S0
进位
65
A7
0000
1
65
A7
0001
1
65
A7
0010
1
65
A7
0011
1
65
A7
0100
1
65
A7
0101
0
65
A7
0110
1
65
A7
0111
0
65
A7
1000
1
65
A7
1001
0
65
A7
1010
1
65
A7
1011
0
65
A7
1100
1
65
A7
1101
0
65
A7
1110
1
65
A7
1111
0
实验5存储器实验
实验目的
掌握静态存储随机存储器RAM的工作特性
掌握静态存储随机存储器RAM的读写方法
实验设备
74LS273组件一片，静态存储器MEMORY6116组件一片（是一个2k×8的静态存储器。
在本实验中只使用8位地址），单脉冲一个,开关若干，灯泡若干
实验原理
本实验所用的静态存储器由一片6116（2K×8）构成，其数据线接至数据开关，地址线由地址锁存器（74LS373）给出。
因地址寄存器为8位，接入6116的地址A7-A0，而高三位A8-A10接地，所以其实际容量为256字节。
6116有三个控制线：
CE（片选线）、OE（读线）、WE（写线）。
当片选CE=0，读信号OE=0时，进行读操作，当片选CE=0，写信号WE=1时，进行写操作。
由于本实验中将OE常接地，这样，当CE=0、WE=0时进行读操作，CE=0、WE=1时进行写操作，写时间与T3脉冲宽度一致。
实验步骤
1.选择实验设备：
根据实验原理图，将所需要的组件从组件列表中拖到实验设计流程栏中。
2.搭建实验流程：
将已选择的组件进行连线,74LS273的0―7号输入引脚（数据端）、9号引脚（复位端）分别接到开关上，8号引脚接单脉冲信号，11-18号输出引脚接到静态MEMORY的0-7号地址输入引脚。
静态MEMORY的高3位地址输入引脚8―10统一置0，由开关控制，使存储器实际容量为256个字节。
11－13号使能端（CE、WE、OE）分别由开关控制，14-21号数据端同时接入开关和灯泡，进行读写操作，开关控制欲写入存储器的数据，灯泡用于从存储器读出数据的显示。
实验流程图如图6所示。
3.设置相应芯片的控制位.（273的9号引脚为1,6116的CE=1,WE=1,OE=0.）
4.写入数据：
点击运行按钮，74LS273的连接的地址数据开关作为地址输入端可以自己设置，设置完毕后，双击单脉冲信号，将地址数据输入到74LS273里面去。
因为静态MEMORY6116的11号引脚（CE端）为0，12号引脚（WE端）为0时写入数据，所以11，12号引脚置0，13号引脚（OE端）置0，静态MEMORY6116连接的开关作为数据输入端，将数据写到指定的存储器单元中去。
输入数据可以由用户自己设置。
这样就完成了存储器的写操作，重复上述过程可以完成其他地址的数据写入过程。
记录下此时写入各个单元的数据，以便进行读操作时验证。
5.读出数据：
把静态MEMORY6116的11号引脚（CE端）和13号（OE端）引脚设置为0，12号引脚（WE端）置为1，然后置地址，触发脉冲，则可以从灯泡中读出相应地址中的数据。
完成读操作。
检查读的数据与刚记录的数据是否一样。
1：
OE,WE,CE位置零，74LS273的CLR位置1
将00001111存入地址00000100
2，WE位置1
取出存在00000100地址中的数据：
实验结果：
根据灯泡亮的位置，可得在地址为00000100中取出的数据为00001111，所得结果正是之前存入的数据，实验结果正确。
汇编实验
实验内容：
字符串的比较；
实验要求:
用汇编语言写一程序比较两字符串，若相等打印match，不相等打印nomatch
实验步骤：
实验代码：
ASSUMECS:
CODES,DS:
DATAS,SS:
STACKS
DATASSEGMENT
BUF1DB100DUP（0）
BUF2DB100DUP（0）
WAR1DB"MATCH!
$"
WAR2DB"NOMATCH!
$"
DATASENDS
STACKSSEGMENT
DW8DUP（0）
STACKSENDS
CODESSEGMENT
START:
MOVAX,DATAS
MOVDS,AX
MOVAX,STACKS
MOVSS,AX
MOVSP,16
MOVDX,OFFSETBUF1
MOVBX,DX
MOVBYTEPTRDS:
[BX],80;设置缓冲区最大容量
MOVAH,0AH
INT21H;
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