计算机组成原理及接口技术实验报告.docx

1、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 一五 年 十二 月 二 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KD0KD7向DR1和DR2寄存器置数。关闭ALU4输出

2、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74LS1 81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1DR1加数2DR2S3 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353548 48 0 0 0 0F=00010011 F=00100100 F=110111

3、000 0 0 1 F=00110011F=00110100F=110011000 0 1 0 F=11101111F=11110000F=000100000 0 1 1 F=11111111F=00000000F=000000000 1 0 0 F=00100110F=00100111F=110111110 1 0 1F=00110110F=00110111F=110011110 1 1 0F= 11110010F=11110011F=000100110 1 1 1F=00000010F=00000011F=000000111 0 0 0F=01000011F=01000100F=11111

4、1001 0 0 1F=01010011F=01010100F=111011001 0 1 0F=00001111F=00010000F=001100001 0 1 1F=00011111F=00100000F=001000001 1 0 0F=01000110F=01000111F=111111111 1 0 1F=01010110F=01010111F=111011111 1 1 0F=00010010F=00010011F=001100111 1 1 1F=00100010F=00100011F=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

5、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KD0KD7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0 0 0 0 0 ，按动手动脉冲发生开关，cy=0，即清零

6、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 DR2S3 S2 S1 S0M=0,CN=0带进位算术运算进位状态Cy理论计算结果8CH9FH0 0 0 0 0 100011010 0

7、0 1 01010000 0 010100000 1 1 0 11101101 0 111011011 0 0 1 00101100 1 001011001 1 0 0 00011001 1 000110011 1 0 1 00101100 1 001011002.Cy=1 进位灯亮 DR1 DR2S3 S2 S1 S0M=0,CN=0带进位算术运算进位状态Cy理论计算结果8CH9FH0 0 0 0 0 100011010 0 0 1 10011111 0 100111110 1 1 0 11101100 0 111011001 0 0 1 00101011 1 001010111 1 0 0

8、 00001001 1 000110011 1 0 1 00101100 1 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，KD0KD7=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（）299B S1 S0 M0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 10 0 1 0 功能

9、循环右移带进位循环右移CY带进位循环左移CY循环左移第一次 00011010 1 01101010 0 01101010 第二次 10001101 0 11011011 0 11010100 第三次 01000110 1 10101000 1 第四次 10100011 0 01010001 1 01010011 第五次 01010001 1 10100011 0 10100110 第六次 10101000 1 01000110 1 01001101 第七次 11010100 0 10001101 0 10011010 第八次 01101010 0 00011010 1 11010101 第九次

10、 00110101 0 00110101 0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，KD0KD7=0000000，开输入三态门：CE=1，SWB=0，数据置入地址寄存器：SWB=0，

11、CE=1，LDAR=1，T3按下，数据开关置数：SWB=1，KD0KD7=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，KD0KD7=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 0 0 1 LD

12、AR开关 1 0 0 CE开关 1 0 0 WE开关 1 02.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

13、=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（KD0KD7=01100011），开输入三态门（SWB=0），存入寄存器R0，按下LDR0。数据开关置数（KD0KD7=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

14、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1 I/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74LS244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/O IN区、I/O OUT区的数据总线插座与数据总线单元任一插座相连。连接138译码输入端A.B.C，其

15、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。74LS02门电路的脚接缓冲输出单元的CLK，02门电路脚接系统单元IOW，02门电路的脚接译码单元的Y1；02门电路的脚与08门电路脚相连，02门电路的的脚接译码单元的Y0，02门电路脚接系统单元IOR，08门电路的脚接GND，08门电路的脚接缓冲输入单元的G。2、LED环境（1）在“P.”状态下按“0EV/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

16、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-CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:CODE,ES:CODE ORG 3380H ;273,244PIO1 EQU 0FFE0HPIO2 EQU 0FFE4HP4: MOV DX,PIO1 IN AL,DX MOV DX,PIO2 OUT DX,AL JMP P4CODE ENDS END P4实验3 定时/计数器实验实验目的学会8253芯片和微机接口原理和方法。掌握8253定时器/计数器的

17、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02MHZ，用+5V单电源供电。8253的功能用途：延时中断 实时时钟可编程频率发生器 数字单稳事件计数器 复杂的电机控制器二进制倍频器8253的六种工作方式：方式0：计数结束中断 方式3：方波频率发生器方式1：可编程频率发生 方式4：软件触发的选通信号方式2：频率发生器 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、实验连线连接138译码输入端A.B.C，其中A连A2，B连A3，C连A

18、4，138使能控制输入端G与总线单元上方的GS相连。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。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“0EV/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

19、出该程序的运行返回监控状态。代码;-定时/计数器 8253方波-CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:CODE,ES:CODE ORG 3490HH9: MOV DX,0FFE3H MOV AL,36H OUT DX,AL MOV DX,0FFE0H MOV AL,00H OUT DX,AL MOV AL,10H OUT DX,AL JMP $CODE ENDS END H9实验5 8255A并行口实验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。编程提示通过82

20、55A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。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，

21、重复上述过程。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。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按实验电路图连接线路：8255A PA0-L15 PA1-L14 PA2-L13 PA3-L11 PA4-L10 PA5-L9 PA6-L7 PA7-L6 PB0-L5 PB1-L3 PB2-L2 PB3-L1运行实验程序：在系统“P.”状态时，输入32F0，按EXEC键，L1L12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-CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:CO

22、DE,ES:CODE ORG 32F0HPA EQU 0FFD8HPB EQU 0FFD9HPC EQU 0FFDAHPCTL EQU 0FFDBHH3: MOV AL,88H MOV DX,PCTL OUT DX,AL ;MOD:0, MOV DX,PA MOV AL,0B6H OUT DX,AL INC DX MOV AL,0DH OUT DX,AL CALL DELAY1P30: MOV AL,75H MOV DX,PA OUT DX,AL INC DX MOV AL,0DH OUT DX,AL CALL DELAY1 CALL DELAY1 MOV CX,08HP31: MOV DX,

23、PA MOV AL,0F3H OUT DX,AL INC DX MOV AL,0CH OUT DX,AL CALL DELAY2 MOV DX,PA MOV AL,0F7H OUT DX,AL INC DX MOV AL,0DH OUT DX,AL CALL DELAY2 LOOP P31 MOV DX,PA MOV AL,0AEH OUT DX,AL INC DX MOV AL,0BH OUT DX,AL CALL DELAY1 CALL DELAY1 MOV CX,08HP32: MOV DX,PA MOV AL,9EH OUT DX,AL INC DX MOV AL,07H OUT DX

24、,AL CALL DELAY2 MOV DX,PA MOV AL,0BEH OUT DX,AL INC DX MOV AL,0FH OUT DX,AL CALL DELAY2 LOOP P32 JMP P30DELAY1: PUSH AX PUSH CX MOV CX,0030HDELY2: CALL DELAY2 LOOP DELY2 POP CX POP AX RETDELAY2: PUSH CX MOV CX,8000H LOOP $ POP CX RETCODE ENDS END H3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8255 PC0输出高低电平，

25、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按实验电路图连接线路：8255的PC0连JIN插孔。继电器常开触占JK接L2，常闭触点JB接L1，中心抽头JZ接地。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。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-PORTA EQU 0

26、FFD8HPORTB EQU 0FFD9HPORTC EQU 0FFDAHCS8255 EQU 0FFDBHCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE ORG 34B0HH10: MOV DX,CS8255 ;8255初始化 MOV AL,80H OUT DX,AL MOV DX,PORTCJ0: MOV AL,0 OUT DX,AL ;PC0=0 CALL JDL MOV AL,1 OUT DX,AL ;PC0=1 CALL JDL JMP J0JDL: MOV CX,4JDL1: PUSH CX MOV CX,0FFFFH LOOP $ POP CX LOOP JDL1 RET

27、CODE ENDS END H10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 用双头实验导线将8255 PA0与音频单元的SIN相连。 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;*MODE equ 80hPORTA equ 0ffd8h ;8255 并行口 APCTL equ 0ffdbh ;8255 控制字code segment assume cs:code org 1000hStart: mov dx,PCTL mov al,MODE out dx,al mov dx,PORTAPlay: mov al,0 out dx,al call Delay mov al,255 ou