《计算机组成原理》实验报告三.doc

计算机组成原理实 验 报 告学 院： 数学与计算机学院 专 业： 软件工程 班级学号： 学生姓名： 实验日期： 2014-11-8 指导老师： 成绩评定： 西华大学数学与计算机学院计算机组成原理实验室实验三 进位位控制、通用寄存器判零实验一、实验目的1 熟悉带进位位控制的算术逻辑运算器的组成和硬件电路2 用进位寄存器来实现带进位的左移、右移3 熟悉判零线路二、实验要求按照实验步骤完成实验项目，实现带进位位的算术逻辑运算，通用寄存器实现带进位的左移、右移功能，理解通用寄存器的判零电路。三、实验说明（一）进位和判零电路的实验构成进位和判零电路由1片GAL、74LS74和两个LED（CY、ZD）发光管组成。当有进位时CY发光管亮，ZD发光管亮表示当前通用寄存器的内容为0。图7 进位控制原理图（二）进位控制的原理（如图7）1 进位电路与通用寄存器、ALU有着非常紧密的关系，算术逻辑单元的进位输出和通用寄存器带进位移动都会影响进位寄存器的结果。2 若实验者在做算术逻辑实验时，选择了算术运算方式，当ALU的计算结果输出至总线时，在CCK上来一个上升沿，将把74LS181的进位输出位（CN+4）上的值（为了统一进位标识，1表示有进位，0表示无进位），打入进位寄存器（74LS74）中，并且有进位时CY（LED）发光。3 在进行通用寄存器的数据移位实验时，把CCK和通用寄存器的工作脉冲接在一起，当选择带进位左移时，在工作脉冲下，通用寄存器的最高位将移入进位寄存器中，进位寄存器中的值将移入通用寄存器的最低位。当进位寄存器中的值为1时，CY（LED）发光，若进位寄存器中的值为0时，CY（LED）灭。同样在带进位右移时，也会产生这样的结果。4 通过把通用寄存器中的每一位做“或”运算，当寄存器的每一位为0时，ZD输出0，ZD（LED）发光四、实验步骤(一)算术逻辑运算单元带进位位的加法运算实验1 把RA-IN（8芯的盒型插座）与CPT-B板上二进制开关单元中的J1插座相连（对应二进制开关H16H23），把RA-OUT（8芯的盒型插座）与数据总线上的DJ2相连。2 把D1CK、D2CK、CCK用连线连到脉冲单元的PLS1上，把EDR1、EDR2、ALU-O、S0、S1、S2、S3、CN、M接入二进制拨动开关（请按下表接线）。信号定义接入开关位号D1CKPLS1孔D2CKPLS1孔CCKPLS1孔EDR1H8孔EDR2H7孔ALU-OH6孔CNH5孔MH4孔S3H3孔S2H2孔S1H1孔S0H0孔3 按启停单元中的停止按钮，实验机停机并且把进位寄存器CY清零（CY灯灭），在本实验中使用算术逻辑单元作为进位发生器，按运行键，实验即进入运行状态。4 二进制开关H16H23作为数据输入，置65H（对应开关如下表）H23H22H21H20H19H18H17H16数据总线值D7D6D5D4D3D2D1D08位数据0110010165H置各控制信号如下：H8H7H7H5H4H3H2H1H0EDR1EDR2ALU-OCNMS3S2S1S00111010015 按脉冲单元中的PLS1脉冲按键，在D1CK上产生一个上升沿，把65H打入DR1数据锁存器。通过逻辑笔来测量确定DR1寄存器（74LS374）的输出端，检验数据是否进入DR1中。6 二进制开关H16H23作为数据输入，置A7H（对应开关如下表）H23H22H21H20H19H18H17H16数据总线值D7D6D5D4D3D2D1D08位数据10100111A7置各控制信号如下：H8H7H7H5H4H3H2H1H0EDR1EDR2ALU-OCNMS3S2S1S01011010017 按脉冲单元中的PLS1脉冲按键，在D2CK上产生一个上升沿，把A7H打入DR2数据锁存器。通过逻辑笔来测量确定DR2寄存器（74LS374）的输出端，检验数据是否进入DR2中。8 再置各控制信号如下：H8H7H6H5H4H3H2H1H0EDR1EDR2ALU-OCNMS3S2S1S01101010019 按脉冲单元中的PLS1脉冲按键，在CCK上产生一个上升沿，把74LS181的进位打入进位寄存器中，在有进位的情况下，CY指示灯亮，并且ALU-O为0，把计算结果输出到数据总线。$ 经过74LS181的计算将产生进位，即CN+4输出0，当把计算结果输出到总线时，数据总线上的LED指示灯IDB0IDB7应该显示结果为0CH。（二）带进位移位1 按启停单元中的停止按钮，实验机停机并且把进位寄存器CY清零（CY灯灭），在本实验中使用通用寄存器作为进位发生器，按运行键，实验即进入运行状态。2 把RA-IN（8芯的盒型插座）与CPT-B板上二进制开关单元中的J1插座相连（对应二进制开关H16H23），把RA-OUT（8芯的盒型插座）与数据总线上的DJ6相连。3 把CCK、RACK连到脉冲单元的PLS1，把ERA、X0、X1、RA-0、M接入二进制拨动开关。请按下表接线。信号定义接入开关位号CCKPLS1孔RACKPLS1孔X0H12孔X1H11孔ERAH10孔RA-OH9孔MH4孔4 二进制开关H16H23作为数据输入，置81H（对应开关如下表）H23H22H21H20H19H18H17H16数据总线值D7D6D5D4D3D2D1D08位数据1000000181H置各控制信号如下：H12H11H10H9H4X0X1ERARA-OM110005 按脉冲单元中的PLS1脉冲按键，在RACK上产生一个上升沿，把81H打入通用寄存器。6 此时数据总线上的LED指示灯IDB0IDB7应该显示为81H。由于通用寄存器内容不为0，所以ZD（LED）灯灭。置各控制信号如下：H12H11H10H9H4X0X1ERARA-OM010007 按脉冲单元中的PLS1脉冲按键，在RACK上产生一个上升沿，使通用寄存器中的值左移。因进位寄存器CY的初始值为0，在RACK脉冲作用下将CY打入通用寄存器的最低位Q0。同时在RACK脉冲作用下把通用寄存器的最高位Q7（为1）打入进位寄存器CY，使CY灯亮，这样就实现了带进位的左移功能。8 同样置各控制信号如下，并且按脉冲单元中的PLS1脉冲按键，可实现带进位的右移功能。H12H11H10H9H4X0X1ERARA-OM01000心得体会通过这次实