计算机组成原理试验-数据通路试验讲解

1、曾国江计算机组成1 原理实验报告计算机组成原理课程实验报告9.5 数据通路实验姓 名： 曾国江学 号：系 别： 计算机工程学院班 级： 网络工程 1 班 指导老师：完成时间：评语：得分：曾国江计算机组成2 原理实验报告一、实验类型 本实验类型为验证型 +分析型 +设计型二、实验目的1. 进一步熟悉计算机的数据通路2. 将双端口通用寄存器堆和双端口存储器模块连接 ,构成新的数据通路 .3. 掌握数字逻辑电路中的一般规律 ,以及排除故障的一般原则和方法 .4. 锻炼分析问题和解决问题的能力 ,在出现故障的情况下 ,独立分析故障现象 ,并排除 故障.三、实验设备1、TEC-5 实验系统一台2、双踪示

2、波器一台3、逻辑测试笔一支四、实验电路曾国江计算机组成3 原理实验报告数据通路实验电路图如图 9.7 所示。它是将双端口存储器模块和双端口通用寄存器堆模 块连接在一起形成的。存储器的指令端口 （右端口 ）不参与本次实验。通用寄存器堆连接 运算器模块，本次实验涉及其中的 DRl 。 由于双端口存储器是三态输出，因而可以直接连接到 DBUS 上。此外， DBUS 还连接着 通用寄存器堆。这样，写入存储器的数据由通用寄存器提供，从 RAM 中读出的数据也 可以放到通用寄存器堆中保存。 本实验的各模块在以前的实验中都已介绍，请参阅前面相关章节。注意实验中的控制信 号与模拟它们的开关 K0K15 的连接

3、。五、实验任务1、将实验电路与控制台的有关信号进行连接。2、用 8位数据开关 SW7-SW0向 RF中的四个通用寄存器分别置入以下数据： RO=0FH， R1=0F0H，R2=55H，R3=0AAH。3、用 8位数据开关向 AR 送入地址 0FH,然后将 R0中的数据 0FH 写入双端口存储器中 用同样的方法,依次将 R1,R2,R3中的数据分别置入 RAM 的0F0H,55H,0AAH 单元.4、分别将 RAM 的 0AAH 单元数据写入 R0,55H 单元数据写入 R1,0F0H 单元数据写入 R2,0FH单元数据写入 R3.然后将 R0-R3中的数据读出 ,验证数据的正确性 ,并记录数据

4、 .六、实验要求1、做好实验预习，掌握实验电路的数据通路特点和通用寄存器堆的功能特性和使用方 法。2、写出实验报告，内容是：（1）实验目的。（2）写出详细的实验步骤、记录实验数据及校验结果。（3）其他值得讨论的问题。曾国江计算机组成4 原理实验报告七、实验步骤和实验结果实验步骤（一）向 RF中的四个通用寄存器分别置入数据如下数据： R0=OFH, R1=0F0H, R2=55H, R3=0AAH.首先将 DP开关置 1，DB开关置 0，编程开关打到正常 控制台的有关信号线路连接如下所示：数据通路SW-BUS#LDRiWR0WR1RD0RD1RS-BUS#LDAR#RS0电平开关K0K1K2K3

5、K4K5K6K7K8数据通路RS1CEL#LR/W#RAM-BUS#LDDR1ALU-BUS#MS0S1电平开关K9K10K11K12K13K14GNDGNDGND数据通路S2S3Cn#CER#电平开关GNDGNDVCCVCC向 RF 中的四个通用寄存器分别置入数据 R0=OFH, R1=0F0H, R2=55H, R3=0AAH. 控制银角的连线和开关设置如下：数据通路SW-BUS#LDRiWR0WR1RS-BUS#LDAR#CEL#LR/W#RAM-BUS#LDDR1ALU-BUS#电平开关K0K1K2K3K6K7K10K11K12K13K144曾国江计算机组成5 原理实验报告电平0100

6、11101011、将数据 0FH置入到通用寄存器 R0中 拨动 SW7-SW开0 关，设置输入的数据 0FH,如下所示：SW7SW6SW5SW4SW3SW2SW1SW000001111按 QD，数据 0FH已经写入到了通用寄存器 R0 中同理，将数据 0F0H, 55H, 0AAH 分别写入到通用寄存器 R1、 R2、R3 中的操作与上述类 似，其中开关 K2、K3 的作用是用来选择 ROR3之中的一个寄存器。在本实验中， K2=0,K3=0表示选择了寄存器 R0， K2=1,K3=0表示选择了寄存器 R1， K2=0,K3=1表示选择了寄存器 R2，K2=1,K3=1表示选择了寄存器 R3，

7、只要改变 K2 和 K3 的电平与 SW7-SW开0 关即可。实验步骤（二）用 8 位数据开关向 AR送入地址，然后将数据写入双端口存储器中1、向地址寄存器 AR送入地址 0FH，拨动数据通路开关如下：数据通路SW-BUS#LDRiRS-BUS#LDAR#CEL#LR/W#RAM-BUS#LDDR1ALU-BUS#电平开关K0K1K6K7K10K11K12K13K14电平001010101拨动 SW7-SW开0 关，设置输入的地址 0FH,如下所示：SW7SW6SW5SW4SW3SW2SW1SW000001111按 QD，地址 0FH 将写入到地址寄存器 AR中将数据 0FH写入到双端口存储器

8、中将寄存器 R0中的数据 0FH写入到双端口存储器 RAM中的 0FH单元中，拨动数据通路开关 如下：数据通路SW-BUS#LDRiRD0RD1RS-BUS#LDAR#CEL#LR/W#RAM-BUS#LDDR1ALU-BUS#电平开关K0K1K4K5K6K7K10K11K12K13K14电平100011000105按动 QD,寄存器 R0中的数据 0FH已经写入到双端口存储器 RAM中的 0FH单元中DBUS显示情况： 0000 11112、向地址寄存器 AR送入地址 0F0H，拨动数据通路开关如下：数据通路SW-BUS#LDRiRS-BUS#LDAR#CEL#LR/W#RAM-BUS#LD

9、DR1ALU-BUS#电平开关K0K1K6K7K10K11K12K13K14电平001010101拨动 SW7-SW开0 关，设置输入的地址 0F0H,如下所示：SW7SW6SW5SW4SW3SW2SW1SW011110000按 QD，地址 0F0H将写入到地址寄存器 AR中将数据 0F0H写入到双端口存储器中将寄存器 R1中的数据 0F0H写入到双端口存储器 RAM中的 0F0H单元中，拨动数据通路开关如下：数据通路SW-BUS#LDRiRD0RD1RS-BUS#LDAR#CEL#LR/W#RAM-BUS#LDDR1ALU-BUS#电平开关K0K1K4K5K6K7K10K11K12K13K1

10、4电平10101100010按动 QD,寄存器 R1中的数据 0F0H已经写入到双端口存储器 RAM中的 0F0H单元中DBUS显示情况： 1111 00003、向地址寄存器 AR送入地址 55H，拨动数据通路开关如下：数据通路SW-BUS#LDRiRS-BUS#LDAR#CEL#LR/W#RAM-BUS#LDDR1ALU-BUS#电平开关K0K1K6K7K10K11K12K13K14电平001010101拨动 SW7-SW开0 关，设置输入的地址 55H,如下所示：SW7SW6SW5SW4SW3SW2SW1SW0010101016曾国江计算机组成7 原理实验报告按 QD，地址 55H 将写入

11、到地址寄存器 AR中将数据 55H写入到双端口存储器中将寄存器 R2 中的数据 55H写入到双端口存储器 RAM中的 55H单元中，拨动数据通路开关如下：数据通路SW-BUS#LDRiRD0RD1RS-BUS#LDAR#CEL#LR/W#RAM-BUS#LDDR1ALU-BUS#电平开关K0K1K4K5K6K7K10K11K12K13K14电平10011100010按动 QD,寄存器 R2中的数据 55H已经写入到双端口存储器 RAM中的 55H单元中DBUS显示情况： 0101 01014、向地址寄存器 AR送入地址 0AAH，拨动数据通路开关如下：数据通路SW-BUS#LDRiRS-BUS

12、#LDAR#CEL#LR/W#RAM-BUS#LDDR1ALU-BUS#电平开关K0K1K6K7K10K11K12K13K14电平001010101拨动 SW7-SW开0 关，设置输入的地址 0AAH,如下所示：SW7SW6SW5SW4SW3SW2SW1SW010101010按 QD，地址 0AAH将写入到地址寄存器 AR中将数据 0AAH写入到双端口存储器中将寄存器 R3 中的数据 0AAH写入到双端口存储器 RAM中的 0AAH单元中，拨动数据通路 开关如下：数据通路SW-BUS#LDRiRD0RD1RS-BUS#LDAR#CEL#LR/W#RAM-BUS#LDDR1ALU-BUS#电平开

13、关K0K1K4K5K6K7K10K11K12K13K14电平10111100010按动 QD,寄存器 R3中的数据 0AAH已经写入到双端口存储器 RAM中的 0AAH单元中DBUS显示情况： 1010 1010曾国江计算机组成8 原理实验报告实验步骤（三）将双端口存储器 RAM中的数据写入到通用寄存器 RF中1、将 RAM的 0AAH单元数据写入 RO 选择 AR中的 0AAH地址单元，拨动数据通路开关如下：数据通路SW-BUS#LDRiRS-BUS#LDAR#CEL#RAM-BUS#LDDR1ALU-BUS#电平开关K0K1K6K7K10K12K13K14电平00101101拨动 SW7-

14、SW开0 关，设置输入的地址 0AAH,如下所示：SW7SW6SW5SW4SW3SW2SW1SW010101010按 QD将 0AAH单元数据写入 R0，拨动数据通路开关如下：数据通路SW-BUS#LDRiRD0RD1RS-BUS#LDAR#CEL#LR/W#RAM-BUS#LDDR1ALU-BUS#电平开关K0K1K4K5K6K7K10K11K12K13K14电平11001101001按 QD，0AAH单元中的数据 0AAH已经写入 R0中,DBUS显示情况： 1010 10102、将 RAM的 55H单元数据写入 R1选择 AR中的 55H地址单元，拨动数据通路开关如下：数据通路SW-BU

15、S#LDRiRS-BUS#LDAR#CEL#RAM-BUS#LDDR1ALU-BUS#电平开关K0K1K6K7K10K12K13K14电平00101101拨动 SW7-SW开0 关，设置输入的地址 55H,如下所示：SW7SW6SW5SW4SW3SW2SW1SW001010101按 QD曾国江计算机组成9 原理实验报告将 55H 单元数据写入 R1，拨动数据通路开关如下：数据通路SW-BUS#LDRiRD0RD1RS-BUS#LDAR#CEL#LR/W#RAM-BUS#LDDR1ALU-BUS#电平开关K0K1K2K3K6K7K10K11K12K13K14电平11101101001按 QD，5

16、5H单元中的数据 55H 已经写入 R1中,DBUS显示情况： 0101 01013、将 RAM的 0F0H单元数据写入 R2选择 AR中的 0F0H地址单元，拨动数据通路开关如下：数据通路SW-BUS#LDRiRS-BUS#LDAR#CEL#RAM-BUS#LDDR1ALU-BUS#电平开关K0K1K6K7K10K12K13K14电平00101101拨动 SW7-SW开0 关，设置输入的地址 0F0H,如下所示：SW7SW6SW5SW4SW3SW2SW1SW011110000按 QD将 0F0H单元数据写入 R2, 拨动数据通路开关如下：数据通路SW-BUS#LDRiRD0RD1RS-BUS

17、#LDAR#CEL#LR/W#RAM-BUS#LDDR1ALU-BUS#电平开关K0K1K2K3K6K7K10K11K12K13K14电平110111010010F0H已经写入 R2中 ,DBUS显示情况： 1111 00004、将 RAM的 0FH单元数据写入 R3选择 AR中的 0FH地址单元，拨动数据通路开关如下：数据通路SW-BUS#LDRiRS-BUS#LDAR#CEL#RAM-BUS#LDDR1ALU-BUS#电平开关K0K1K6K7K10K12K13K14电平00101101曾国江计算机组成10 原理实验报告拨动 SW7-SW开0 关，设置输入的地址 0FH,如下所示：SW7SW

18、6SW5SW4SW3SW2SW1SW000001111按 QD将 0FH单元数据写入 R3, 拨动数据通路开关如下：数据通路SW-BUS#LDRiRD0RD1RS-BUS#LDAR#CEL#LR/W#RAM-BUS#LDDR1ALU-BUS#电平开关K0K1K2K3K6K7K10K11K12K13K14电平11111101001按 QD，0F0H单元中的数据 0F0H已经写入 R3中,DBUS显示情况： 0000 1111实验步骤（四）验证 R0R3中的数据在理论上， R0=1010 1010, R1=0101 0101, R2=1111 0000 ,R3=0000 1111查看 R0 中的数

19、据，拨动数据通路开关如下：数据通路SW-BUS#LDRiRS-BUS#LDAR#RS0RS1CEL#RAM-BUS#LDDR1ALU-BUS#电平开关K0K1K6K7K8K9K10K12K13K14电平1001001101DBUS显示情况： 1010 1010如下图所示10曾国江计算机组成11 原理实验报告查看 R1 中的数据，拨动数据通路开关如下：数据通路SW-BUS#LDRiRS-BUS#LDAR#RS0RS1CEL#RAM-BUS#LDDR1ALU-BUS#电平开关K0K1K6K7K8K9K10K12K13K14电平1001101101DBUS显示情况： 0101 0101查看 R2 中的数据，拨动数据通路开关如下：数据通路SW-BUS#LDRiRS-BUS#LDAR#RS0RS1CEL#RAM-BUS#LDDR1ALU-BUS#电平开关K0K1K6K7K8K9K10K12K13K14电平100101110111DBUS显示情况： 1111 0000如下图所示查看 R3 中的数据，拨动数据通路开关如下：数据通路SW-BUS#LDRiRS-BUS#LDAR#RS0RS1CEL#RAM-BUS#LDDR1ALU-BUS#电平开关K0K1K6K7K8K9K1