【实验】计算机组成原理实验

文档来源为从络收集整版可编辑欢下载支.【关键字】实验成绩：计算机原理实验室实报告课程姓名专业学号日期

计算机组原理姜香玉网络工程52015年月工计算机工系0档来源为从网络收集版可

文档来源为从络收集整版可编辑欢下载支.实验一：算器实验实验环境PC机＋＋emu8086＋proteus仿真器一实内1.熟proteus仿真系2.设并验证位数逻辑单元功能3.现输入输出锁存4.现8算数逻辑单元二理分或算分实验原理：

实验日期2015年.算术逻辑运算单的核心是由构可进行二进制数的算术逻辑运算74LS181的种工作方式可通过设置其控制信来实现正确设的个控制信号74LS181会运数据锁存器内的数据。由数据锁存器已经把数据锁存，只要的制信号不变，那74LS181的出数据也不会发生改变。出缓冲器采用74LS245，当制信号为低电平时，74LS245导通，把的运算果输出到数据总线，电平时74LS245的输出为高阻。实验中所用的运器数据通路如图所示。其中运算器由两74LS181以/串形式构成8位长的ALU。运算器的输出经一个三态(74LS245)以芯平线方式和数据总线相连器的数据输入端分别由二个锁存(74LS273)存器输入亦以芯扁平线方式与数据总线相连数据开关(INPUT用给出参运算的数据，经一三态门(74LS245)芯平线方和数据总线相连，数据显示(BUS已数据总线相连，用来显示数总线内容。0档来源为从网络收集版可

文档来源为从络收集整版可编辑欢下载支.三．实现方法（

含实现思路程序流程图实验电路图和源程序列实现电路图：1.设并验证4位算数逻辑单元的功能2.实8位算数辑单元1档来源为从网络收集版可

文档来源为从络收集整版可编辑欢下载支.四实验结分析（含行结果验证输出显示信息图形调试过程中所遇的题及处理方法等

）（一）验证了基要,实现了计并验4算数逻辑单元、实现输入输出锁、实现8位算数逻辑单元功能.运行结果：图一2档来源为从网络收集版可

文档来源为从络收集整版可编辑欢下载支.图二：（二）思考问题单总线，双总线和三总线结构设计上的异同答：单总线结构对这种结构的运算器来说，在一时间内，只能有一个操作数放在单总线上。为把两个操作数输入到ALU需要分两次来做，而且需要AB两缓冲寄存器。这结构的主要缺点是操作速度较。虽然在这种结构中输入数据和作结果需要三次串的选通操作，但它并不会对每指令都增加很多执行时间。只有对全都是CPU寄器的两个操作数进行操作时，单线结构的运算器才会造成一定的时间损失。但是于它只控制一条总线，故控制路比较简单。双总线结构：在种结构中，两个操作数同时加ALU进运算，只需一次操作控制，而且马上可以得到运算结果。两条总线自把其数据送至ALU的入端因而3档来源为从网络收集版可

文档来源为从络收集整版可编辑欢下载支.必须在ALU输端设置冲寄存器。为此，操作的控制要两步完成在ALU的两个输入端输入作数，形成结果并送入缓冲寄器把结果送入目的寄存。三总线结构：在总线结构中ALU的个输入端分由两条总线供给，而ALU的输出则与第三总线相连样术逻辑操作就可以在一步的制之内完成外设置了一个总线路器。如果一个操作数不需要改，而直接从总线2传送总线3，那么可以通过控总线旁路器把数据传出；如需修改，那么就借助于A。五结完成了本次实验求的设计并验4算数逻辑单元、实现输入出锁存、实位算数逻辑单元的验内容。学会了如何使用仿系统，掌握了运算器工作原理，熟悉了算术运算运算过程以及控制这种运算的法。4档来源为从网络收集版可

文档来源为从络收集整版可编辑欢下载支.实验二寄存实验实验环境PC机＋2003＋emu8086＋proteus仿器一实内1.解CPU运算器中寄存器的作用2.计并验证寄存器组（少四个寄存器）3.现更多的寄存器（至8个）二理分或算分单元电路：

实验日期2015.10实验中所用的寄器数据通路如图所示。由74LS373组寄存器组成。寄存器的输入接口用一8芯平连至BUS总线接口存器的输出接口用一8芯扁线连至总线接口。经CBA二进控制开关译码产生数据出选通信号LDR0、LDR1、LDR2为数据写入允许号，由二进制控制开关模拟，为高电平有效。5档来源为从网络收集版可

文档来源为从络收集整版可编辑欢下载支.三实方（

含实现思路、程序程图、实验电路图和源程列表等）实验电路：1.设并验证寄存器组2.扩成四组（由于空间有限，只能实现两组）四实结分（执行结果验证、输出示信息、图形、调试过程所遇的问题及处理方法等）（一）验证了基要求,实现了设计验证寄存器组（至少四个寄存实现更多的寄存器（至少个）的功能运行结果：图一（二）思考问题随着寄存器的增多，电路设计复杂度是什么比例增大答：在电路设计，随着寄存器的增多，电路设的复杂程度是成倍增大的。6档来源为从网络收集版可

文档来源为从络收集整版可编辑欢下载支.五结完成了本次实验求的设计并验证寄存器组（至四个寄存器更多的寄存器（至少8个）的功能的实验内。学会了如何扩展多组寄存器以寄存器的工作原明白了运器中计算器的作用：（1）可将寄存器内数据执行算术及逻辑运算。（2）存于寄存器内地址可用来指向内存的某个位置，即寻址。（3）可以用来读写据到电脑的周边设备。7档来源为从网络收集版可

实验环境

ISIS仿真软件

文档来源为从络收集整版可编辑欢下载支.实验三输入出实实验日期2015.11实现方：实验（18档来源为从网络收集版可

文档来源为从络收集整版可编辑欢下载支.实验（2实验结果分析9档来源为从网络收集版可

文档来源为从络收集整版可编辑欢下载支.实验四微程控制实验实验环境PC机＋Win7＋proteus仿器

实验日期2015.12一

．实验内基本要求：1.掌握微程控制器工作原理2设计并实指令的微程序段二．理论析或算分析程序查询方式是简单、经济的I/O方式，通常接口中至少有两个寄存器，一个是数据缓冲寄存器，数据端口，用来存放与方式，常接口中至少有两个寄存器，一是数据缓冲寄存器，数据端口，用来存放与CPU进行传送的数据信息；另一个是供进行传送的数据信息；一个是供CPU查的设备状态寄存器，这个存器由多个标志位组成，其中最重要的设准备就绪入输出设备的准备就绪标志可以是同一位当要的是“外设备就绪”标志（输入或输出设的准备就绪标志可以不是同一位当得这标志后就进行判断定下一步是继续循环等待还进行得到这位标志后就进行判断，以定下一步是继续循环等待还是行I/O传。三．实现法（含实现思路、程序流图、实验电路图和程序列表等实验电路图10档来源为:从网络收集整理.版可辑

文档来源为从络收集整版可编辑欢下载支.将数据送入存器:CPU从锁存中读取数据：准备读取下个数据：四．实验结果分（过程分析：

含执行结果证、输出显信息、图形、调试过程中所遇的问题及处理在输入设备备好数据时出一个选通信号将数据通过线接收器74LS245入总线，然后过总线把数传送到锁存器（图中的U2时将D触发器U3:B的Q输出端置为（即灯READ_NEXT示接口中已经有数（即准备就绪要从外设输入数时，先执行输入指令读取状态字READ_NEXT=1执行输入指令从锁存器中读取据时把DE_C2D置为1示可以准备从设接收下一个据果READ_NEXT=0踏步等待，直至READ_NEXT=1为止。11档来源:网络收集整理版可编辑

五

结论

文档来源为从络收集整版可编辑欢下载支.通过本次实，我掌握了程序查询的基本思想以及工作流程通过仿真电路，虽然实中遇到问题，但在老师和同学的帮助下，最终是实现了程序查询方式的输接口和输出接口的工作流程仿真，完成了本次验。12档来源为:从网络收集整理.版可辑

文档来源为从络收集整版可编辑欢下载支.实验五微程设计验实验环境PC机＋2003＋proteus仿器

实验日期2015.12一实内1.了微程序执行过程2.设并实现指令的微程序执行过程3.分取指过与微地址的关系二理分或算分1、微程序的设计理论分析或算法析⑴微地址显示灯显示的是后续微地址，而26位示灯显示的当前微单元的二进制控制位。⑵微控制代码输出锁存器273(0-2)、175及后续微地址输出锁器M7~M2(74LS74)。⑶CK0、CK1、CK2、CK3为微控制器微码锁存输出控制位。⑷T2为后续微地址输出锁存控制位，在型机运行状态有效。⑸微控制程序存贮器6116)片端CS0、CS1、CS2、CS3受控于管理CPU(89C52)。⑹微控制程序存贮器6116)读写端OE、WE均控于管理CPU(89C52)。⑺SE5~SE0是指令译码输入端，通过译码器确定相应器指令的微代码入口地址。⑻片245在CPU管理下产生装载微代码程序所需的四路8位数据总线及低5地址线。⑼管理CPU(89C52)及大规模可编程逻器件MACH128N是统的指挥与控制中心。13档来源为:从网络收集整理.版可辑

文档来源为从络收集整版可编辑欢下载支.这种方式的特点微程序控制部件中的微地址中微地址产生线路主要是微地址计数器MPCMPC初值由微程序首址形成路根据指令操作码编码形成微序执行过程中该计数器量计数产生下一条微指地址这使得微指令格中可以不设下地址场短了微指令长度，使微程序控制部件结构较简单。微程序必须存放在控存若干连续单元。2）断定方式微程序控部件示意图微指令中设有“地址场指下条微指令的地址，这使一指令的微程序中的微指令在控存中一定要连续存放。在微程序执过程中。微程序控制部件中的微址形成电路直接接微指令下地址场信息来产生下微指令地址，微程序的首址也由微地址形成线路根指令操作码产生三、实方（

含实现思路、程序程图、实验电路图和源程列表等）将全部微程序微令格式变址的二进制代码表四实结果析（含行结果验证、输出示信息、图形、试过程中所遇的问及处理方法等）（一）验证了基要,实现了设并实现指令的微程序执行过、分析取指过程与微地址的关系的功.14档来源为:从网络收集整理.版可辑

文档来源为从络收集整版可编辑欢下载支.五．结论完成了本次实验求的设计并实现指令的微程序行过程、分析