计算机组成原理实验报告

目录

实验一：

实验二：

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ps：老师给的实验指导书有好多错，这不搞人心态吗

ps：内容有错评论或者找我，

最后的讨论题，可以不看，我直接截取实验指导书，如果你有好的答案欢迎分享

实验一：

一、实验目的

1.掌握通用寄存器组的读、写方法。

2.掌握暂存器A、暂存器B的写入方法。

3.掌握模型机输入输出约定。

二、实验任务

1.给双端口寄存器堆RF中的几个寄存器分别写入数据：

寄存器R0=11H、寄存器R1=EEH、寄存器R2=33H、寄存器R3=CCH。

2.从双端口寄存器堆RF中分别读出寄存器R0、寄存器R1、寄存器R2、寄存器R3中的数据到暂存器A和B，验证写入的数据是否正确。

三、实验方式及硬件组成

   实验方式：独立

       实验电路：

 

四、实验连线

连接	信号孔	接入孔	作用	状态说明
1	RD1(SEL3	K6	选择送 ALU 的 A 端口的寄存器和被写入的寄存器。	R0:00 R1:01 R2:10 R3:11
2	RD0(SEL2)	K5
3	RS1(SEL1)	K2	选择送往 ALU 的 B 端口的寄存器	R0:00 R1:01 R2:10 R3:11
4	RS0(SEL0)	K1
5	ABUS	K7	=1 时，将运算结果送数据总线 DBUS， =0 时，禁止运算结果送数据总线 DBUS。	允许：0 禁止：1
6	SBUS	K3	=1 时，  将 SD7-SD0 送数据总线 DBUS， =0 时，禁止 SD7-SD0 送数据总线 DBUS。	允许：1 禁止：0
7	MBUS	K0	=1 时，将双端口 RAM 的左端口数据送到数据总线 DBUS	端口为1执行操作
8	DRW	K4	=1 时，在 T3 上升沿对 RD1 RD0 选中的寄存器进行写操作，将数据 总线 DBUS 上的数据 D7-D0 写入选定的寄存器。和读无关。	端口为1执行操作

五、实验内容及结果

1、寄存器组写入

1）寄存器R0写入11H：

操作模式	DP=X、SWC=1、SWB=0、SWA=0
电平开关	K7	K6	K5	K4	K3	K2	K1	K0	SD7-SD0
信号名称	ABUS	RD1	RD0	DRW	SBUS	RS1	RS0	MBUS
信号值		0	0	1	1				11H

 

2）寄存器R1写入EEH：

 

操作模式	DP=X、SWC=1、SWB=0、SWA=0
电平开关	K7	K6	K5	K4	K3	K2	K1	K0	SD7-SD0
信号名称	ABUS	RD1	RD0	DRW	SBUS	RS1	RS0	MBUS
信号值		0	1	1	1				EEH

 

3）寄存器R2写入33H：

操作模式	DP=X、SWC=1、SWB=0、SWA=0
电平开关	K7	K6	K5	K4	K3	K2	K1	K0	SD7-SD0
信号名称	ABUS	RD1	RD0	DRW	SBUS	RS1	RS0	MBUS
信号值		1	0	0	1				33H

4）寄存器R3写入CCH：

操作模式	DP=X、SWC=1、SWB=0、SWA=0
电平开关	K7	K6	K5	K4	K3	K2	K1	K0	SD7-SD0
信号名称	ABUS	RD1	RD0	DRW	SBUS	RS1	RS0	MBUS
信号值		1	1	1	1				CCH

 

2、寄存器组读出至暂存器A

1）寄存器R0读出至暂存器A：

操作模式	DP=1、SWC=0、SWB=1、SWA=1
电平开关	K7	K6	K5	K4	K3	K2	K1	K0	SD7-SD0
信号名称	ABUS	RD1	RD0	DRW	SBUS	RS1	RS0	MBUS
信号值		0	0	X	1				11H

2）寄存器R1读出至暂存器A：

操作模式	DP=1、SWC=0、SWB=1、SWA=1
电平开关	K7	K6	K5	K4	K3	K2	K1	K0	SD7-SD0
信号名称	ABUS	RD1	RD0	DRW	SBUS	RS1	RS0	MBUS
信号值		0	1	X	1				EEH

3）寄存器R2读出至暂存器A：

操作模式	DP=1、SWC=0、SWB=1、SWA=1
电平开关	K7	K6	K5	K4	K3	K2	K1	K0	SD7-SD0
信号名称	ABUS	RD1	RD0	DRW	SBUS	RS1	RS0	MBUS
信号值	0	1	0	X	1	0	0	0	33H

 

4）寄存器R3读出至暂存器A：

操作模式	DP=1、SWC=0、SWB=1、SWA=1
电平开关	K7	K6	K5	K4	K3	K2	K1	K0	SD7-SD0
信号名称	ABUS	RD1	RD0	DRW	SBUS	RS1	RS0	MBUS
信号值		1	1	X	1				CCH

 

3、寄存器组读出至暂存器B

1）寄存器R0读出至暂存器B：

操作模式	DP=1、SWC=0、SWB=1、SWA=1
电平开关	K7	K6	K5	K4	K3	K2	K1	K0	SD7-SD0
信号名称	ABUS	RD1	RD0	DRW	SBUS	RS1	RS0	MBUS
信号值				X	1	0	0		11H

   2）寄存器R1读出至暂存器B：

操作模式	DP=1、SWC=0、SWB=1、SWA=1
电平开关	K7	K6	K5	K4	K3	K2	K1	K0	SD7-SD0
信号名称	ABUS	RD1	RD0	DRW	SBUS	RS1	RS0	MBUS
信号值				X	1	0	1		EEH

3）寄存器R2读出至暂存器B：

操作模式	DP=1、SWC=0、SWB=1、SWA=1
电平开关	K7	K6	K5	K4	K3	K2	K1	K0	SD7-SD0
信号名称	ABUS	RD1	RD0	DRW	SBUS	RS1	RS0	MBUS
信号值				X	1	1	0		33H

4）寄存器R3读出至暂存器B：

操作模式	DP=1、SWC=0、SWB=1、SWA=1
电平开关	K7	K6	K5	K4	K3	K2	K1	K0	SD7-SD0
信号名称	ABUS	RD1	RD0	DRW	SBUS	RS1	RS0	MBUS
信号值				X	1	1	1		CCH

 

 

六、实验讨论

   为什么RD1RD0同时作为寄存器组的输入选号又作为暂存器A的4选1输入信号？

 

根据信号 RD1、RD0 的值，4 选 1 选择器 A 从 4 个寄存器中选择 1 个寄存器送往 ALU 的 A 端 口。2-4 译码器对信号 RD1、RD0 进行译码，产生信号 LR0、LR1、 LR2、LR3，任何时刻这 4 个信号中只有一个为 1，其它信号为 0。LR3-LR0 指示 出被写的寄存器。当 DRW 信号为 1 时，如果 LR0 为 1，则在 T3 的上升沿，将数 据总线 DBUS 上的数写入 R0 寄存器、当 DRW 信号为 1 时，如果 LR1 为 1，则在 T3 的上升沿，将数据总线 DBUS 上的数写入 R1 寄存器、当 DRW 信号为 1 时，如果 LR2 为 1，则在 T3 的上升沿，将数据总线 DBUS 上的数写入 R2 寄存器、当 DRW 信 号为 1 时，如果 LR3 为 1，则在 T3 的上升沿，将数据总线 DBUS 上的数写入 R3 寄存器。当 DRW=0 时，禁止写寄存器的操作。

 

实验二：

一、实验目的

1. 掌握模型运算器的组成及控制方法。

2. 掌握ALU的算数运算功能、逻辑运算功能和传送功能。

3、掌握状态条件寄存器中零标记位Z和进位标记位Y的含义

二、实验要求

1. 利用实验仪的数据开关SD7~SD0作为DBUS 数据，其它开关作为控制信号，将数据写入通用寄存器，并用开关控制ALU的运算方式，实现验证运算器的算术运算功能、逻辑运算功能及直送功能，并将结果送数据总线。

2．通过运算器的运算将状态条件零标记位Z和进位标记位Y置位和复位。

三、实验方式及硬件组成

   实验方式：独立

       实验电路：

 

四、实验连线

连接	信号孔	接入孔	作用	状态说明
1	S3-S0	K14~K11	控制 74LS181 的运算类型
2	CIN	K10	低位 74LS181 的进位输入	0 进位 1不进位
3	RD1、RD0	K6、K5	选择送 ALU 的 A 端口的寄存器(SEL3、SEL2)	00 R0 01 R1 10 R2 11 R3
4	RS1、RS0	K2、K1	选择送 ALU 的 B 端口的寄存器(SEL1、SEL0)	00 R0 01 R1 10 R2 11 R3
5	DRW	K4	在 T3 上升沿对 RD1、RD0 选中的寄存器进行写操 作，将数据总线 DBUS 上的数 D7-D0 写入选定的寄存器	端口为1 执行操作
6	SBUS	K3	控制是否将SD7-SD0送数据总线DBUS	1允许；0 禁止
7	ABUS	K9	控制运算结果是否送入总线DBUS	0 允许；1禁止
8	M	K15	运算模式	0 算术运算 1 逻辑运算
9	LDZ	K7	如果运算结果为 0，在 T3 的上升沿，将 1 写入到 Z 标志寄存器；如果运算结果不为 0，将 0 保存到 Z 标志 寄存器。	端口为1 执行操作
10	LDC	K8	在 T3 的上升沿将运算得到的进位保存到 C 标志 寄存器。	端口为1 执行操作
11	A7-A0		送往 ALU 的 A 端口的数
12	B7-B0		送往 ALU 的 B 端口的数
13	D7-D0		数据总线 DBUS 上的 8 位数
14	C		进位标志
15	Z		结果为 0 标志
16	MBUS	K0	将双端口的RAM的左端口数据送到数据总线	端口为1 执行操作

 

五、实验内容及结果

1、寄存器R0=55H，R1=AAH，完成R0加R1，R0减R1，RO与R1

   1）寄存器R0写入55H

操作模式	DP=1、SWC=1、 SWB=0、SWA=1
电平开关	K15	K14	K13	K12	K11	K10	K9	K8
信号名称	M	S3	S2	S1	S0	CIN	ABUS	LDC	SD7-SD0	D7-D0
信号值									55H	55H

 

操作模式	DP=1、SWC=1、 SWB=0、SWA=1
电平开关	K7	K6	K5	K4	K3	K2	K1	K0
信号名称	LDZ	RD1	RD0	DRW	SBUS	RS1	RS0	MBUS	A7-A0	B7-B0
信号值				1	1

 

2）寄存器R1写入AAH：

操作模式	DP=1、SWC=1、 SWB=0、SWA=1
电平开关	K15	K14	K13	K12	K11	K10	K9	K8
信号名称	M	S3	S2	S1	S0	CIN	ABUS	LDC	SD7-SD0	D7-D0
信号值									AAH	AAH

   

操作模式	DP=1、SWC=1、 SWB=0、SWA=1
电平开关	K7	K6	K5	K4	K3	K2	K1	K0
信号名称	LDZ	RD1	RD0	DRW	SBUS	RS1	RS0	MBUS	A7-A0	B7-B0
信号值			1	1	1				55H	55H

 

 

 

 

3）R0加R1

操作模式	DP=1、SWC=1、 SWB=0、SWA=1
电平开关	K15	K14	K13	K12	K11	K10	K9	K8
信号名称	M	S3	S2	S1	S0	CIN	ABUS	LDC	SD7-SD0	D7-D0
信号值		1			1	1	1	1		FFH

   

操作模式	DP=1、SWC=1、 SWB=0、SWA=1
电平开关	K7	K6	K5	K4	K3	K2	K1	K0
信号名称	LDZ	RD1	RD0	DRW	SBUS	RS1	RS0	MBUS	A7-A0	B7-B0
信号值	1	0	0			0	1		55H	AAH

 

4）R0减R1

操作模式	DP=1、SWC=1、 SWB=0、SWA=1
电平开关	K15	K14	K13	K12	K11	K10	K9	K8
信号名称	M	S3	S2	S1	S0	CIN	ABUS	LDC	SD7-SD0	D7-D0
信号值			1	1		0	1	1		ABH

   

操作模式	DP=1、SWC=1、 SWB=0、SWA=1
电平开关	K7	K6	K5	K4	K3	K2	K1	K0
信号名称	LDZ	RD1	RD0	DRW	SBUS	RS1	RS0	MBUS	A7-A0	B7-B0
信号值	1	0	0			0	1		55H	AAH

 

5）R0与R1

 

操作模式	DP=1、SWC=1、 SWB=0、SWA=1
电平开关	K15	K14	K13	K12	K11	K10	K9	K8
信号名称	M	S3	S2	S1	S0	CIN	ABUS	LDC	SD7-SD0	D7-D0
信号值		1		1	1	0	1	1		00H

   

 

操作模式	DP=1、SWC=1、 SWB=0、SWA=1
电平开关	K7	K6	K5	K4	K3	K2	K1	K0
信号名称	LDZ	RD1	RD0	DRW	SBUS	RS1	RS0LDC	SD7-SD0	D7-D0
信号值		1		1	1	0	1	1		00H

   

 

操作模式	DP=1、SWC=1、 SWB=0、SWA=1
电平开关	K7	K6	K5	K4	K3	K2	K1	K0
信号名称	LDZ	RD1	RD0	DRW	SBUS	RS1	RS0	MBUS	A7-A0	B7-B0
信号值	1	0	0			0	1		55H	AAH

 

2、寄存器R2=80H，R3=80H，完成R2加R3，R2减R3，R2或R3

   1）寄存器R2写入80H

 

操作模式	DP=1、SWC=1、 SWB=0、SWA=1
电平开关	K15	K14	K13	K12	K11	K10	K9	K8
信号名称	M	S3	S2	S1	S0	CIN	ABUS	LDC	SD7-SD0	D7-D0
信号值