计算机原理分解实验.doc

《计算机组成原理》分解实验 分解实验是为原理实验中的整机实验而进行的准备工作， 从逻辑功能上讲每个实验都可以是与整机实验有关的一部分，各分解实验都能构成一个独立的逻辑功能，每个实验的逻辑规模都可以控制在实验台的限制之内。学生通过这些分解实验可以掌握计算机各个组成部分的工作原理，积累一些实验经验和技巧，同时熟悉一些中、小规模器件的使用方法和性能，提高逻辑设计的能力。这样在进行逻辑规模较大的整机实验时，学生们就不会感到束手无策。 TEC-5实验箱 数字逻辑和数字系统实验区简介 这部分为用户提供了通用的数字逻辑和数字系统实验平台。它主要包括下列部分：实验台左半部的10个双列直插插座，ISP1032在系统编程芯片及下载插座，6个数码管及其驱动电路，12个数据指示灯，小喇叭及其驱动电路，16个电平拨动开关，2个单脉冲按钮。 10个双列直插插座 这一部分在实验台的左上部，实验时用于插中、小规模数字逻辑器件。 注意：插座的电源和地都没有连接。 ispLSI1032(分解实验中用不到) 它位于实验台的左下部，用于设计并实现复杂的数字逻辑或数字系统电路。它有1个下载插座，下载时下载电缆的一端插在下载插座上，另一端插在PC机并行口上，下载电缆将PC机和ispLSI1032连在一起。在PC机上运行ispEXPERT工具软件，输入数字逻辑或数字系统的设计方案，进行编译、连接和适配，然后下载到ispLSI1032中去，就构成了1个新的能实现设计功能的器件。数字逻辑和数字系统中的综合实验，就是用ispLSI1032实现的。 六个数码管及其驱动电路 为了能做较复杂的实验，比如电子时钟和数字频率计等实验，实验台上安装了6个共阳极数码管。六个数码管位于实验台的上部中间。右边5个数码管各由一片BCD七段译码器/驱动器74LS47驱动。只需在各数码管的4个输入插孔（D为最高位，A为最低位）接入BCD码，数码管就显示出相应数字。当测试端Test接低电平时，这5个数码管都将显示“8”，小数点也同时点亮。最左边的一个数码管由1片74LS240驱动，可按段进行控制。它的控制端为a、b、c、d、e、f、g、h。当控制端接高电平时，则相应的发光二极管段点亮；当控制端接低电平时，相应的发光二极管熄灭。 4．小喇叭及驱动电路 这部分由可控振荡电路，喇叭及其驱动电路组成。电路如图1.4所示。 图1.4 小喇叭及驱动电路 当DZ1用短路片短路时，它是一个可控声源，可做报警或者报时使用。如果“控制”插孔接高电平，则振荡电路输出频率为2KHz左右的方波，驱动喇叭鸣叫。当控制插孔接为低电平时，振荡电路输出低电平，喇叭不鸣叫。 当短路子DZ1开路时，可从“输入”插孔向喇叭的驱动三极管基极送控制信号。直接控制喇叭按希望的频率变化发声，做音乐实验用。 5．单脉冲按钮 计算机组成原理实验中使用的启动按钮QD和复位按钮CLR#，在数字逻辑和数字系统实验中作为单脉冲按钮使用。每个按钮按下后都能输出1个正脉冲和1个负脉冲。不过由于在计算机组成原理中，QD按钮使用的是正脉冲，CLR#按钮使用的是负脉冲，因此在数字逻辑和数字系统实验中，最好使用QD按钮产生的负脉冲和CLR#按钮产生的正脉冲。 6．电平开关K0-K15 在计算机组成原理实验中使用的模拟数据通路控制信号开关K15-K0在数字逻辑和数字系统实验中作为普通的电平开关使用。 7．12个发光二极管 12个发光二极管位于TEC-5的下部中间位置，用于指示信号的高低电平，信号输入孔L0—L11接入高电平时，相应的二极管点亮，信号输入孔L0—L11接入低电平时，相应的二极管熄灭。 实验一 基本逻辑门逻辑实验 实验目的 掌握TTL与非门、与或非门和异或门输入与输出之间的逻辑关系。 熟悉TTL中、小规模集成电路的外型、管脚和使用方法。 实验所用器件和仪表 二输入四异或门 74LS86 1片 三态输出四总线缓冲门74LS125 1片 四位二进制计数器 74LS161 1片 3-8译码器 74LS138 1片 实验内容 测试74LS86、125、138、161集成电路模块，分析其输入和输出之间的逻辑关系。 实验提示 1．将被测器件插入实验台上相应的插座中。 2．将器件的gnd（地）与实验台的“地（GND）”连接，将器件的vcc（高电平）与实验台的+5V连接。 3．用实验台的电平开关输出作为被测器件的输入。拨动开关，则改变器件的输入电平。 4．将被测器件的输出引脚与实验台上的电平指示灯连接。指示灯亮表示输出电平为1，指示灯灭表示输出电平为0。 例子：实验接线图及实验结果（真值表及语言描述） 74LS86中包含4个异或门，下面各画出测试第一个逻辑门逻辑关系的接