《计算机组成原理》实验教学教案选编.doc

实验一 运算器实验 一、实验目的： （1）结合学过的有关运算器的基本知识，掌握运算器的基本组成、工作原理。特别是了解算术逻辑运算单元ALU的工作原理； （2）验证多功能算术单元74181、74182的运算功能； （3）熟悉掌握本实验中运算器的数据传输通路。 二、实验要求 （1）预习74181、74182的工作原理及逻辑关系； （2）测量数据要求准确； （3）写出实验报告。 三、实验内容 1、实验原理 实验中的运算器由两片74LS181以并/串形成8位字长的ALU构成。运算器的输出经过一个三态门74LS245到ALUO1插座，实验时用8芯排线和内部数据总线BUSD0~D7插座BUS1~6中的任一个相连，内部数据总线通过LZD0~LZD7显示灯显示；运算器的两个数据输入端分别由二个锁存器74LS273锁存，两个锁存器的输入并联后连至插座ALUBUS，实验时通过8芯排线连至外部数据总线EXD0~D7插座EXJ1~EXJ3中的任一个；参与运算的数据来自于8位数据开关KD0~KD7，并经过一三态门74LS245直接连至外部数据总线EXD0~EXD7，通过数据开关输入的数据由LD0~LD7显示。 算术逻辑运算功能发生器74LS181的功能控制信号S3、S2、S1、S0、CN、M并行相连后连至SJ2插座，实验时通过6芯排线连至6位功能开关插座UJ2，以手动方式用二进制开关S3、S2、S0、CN、M来模拟74LS181的功能控制信号S3、S2、S1、S0、CN、M；其他电平控制信号也由二进制开关来模拟。 2、实验接线 本实验主要用到4个主要模块： 低8位运算器模块； 数据输入并显示模块； 数据总线显示模块； 功能开关模块。 根据实验原理详细接线如下： （1）ALUBUS连EXJ3； （2）ALUO1连BUS1； （3）SJ2连UJ2； （4）跳线器J23上T4连SD； （5）LDDR1、LDDR2、ALUB、SWB四个跳线器拨在左边（手动方式）； （6）AR跳线器拨在左边，同时开关AR拨在1电平。 3、实验步骤 （1）连接线路，仔细查线无误后，接通电源。 （2）用二进制数码开关KD0～KD7向DR1和DR2寄存器置数。方法：关闭ALU输出三态门（ALUB`=1），开启输入三态门（SWB`=0），输入脉冲T4按手动脉冲发生按钮产生。 （3）检验DR1和DR2中存入的数据是否正确，利用算术逻辑运算功能发生器 74LS181的逻辑功能，即M=1。具体操作为：关闭数据输入三态门SWB＝1???打开ALU输出三态门ALUB＝0，当置S3、S2、S1、S0、M为1 1 1 1 1时，总线指示灯显示DR1中的数，而置成1 0 1 0 1时总线指示灯显示DR2中的数。 （4）验证74LS181算术运算和逻辑运算功能的内容（采用正逻辑）。 实验二 半导体存储器实验 一、实验目的 （1）掌握静态随机存储器的工作原理与连接方法； （2）掌握半导体存储器如何存储数据和读取数据。 二、实验要求 （1）熟悉静态RAM芯片容量及位数； （2）掌握半导体存储器的组织方法； （3）测量数据要求准确； （4）写出实验报告。 三、实验内容 1、实验原理 主存储器单元电路主要用于存放实验机的机器指令，它的数据总线挂在外部数据总线EXD0～EXD7上；它的地址总线由地址寄存器单元电路中的地址寄存器74LS273给出，地址值由8个LED灯LAD0～LAD7显示，高电平亮，低电平灭；在手动方式下，输入数据由8位数据开关KD0～KD7提供，并经一三态门74LS245连至外部数据总线EXD0～EXD7，实验时将外部数据总线EXD0～EXD7用8芯排线连到内部数据总线BUSD0～BUSD7，分时给出地址和数据。它的读信号直接接地；它的写信号和片选信号由写入方式确定。该存储器中机器指令的读写分手动和自动两种方式。手动方式下，写信号由W/R`提供，片选信号由CE`提供；自动方式下，写信号由控制CPU的P1.2提供，片选信号由控制CPU的P1.1提供。 由于地址寄存器为8位，故接入6264的地址为A0～A7，而高4位A8～A12接地，所以其实际使用容量为256字节。6264有四个控制线：CS1第一片选线、CS2第二片选线、OE读线、WE写线。CS1片选线由CE`控制（对应开关CE）、OE读线直接接地、WE写线由W/R`控制（对应开关WE）、CS2直接接+5V。 信号线LDAR由开关LDAR提供，手动方式实验时，跳线器LDAR拨在左边，脉冲信号T3由实验机上时序电路模块TS3提供，实验时只需将J22跳线器连上即可，T3的脉冲宽度可调。 2、实验接线 （1）MBUS连BUS2； （2）EXJ1连BUS3； （3）跳线器J22的T3连TS3；