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机器号___________________计算机组成原理
机器号___________________
计算机组成原理
专业班级:
计算机8班
姓名:
刘鑫伟
机器号:
59
学号:E-mail:
指导教师：
总成绩：
分步成绩：
出勤：
实验表现
实验报告：
实验三运算器及移位实验
一、实验目的
1、了解运算器模块如何连接以及数据通路；
2、通过实际设置控制信号、给出ALU的输入端数据、观察运算结果，领会课堂教学中关于ALU的功能特性；
3、认识一种较新的设计实现ALU功能的方法——用CPLD实现运算器。
4、掌握作为运算器核心器件的ALU，其输出连入数据总线前常见处理方法——COP2000实验仪中使用了三种输出结果数据的方法——直通输出D、左移输出L、右移输出R。
二、实验原理
COP2000模型机中的8位ALU由一片CPLD〔XC9572〕实现。有8种运算类型：加、减、与、或、进位加、进位减、A取反、A输出运算，通过控制信号S2、S1、S0来选择。运算数据由累加器A及存放器W给出，运算结果输出到D，L，R。具体结构如下列图。
ALU原理图
移位器由3个8位存放器组成，能实现直通、左移、右移。直通门D将运算器的结果不移位送总线，右移门R将运算器的结果右移一位送总线，左移门L将运算器的结果左移一位送总线。用控制信号CN决定运算器是否带进位移位。
三、实验内容
1、运算器实验
按照下表连线
连接
信号孔
接入
连接
信号孔
接入
1
J1座
J3座
5
AEN
K3
2
S0
K0
6
WEN
K4
3
S1
K1
7
CyIN
K5
4
S2
K2
8
ALUCK
CLOCK
注：CyIN为运算器进位输入。
〔1〕将运算数据输入A、W中
将XXH写入A存放器：
拨设置开关K23—K16，使其为A存放器要输入的数据：
K23
K22
K21
K20
K19
K18
K17
K16
0
1
0
0
0
1
0
0
置控制信号，使DBUS数据送入A存放器中：
K5〔CyIN〕
K4〔WEN〕
K3〔AEN〕
K2〔S2〕
K1〔S1〕
K0〔S0〕
X
1
0
X
X
X
按住CLOCK脉冲键，CLOCK由高变低，这时存放器A的黄色指示灯亮，表示选择存放器A。
放开CLOCK键，CLOCK由低变高，产生一个上升沿，数据XXH被写入存放器A。
将XXH写入W存放器
拨设置开关K23—K16，使其为A存放器要输入的数据：
K23
K22
K21
K20
K19
K18
K17
K16
0
0
1
0
0
0
1
0
置控制信号，使DBUS数据送入W存放器中：
K5〔CyIN〕
K4〔WEN〕
K3〔KAEN〕
K2〔S2〕
K1〔S1〕
K0〔S0〕
X
0
1
X
X
X
按住CLOCK脉冲键，CLOCK由高变低，这时存放器W的黄色指示灯亮，表示选择存放器W。
放开CLOCK键，CLOCK由低变高，产生一个上升沿，数据XXH被写入存放器W。
〔2〕置控制信号，填写运算结果。
K5〔CyIN〕
K2(S2)
K1(S1)
K0(S0)
结果〔直通门D〕
注释
0
0
0
0
66
加运算
0
0
0
1
22
减运算
0
0
1
0
66
或运算
0
0
1
1
00
与运算
1
1
0
0
67
带进位加运算
0
1
0
0
66
带进位加运算
1
1
0
1
21
带进位减运算
0
1
0
1
22
带进位减运算
0
1
1
0
BB
取反运算
0
1
1
1
44
输出A
2、移位实验
按照下表连线
连接
信号孔
接入
1
J1座谈
J3座
2
AEN
K0
3
CN
K1
4
CyIN
K2
5
S2
K3
6
S1
K4
7
S0
K5
8
ALUCK
CLOCK
注：CyIN为移位进位输入。
(1)将数据写入A存放器
K23
K22
K21
K20
K19
K18
K17
K16
0
1
0
0
0
1
0
0
置控制信号为：
K0〔AEN〕
K3〔S2〕
K4〔S1〕
K5〔S0〕
0
1
1
1
注：S21S1S0=111时，运算器输出为存放器A的内容。
(2)将A中数据进行三种方式操作，并写出结果
CN
CyIN
L
D
R
0
X
88
44
22
1
0
88
44
22
1
1
89
44
A2
实验四存储器实验
一、实验目的
1、掌握静态随机存储器的工作原理；
2、通过对6116SRAM芯片的实验体会存储芯片读写信号的作用；
3、了解COP2000实验仪中内存模块地址的两个来源，学会给出地址并按地址向相应的EM单元中写入数据的方法；
4、掌握
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