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DJ-CPTH

计算机组成原理实验系统

实验指导

阜阳师范学院计算机与信息学院

2008年3月

目录

目录.

实验一认识实验装置.

实验二寄存器实验.

实验三运算器实验.

实验四数据输出和移位实验.

实验五存储器实验.

实验六uPC和PC实验.

实验七微程序存储器uM实验

实验八模型机综合实验一.

实验九模型机综合实验二.

实验十微程序设计实验.

实验十一扩展实验.

附录1：CPTH集成开发环境使用

附录2：指令/微指令表(insfile1.mic).

附录3：实验用芯片介绍.

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实验一认识实验装置

实验目的：了解实验仪的特点及组成；掌握实验仪键盘的使用。

实验器材：DJ-CPTH实验仪

实验要求：

1、认真填写预习报告，包括对实验仪器组成的理解、实验操作步骤等。

2、实验之后写出实验报告，包括实验过程中遇到的问题，解决方法，实验后的心得体会及对

该次实验的建议与意见。

实验原理及步骤：

一、DJ-CPTH特点

1、采用总线结构

总线结构的计算机具有结构清晰，扩展方便等优点。DJ-CPTH实验系统使用三组总线即地

址总线ABUS、数据总线DBUS、指令总线IBUS和控制信号，CPU、主存、外设和管理单片机

等部件之间通过外部数据总线传输，CPU内部则通过内部数据总线传输信息。各部件之间，通

过三态缓冲器作接口连接，这样一方面增强总线驱动能力，另一方面在模型机停机时，三态门输

出浮空，能保证不管模型机的CPU工作是否正常，管理单片机总能读/写主存或控存。

2、计算机功能模块化设计

DJ-CPTH为实验者提供运算器模块ALU，众多寄存器模块（A，W，IA，ST，MAR，R0„

R3等），程序计数器模块PC，指令部件模块IR，主存模块EM，微程序控制模块〈控存〉uM，

微地址计数器模块UPC，组合逻辑控制模块及I/O等控制模块。各模块间的电源线、地线、地址

总线和数据总线等已分别连通，模块内各芯片间数据通路也已连好，各模块的控制信号及必要的

输出信号已被引出到主板插孔，供实验者按自己的设计进行连接。

3、智能化控制

系统在单片机监控下，管理模型机运行和读写，当模型机停机时，实验者可通过系统键盘，

读写主存或控存指定单元的内容，使模型机实现在线开发。模型机运行时，系统提供单步一条微

指令（微单步）、单步一条机器指令（程单步），连续运行程序及无限止暂停等调试手段，能动态

跟踪数据，流向、捕捉各种控制信息，实时反映模型机现场，使实验者及时了解程序和微程序设

计的正确性，便以修改。

4、提供两种实验模式

①手动运行“Hand„„”：通过拨动开关和发光二极管二进制电平显示，支持最底层的手动

操作方式的输入/输出和机器调试。

②自动运行：通过系统键盘及液晶显示器或PC机，直接接输入或编译装载用户程序机器码

程序和微程序，实现微程序控制运行，运用多种调试手段运行用户程序，使实验者对计算机组

成原理一目了然。

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5、开放性设计

运算器采用了EDA技术设计，随机出厂时，已提供一套已装载的方案，能进行加、减、与、

或、带进位加、带进位减、取反、直通八种运算方式，若用户不满意该套方案，可自行重新设计

并通过JTAG口下载。逻辑控制器由CPLD实现，也可进行重新设计并通过JTAG口下载。用户

还可以设计自己的指令/微指令系统。系统中已带三套指令/微程序系统，用户可参照来设计新的

指令/微程序系统。