计算机组成原理实验(实验箱).doc
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1. A，W寄存器实验实验要求：利用CPTH 实验仪上的K16..K23 开关做为DBUS 的数据，其它开关做为控制信号，将数据写入寄存器，这些寄存器包括累加器A，工作寄存器W，数据寄存器组R0..R3，地址寄存器MAR，堆栈寄存器ST，输出寄存器OUT。 实验目的：了解模型机中各种寄存器结构、工作原理及其控制方法。 实验电路：寄存器的作用是用于保存数据的，因为我们的模型机是8位的，因此在本模型机中大部寄存器是8 位的，标志位寄存器(Cy, Z)是二位的。
CPTH 用74HC574 来构成寄存器。74HC574 的功能如下：
1. 在CLK的上升沿将输入端的数据打入到8 个触发器中2. 当OC = 1 时触发器的输出被关闭，当OC=0 时触发器的输出数据
74HC574工作波形图
寄存器A原理图
寄存器W 原理图
寄存器A，W 写工作波形图连接线表：
系统清零和手动状态设定：K23-K16开关置零，按[RST]钮，按[TV/ME]键三次，进入"Hand"手动状态。在后面实验中实验模式为手动的操作方法不再详述．
将55H写入A寄存器二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据55H
置控制信号为：
按住STEP脉冲键，CK由高变低，这时寄存器A的黄色选择指示灯亮，表明选择A寄存器。放开STEP键，CK由低变高，产生一个上升沿，数据55H被写入A寄存器。
将66H写入W寄存器
二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据66H
置控制信号为：
按住STEP脉冲键，CK由高变低，这时寄存器W 的黄色选择指示灯亮，表明选择W寄存器。放开STEP 键，CK 由低变高，产生一个上升沿，数据66H 被写入W 寄存器。
注意观察： １．数据是在放开STEP键后改变的，也就是CK的上升沿数据被打入。 ２．WEN，AEN为高时，即使CK有上升沿，寄存器的数据也不会改变。
2. 运算器实验
实验要求：利用CPTH 实验仪的K16..K23 开关做为DBUS 数据，其它开关做为控制信号，将数据写累加器A和工作寄存器W，并用开关控制ALU的运算方式，实现运算器的功能。实验目的：了解模型机中算术、逻辑运算单元的控制方法。实验电路：CPTH 中的运算器由一片CPLD实现，有8 种运算，通过S2，S1，S0 来选择，运算数据由寄存器A及寄存器W 给出，运算结果输出到直通门D。
连接线表
将55H写入A寄存器
二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据55H
置控制信号为： 按住STEP脉冲键，CK由高变低，这时寄存器A的黄色选择指示灯亮，表明选择A寄存器。放开STEP键，CK由低变高，产生一个上升沿，数据55H被写入A寄存器。
将33H写入W寄存器
二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据33H
置控制信号为：
按住STEP脉冲键，CK由高变低，这时寄存器W 的黄色选择指示灯亮，表明选择W寄存器。放开STEP 键，CK 由低变高，产生一个上升沿，数据33H 被写入W 寄存器。
置下表的控制信号，检验运算器的运算结果
注意观察： 运算器在加上控制信号及数据(A,W)后，立刻给出结果，不须时钟。
3. 数据输出实验/移位门实验
实验要求：利用CPTH 实验仪的开关做为控制信号，将指定寄存器的内容读到数据总线DBUS上。实验目的：1、了解模型机中多寄存器接数据总线的实现原理。 2、了解运算器中移位功能的实现方法。实验电路：CPTH 中有7 个寄存器可以向数据总线输出数据，但在某一特定时刻只能有一个寄存器输出数据，由X2，X1，X0决定那一个寄存器输出数据。
数据输出选择器原理图 连接线表
置下表的控制信号，检验输出结果
4. 数据运算实验(加/减/与/或)1．在CPTH 软件中的源程序窗口输入下列程序 2．将程序另存为EX2.ASM，将程序汇编成机器码，调试窗口会显示出程序地址、机器码、反汇编指令。
3．按快捷图标的F7，执行“单微指令运行”功能，观察执行每条微指令时，寄存器的输入/输出状态，各控制信号的状态，PC及uPC如何工作。(见“EX2.ASM程序跟踪结果”详细介绍)4．在了解数据运算的原理，可以加上一些数据传输指令给累加器A或寄存器R?赋值，再运算，并观察运算结果。EX2.ASM程序跟踪结果
程序的开始执行一条取指的微指
