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上海建桥学院本科实验报告课程名称:计算机组成原理学号:姓名:专业:班级:指导教师:课内实验目录及成绩序号实验名称页码成绩1八位算术逻辑运算12静态随机存取存储器实验63数据通路114微程序控制器的实现16总成绩信息技术学院2014年03月20日上海建桥学院实验报告课程名称:计算机组成原理实验类型:验证型实验项目名称:八位算术逻辑运算实验地点:实验日期:年月日一、实验目的和要求1、掌握运算器的基本组成结构;2、掌握运算器的工作原理。二、实验原理和内容实验采用的运算器数据通路如图1-1所示,ALU逻辑功能表如表1-1所示。图1-1运算器原理图ALU部件由一片CPLD实现,内部含有三个独立的运算部件,分别为算术、逻辑和移位运算部件。输入数据IN[7..0](由插座JP22引出)通过拨动开关sK7..sK0产生(开关由插座JP97引出)。数据存于暂存器A或暂存器B中(暂存器A和B的数据可在LED灯上实时显示),三个部件可同时接受来自暂存器A和B的数据。各部件对操作数进行何种运算由控制信号S3…_I来决定(S3…_I由插座JP19引出),可通过拨动开关sK23..sK20和sK12设置(开关由插座JP89、JP19引出)。运算结果由三选一多路开关选择,任何时候,多路开关只选择三个部件中的一个部件的运算结果作为ALU的输出。ALU的输出ALU_D7..ALU_D0通过三态门74LS245送至CPU内部数据总线(iDBus)上(由插座JP25引出),并通过扩展区单元的的二位数码管和DS94..DS101LED灯显示(LED灯由插座JP62引出)。如果运算影响进位标志FC、零标志FZ、正负标志FS,则在T3状态的下降沿,相应状态分别锁存到FC、FZ、FS触发器中,实验仪设有LED灯显示各标志位状态。操作控制信号wA(允许写暂存器A)、wB(允许写暂存器B)、rALU(允许ALU结果输出到内部数据总线(iDBus)上)由JP19引出,都为低电平有效,实验时可通过连接开关sK15..sK13设置(开关由插座JP92引出)。实验所需的时序信号T1、T2、T3,以及复位信号nRST均已与控制台(CON)相连。表1-_I功能逻辑运算00000F=A(直通)1F=B(直通)0001XF=A+B(或)(FZ)0010XF=A*B(与)(FZ)0011XF=A⊕B(异或)(FZ)0100XF=/A(取反)(FZ)移位运算01010F=A不带进位循环右移移位位数由暂存器B的低3位决定(FZ)1F=A算术右移一位(FZ)01100F=A逻辑右移一位(FZ)1F=A带进位循环右移一位(FC,FZ)01110F=A逻辑左移一位(FZ)1F=A带进位循环左移一位(FC,FZ)算术运算10000F=A+B(FC,FZ,FS)1F=A+B+FC(FC,FZ,FS)10010F=A-B(FC,FZ,FS)1F=A-B-FC(FC,FZ,FS)10100F=A+1(FZ)1F=NEGA(取补)(FZ)1011XF=A-1(FZ)_I(FC)_I(EI)1110(保留)1111(保留)*表中:功能栏内的FC、FZ、FS表示当前运算会影响到该标志(状态信息显示发生在T3下降沿);EI为允许中断标志;‘X’表示任意态,下同。实验要求完成:1、在暂存器A中设置操作数A=65H;在暂存器B中设置操作数B=A7H。2、通过对ALU操作控制码S3、S2、S1、的设置,完成两操作数的算术、逻辑和移位运算,并将运算结果填入表1-2中。最后将运算结果同实验台ALU逻辑功能表(表1-1)对比分析,判断运算结果是否正确。3、改变A、B的值,验证FC、FZ和FS的锁存功能。将结果填入表1-3中。三、主要仪器设备STARCOP2018实验仪一套四、实验步骤1、实验接线(1)关闭实验台电源。(2)完成如下实验电路连线,并检查无误。ALU单元:S3..S0(JP18)——开关区单元:K23..K20(JP89)ALU单元:wA、wB、_I(JP19)——开关区单元:K15..K12(JP92)ALU单元:IN7..IN0(JP22)——开关区单元:K7..K0(JP97)ALU单元:ALU_D7..ALU_D0(JP25)——扩展区单元:7..0(JP62)2、实验操作(1)打开实验仪电源,完成初始化①按CON单元的nRST键,将ALU的暂存器A和B,以及FC、FZ、FS清零。②按CON单元的EXEC键,置实验仪为运行状态,此时按键上方的DS111LED指示灯亮。③按ALU单元的Select键,直至DS77LED指示灯亮,此时R_7..R_0LED指示灯显示的是暂存器B的内容。(2)拨动开关,向暂存器A输入数据①拨动开关区单元的sK7..sK0开关,形成二进制数01100101,此时开关相应的DS129..

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