廣工計(jì)組實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱 計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn) 學(xué) 院 計(jì)算機(jī)學(xué)院 專業(yè)班級 學(xué) 號 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 2015 年 06 月 20 日 計(jì)算機(jī) 學(xué)院 ( 學(xué)號： 姓名 教師評定 實(shí)驗(yàn)題目 基礎(chǔ)匯編語言程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)一：基礎(chǔ)匯編語言程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模海?）學(xué)習(xí)和了解TEC-XP+教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)監(jiān)控命令的用法；（2）學(xué)習(xí)和了解TEC-XP+教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的指令系統(tǒng)；（3）學(xué)習(xí)簡單的TEC-XP+教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)匯編語言程序。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器材：TEC-XP+教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),仿真終端軟件。三、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、 學(xué)習(xí)聯(lián)機(jī)使用TEC-XP+教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和仿真終端軟件PCEC;2、 學(xué)習(xí)使用WI

2、NDOWS界面的串口通訊軟件；3、 使用監(jiān)控程序的R命令顯示/修改寄存器內(nèi)容、D命令顯示存儲器內(nèi)容、E命令修改存儲器內(nèi)容；4、 使用A命令編寫一小段匯編程序，U命令反匯編剛輸入的程序，用G命令連續(xù)運(yùn)行改程序，用T、P命令單步運(yùn)行并觀察程序單步執(zhí)行的情況。四、 實(shí)驗(yàn)步驟：一、實(shí)驗(yàn)具體操作步驟：1、 準(zhǔn)備一臺串口工作良好的PC機(jī)；2、 將TEC-XP放在實(shí)驗(yàn)臺上，打開實(shí)驗(yàn)箱的蓋子，確定電源處于斷開狀態(tài)；3、 將黑色電源線一端接220V交流電源，另一端插在TEC-XP試驗(yàn)箱電源插座上；4、 取出通訊線，將通信線的9芯插頭接在試驗(yàn)箱的串口“COM1”或“COM2”上，另一端接到PC機(jī)的串口上；5、 將

3、TEC-XP實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)左下方的6個(gè)黑色控制器開關(guān)置為001100，控制開關(guān)的功能在開關(guān)上、下方有標(biāo)識；開關(guān)撥向上方表示“1”，撥向下方表示“0”，“x”表示任意，其他實(shí)驗(yàn)相同；6、 打開電源，船形開關(guān)和5v電源指示燈亮。7、 在PC機(jī)上運(yùn)行PCEC16.EXE文件，直接回車。8、 按一下“RESET”按鍵，再按一下“START”按鍵在主機(jī)上顯示： TEC2000 CRT MONITORVersion 1.0 April 2001Computer Architectur Lab,Tsinghua UniversityProgrammed by He Jia>二、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)： 幾種常見的工作

4、方式（開關(guān)撥到上方表示為1，撥到下方為0）工作方式5個(gè)撥動開關(guān)連續(xù)運(yùn)行程序、組合邏輯控制器、聯(lián)機(jī)、16位機(jī)00110連續(xù)運(yùn)行程序、微程序控制器、聯(lián)機(jī)、16位機(jī)00010單步、手動置指令、組合邏輯控制器、聯(lián)機(jī)、16位機(jī)11110單步、手動置指令、微程序控制器、聯(lián)機(jī)、16位機(jī)1101016位機(jī)、脫機(jī)運(yùn)算器實(shí)驗(yàn)1XX00三、仿真終端軟件的操作成功運(yùn)行PCEC16.EXE的界面四、實(shí)驗(yàn)示例：1.用R命令查看寄存器內(nèi)容或修改寄存器的內(nèi)容 1）在命令行提示符狀態(tài)下輸入： R ；顯示寄存器的內(nèi)容 注：寄存器的內(nèi)容在運(yùn)行程序或執(zhí)行命令后會發(fā)生變化。 2）在命令行提示符狀態(tài)下輸入： R R0 :修改寄存器R0的

5、內(nèi)容，被修改的寄存器與所賦值之間可以無空格，也可由一個(gè)或數(shù)個(gè)空格 主機(jī)顯示： 寄存器原值：_ 在該提示符下輸入新的值0036 再用R命令顯示寄存器的內(nèi)容，則R0的內(nèi)容變?yōu)?036。 測試結(jié)果如下圖： 3.用命令修改存儲器內(nèi)容 在命令提示符狀態(tài)下輸入： E2000 屏幕顯示： 2000 地址單元的原有內(nèi)容：光標(biāo)閃爍等待輸入 輸入 0000 依次改變地址單元20012005的內(nèi)容為：1111 2222 3333 4444 5555 注意：用E命令連續(xù)修改內(nèi)存單元的值時(shí)，每修改完一個(gè)，按一下空格鍵，系統(tǒng)會自動給出下一個(gè)內(nèi)存單元的值，等待修改；按回車鍵則退出E命令。 5.用A命令花不如一段匯編源程序，

6、主要是想累加器送入數(shù)據(jù)和進(jìn)行運(yùn)算，執(zhí)行程序并觀察運(yùn)行結(jié)果。 1）在命令行提示符狀態(tài)下輸入： A 2000：表示該程序從2000H（內(nèi)存RAM區(qū)的起始地址）地址開始 屏幕將顯示： 2000： 輸入如下形式的程序： 2000：MVRD R0，AAAA ;MVRD與R0之間有且只有一個(gè)空格，其他指令相同 2002：MVRD R1，5555 2004：ADD RO，R1 2005：AND R0，R1 2006：RET ;程序的最后一個(gè)語句，必須為RET指令 2007：（直接敲回車鍵，結(jié)束A命令輸入程序的操作過程） 若輸入有誤，系統(tǒng)會給出提示并顯示出錯(cuò)地址，用戶只需在該地址重新輸入正確的指令即可。 2）

7、用U命令反匯編剛輸入的程序 在命令行提示符狀態(tài)下輸入： U 2000 在相應(yīng)的地址會得到輸入的指令及其操作碼 注：連續(xù)使用不帶參數(shù)的U命令時(shí)，將從上一次反匯編的最后一條語句之后接著繼續(xù)反匯編。 3）用G命令運(yùn)行前面鍵入的源程序 G 2000 程序運(yùn)行結(jié)束后，可以看到程序的運(yùn)行結(jié)果，屏幕顯示各寄存器的值，其中R0和R1的值均為5555H，說明程序運(yùn)行正確。 4）用P或T命令，但不執(zhí)行這段程序，觀察指令執(zhí)行結(jié)果 在命令行提示符狀態(tài)下輸入： T 2000 寄存器R0被賦值為AAAAH T 寄存器R1被賦值為5555H T 做加法運(yùn)算，和放在R0，R0 的值變?yōu)镕FFFH T 做與運(yùn)算，結(jié)果放在R0，

8、R0的值變?yōu)?555H 用P命令執(zhí)行過程同上 注：T總是執(zhí)行單條指令，但執(zhí)行P命令時(shí)，則把每一個(gè)CALL語句連同被調(diào)用的子程序依次執(zhí)行完成。T，P命令每次執(zhí)行后均顯示所由通用寄存器及狀態(tài)寄存器的內(nèi)容，并反匯編出下一條將要執(zhí)行的指令。運(yùn)行結(jié)果如下：G命令：T命令：例1：設(shè)計(jì)一個(gè)小程序，從鍵盤上接收一個(gè)字符并在屏幕上數(shù)出顯示該字符。<1> 在命令行提示符狀態(tài)下輸入：A 2000屏幕將顯示：2000：輸入如下形式的程序：2000：IN 81 ：判斷鍵盤上是否按了建2001：SHR R0 ：即串行口是否有輸入的字符2002：SHR R0 2003：JRNC 2000 ：未輸入完則循環(huán)測試2

9、004：IN 80 ：接收該字符2005：OUT 80 ：在屏幕上輸出顯示字符62006：RET ：每個(gè)用戶程序都必須用RET指令結(jié)束2007： ：（按回車即結(jié)束輸入過程）注：在十六位機(jī)中，基本I/O接口的地址是確定的，數(shù)據(jù)口的地址為80，狀態(tài)口的地址為81。<2>用“G”命令運(yùn)行程序在命令提示符狀態(tài)下輸入：G 2000 執(zhí)行上面輸入的程序 光標(biāo)閃爍等待輸入，用戶從鍵盤入字符后，屏幕會顯示該字符。 該例建立了一個(gè)從主存2000H地址開始的小程序。這種方式下，所有的數(shù)字都約定使用16進(jìn)制數(shù)，故數(shù)字后不用跟字符H。每個(gè)用戶程序的最后一個(gè)語句一定為RET匯編語句。因?yàn)楸O(jiān)控程序是用類似子程

10、序調(diào)用方式使實(shí)驗(yàn)者的程序投入運(yùn)行的，用戶程序只有用RET語句結(jié)束，才能保證程序運(yùn)行結(jié)束時(shí)能正確返回到監(jiān)控程序的斷點(diǎn)，保證監(jiān)控程序能繼續(xù)控制教學(xué)機(jī)的運(yùn)行過程。測試如下圖：五、實(shí)驗(yàn)心得 學(xué)會了聯(lián)機(jī)使用TEC-XP教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和仿真終端軟件PCEC，教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)監(jiān)控命令的用法，了解了TEC-CP教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的指令系統(tǒng)，試著做匯編程序設(shè)計(jì)，在嘗試中發(fā)現(xiàn)匯編程序設(shè)計(jì)的方法，理解指令代碼的意義及程序所能實(shí)現(xiàn)的功能，并對基礎(chǔ)匯編語言程序設(shè)計(jì)有了初步的了解，增加了自己學(xué)習(xí)的興趣和提高了自己的動手操作的能力。計(jì)算機(jī) 學(xué)院 ( 學(xué)號： 姓名 教師評定 實(shí)驗(yàn)題目 脫機(jī)運(yùn)算器實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)二：脫機(jī)運(yùn)算器實(shí)驗(yàn)1、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

11、：1、 深入了解AM2901運(yùn)算器的功能與具體用法。2、 深化運(yùn)算器部件的組成、設(shè)計(jì)、控制與使用等知識。2、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器材：TEC-XP+教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)三、實(shí)驗(yàn)說明和原理： 脫機(jī)運(yùn)算器實(shí)驗(yàn)，是指讓運(yùn)算器從數(shù)學(xué)計(jì)算機(jī)整機(jī)中脫離出來，此時(shí)，他的全部控制與操作均需通過兩個(gè)12位的衛(wèi)星開關(guān)來完成，這就談不上執(zhí)行指令，只能通過開關(guān)，案件控制數(shù)學(xué)機(jī)的運(yùn)算器完成指定的運(yùn)算功能，并通過指示燈觀察運(yùn)算器結(jié)果。下面先把前邊幾講過的，與該實(shí)驗(yàn)直接有關(guān)的結(jié)論性內(nèi)容匯總?cè)缦隆Ｒ弧?2位微型開關(guān)的具體控制功能分配如下：A口，B口地址：送給AM2901器件用于選擇源與目的操作數(shù)的寄存器編號：I8-I0：選擇操作數(shù)來源，運(yùn)算

12、操作功能，選擇操作數(shù)處理結(jié)果和運(yùn)算器輸出內(nèi)容的3組3位的控制碼：SCI，SSH和SST：用于確定運(yùn)算器最低位的進(jìn)位輸入，移位信號的入/出和怎樣處理AM2901產(chǎn)生的狀態(tài)標(biāo)志位的結(jié)果。二、開關(guān)位置說明：做脫機(jī)運(yùn)算器實(shí)驗(yàn)時(shí)，要用到提供24位控制信號的微動開關(guān)和提供16位數(shù)據(jù)的拔動開關(guān)。微動開關(guān)是紅色的，一共有三個(gè)，一個(gè)微動開關(guān)可以提供12位的控制信號，三個(gè)開關(guān)分別標(biāo)有SWI1 micro switch 、SW2 micro switch 和SW3 micro switch；數(shù)據(jù)開關(guān)是黑色的，左邊的標(biāo)有SWH的是高8位，右邊的標(biāo)有SWL的是低8位。微動開關(guān)與控制信號對應(yīng)關(guān)系見表（從左到右）：SW1

13、Micro switchSW2 Micro switchSW3 Micro switchT3-T0REQ/MIO/WEI2-I0I8-I7I6-I3B PORTA PORTSST SSH SCIDC2DC1三、開關(guān)檢測紅色微動開關(guān)是該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)使用壽命最短的器件，開關(guān)好壞的檢測方法比較簡單，用戶將五個(gè)控制機(jī)器工作方式的開關(guān)置于“1XX000”，從左面其第二個(gè)和第三個(gè)的開關(guān)處于任意位置，然后將兩個(gè)未動開關(guān)上的24小紐子依次置為1（開關(guān)撥到上方為1），看對應(yīng)的指示燈是否亮，如果有一個(gè)或數(shù)個(gè)指示燈不亮，則一般是開關(guān)除了問題。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：在脫機(jī)方式下，對于給定指令分析其執(zhí)行過程中運(yùn)算步驟，通過對AM2

14、901運(yùn)算器所需的控制信號的設(shè)置，使之完成運(yùn)算，并核對運(yùn)算結(jié)果。5、 實(shí)驗(yàn)步驟：在脫機(jī)方式下，通過設(shè)置SW1，SW2，SW3各微碼字段和數(shù)據(jù)開關(guān)，可實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)算。以實(shí)現(xiàn)AAAAH->R1為例說明操作過程。1、按照下表中的微碼和數(shù)據(jù)開關(guān)，對運(yùn)算器的功能進(jìn)行設(shè)置。操作步驟如下： 微動開關(guān)數(shù)據(jù)開關(guān)I8-I6I5-I3I2-I0SSTSSHSCiBAD15-D001100011100100000001不用AAAAH5、 將教學(xué)機(jī)左下方的5個(gè)撥動開關(guān)置為11XX00(單步,16位,脫機(jī));先按一下”RESET”按鍵,再按一下”START”按鍵,進(jìn)行初始化.6、 通過16個(gè)數(shù)據(jù)開關(guān)設(shè)置立即數(shù)AAAA

15、H。7、 通過SW1、SW2、SW3設(shè)置各微碼。3、 按一次START鍵，立即數(shù)XXXXH置入R1，通過顯示燈查看按START鍵后的輸出。若要進(jìn)行其他操作：（1） 程序設(shè)置SW1、SW2、SW3數(shù)據(jù)開關(guān)，通過顯示燈觀察輸出。（2） 然后按START鍵執(zhí)行操作。通過顯示燈觀察按START鍵后的輸出，檢查運(yùn)算結(jié)果是否正確。4、 接下來,按下表所列的操作在機(jī)器上進(jìn)行運(yùn)算器脫機(jī)實(shí)驗(yàn),將結(jié)果填入表中:其中,D1取為0101H,D2取為1010H,通過兩個(gè)12位的紅色微型開關(guān)向運(yùn)算器提供控制信號,通過16位數(shù)據(jù)開關(guān)向運(yùn)算器提供數(shù)據(jù),通過指示燈觀察運(yùn)算結(jié)果及狀態(tài)標(biāo)志.運(yùn)算I8-I0SSTSSHSCIBA壓S

16、TART前壓START后ALU輸出CZVSALU輸出CZVS*D1+0->R00110001110010000000不用0101隨機(jī)01010000*D2+0->R10110001110010000001不用1010000010100000R0+R1->R0011000001001000000000011111000021210000R0-R1->R00110010010010010000000101010000F0F11000R1-R0->R1011001001001001000100000F0F10000E0E1000R0VR1->R0011011001

17、001000000100000F0F10000F0F1010R0R1->R0011100001001000000000011010101001011010R0R1->R0011110001001000000000011010101001011000(R0R1)->R001111100100100000000001FEFE10000E0E10012*R0->R01110000110010000000不用FEFE1001FDFC0001R0/2->R01010000110010000000不用FDFC00017EFE0001注:用*標(biāo)記的運(yùn)算,表示D1,D2的數(shù)據(jù)是由

18、撥動開關(guān)SW給出的,開關(guān)給的是二進(jìn)制的信號,注意二進(jìn)制和十六進(jìn)制間的轉(zhuǎn)換.六、思考題：問題：分析比較各指令按START鍵前和按START鍵后的值，是否有不同并解釋。 前后結(jié)果有些不同，按”START”按鍵之前,ALU輸出的是計(jì)算結(jié)果,參照ALU的操作周期的時(shí)序可知A,B口數(shù)據(jù)鎖存是在時(shí)鐘的下降沿,通用寄存器的接收是在低電平,所以要想寄存器接收ALU的計(jì)算結(jié)果必須按一次”START”按鍵.七、實(shí)驗(yàn)心得： 了解了AM2901運(yùn)算器的功能與具體用法并深化運(yùn)算器部件的組成、設(shè)計(jì)、控制與使用等知識。一開始因?yàn)椴涣私獍粹o的實(shí)際作用和功能，一直出現(xiàn)錯(cuò)誤的結(jié)果，經(jīng)請教同學(xué)再進(jìn)一步把指導(dǎo)書看懂后，最終實(shí)現(xiàn)了本實(shí)

19、驗(yàn)的操作。深刻讓我理解到做實(shí)驗(yàn)前要好好進(jìn)行預(yù)習(xí)工作，上課時(shí)認(rèn)真聽老師的講解和指導(dǎo)，對于遇到自己沒辦法解決的事可以請教老師或同學(xué)，學(xué)會對問題的分析，找尋錯(cuò)誤的原因，分析遇到的各種現(xiàn)象，判斷結(jié)果是否正確。來實(shí)現(xiàn)一些簡單的邏輯功能.計(jì)算機(jī) 學(xué)院 ( 學(xué)號： 姓名 教師評定 實(shí)驗(yàn)題目 存儲器部件教學(xué)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)三：存儲器部件教學(xué)實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)?zāi)康膌 熟悉ROM芯片和RAM芯片在功能和使用方法等方面的相同和差異之處。學(xué)習(xí)用編程器設(shè)備向EEPROM芯片內(nèi)寫入一批數(shù)據(jù)的過程和方法。l 理解并熟悉通過字、位擴(kuò)展技術(shù)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展存儲器系統(tǒng)容量的方案。 l 了解靜態(tài)存儲器系統(tǒng)使用的各種控制信號之間正常的時(shí)序關(guān)系。

20、 l 了解如何通過讀、寫存儲順的指令實(shí)現(xiàn)對58C65 ROM芯片的讀、寫操作。l 加深理解存儲器部件在計(jì)算機(jī)整機(jī)系統(tǒng)中的作用。  2實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器材l TEC-XP+教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和仿真終端軟件PCEC。3實(shí)驗(yàn)說明和原理內(nèi)存儲器原理：內(nèi)存儲器是計(jì)算機(jī)中存放正在運(yùn)行中的程序和相關(guān)數(shù)據(jù)的部件。在教學(xué)計(jì)算機(jī)存儲器部件設(shè)計(jì)中，出于簡化和容易實(shí)現(xiàn)的目的，選用靜態(tài)存儲器芯片實(shí)現(xiàn)內(nèi)存儲器的存儲體，包括唯讀存儲區(qū)和隨讀寫存儲區(qū)兩部分，ROM存儲區(qū)選用4片長度8位、容易8KB的58C65芯片實(shí)現(xiàn)，RAM存儲區(qū)選用2片長度8位、容量2KB的6116芯片實(shí)現(xiàn)，每2個(gè)8位的芯片合成

21、一組用于組成16位長度的內(nèi)存字，6個(gè)芯片被分成3組，其地址空間分配關(guān)系是：0-1777h用于第一組ROM，固化監(jiān)控程序，2000-2777h用于RAM，保存用戶程序和用戶數(shù)據(jù)，其高端的一些單元作監(jiān)控程序的數(shù)據(jù)區(qū)，第二組ROM的地址范圍可以由用戶選擇，主要用于完成擴(kuò)展內(nèi)存容量的教學(xué)實(shí)驗(yàn)。地址總線的低13位送到ROM芯片的地址線引腳，用于選擇芯片內(nèi)的一個(gè)存儲字。用于實(shí)現(xiàn)存儲字的高位字節(jié)的3個(gè)芯片的數(shù)據(jù)線引腳、實(shí)現(xiàn)低位字節(jié)的3個(gè)芯片的數(shù)據(jù)線引腳分別連接在一起接到數(shù)據(jù)總線的高、低位字節(jié)，是實(shí)現(xiàn)存儲器數(shù)據(jù)讀寫的信息通路。數(shù)據(jù)總線要通過一個(gè)雙向三態(tài)門電路與CPU一側(cè)的內(nèi)部總線IB相連接，已完成存儲器、接口

22、電路和CPU之間的數(shù)據(jù)通訊。4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1) 要完成存儲器容量擴(kuò)展的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，需為擴(kuò)展存儲器選擇一個(gè)地址，并注意 讀寫和OE等控制信號的正確狀態(tài)。2) 用監(jiān)控程序的D、E命令對存儲器進(jìn)行讀寫操作，比較RAM（3116）、EEPROM（28系列芯片）、EPROM（27系列芯片）在讀寫上的異同。3) 用監(jiān)控程序的A命令編寫一段程序，對RAM（6116）進(jìn)行讀寫，用D命令查看結(jié)果是否正確。4) 用監(jiān)控程序的A命令編寫一段程序，對擴(kuò)展存儲器EEPRM（28系列芯片）進(jìn)行讀寫，用D命令查看結(jié)果是否正確；如不正確，分析原因，改寫程序，重新運(yùn)行。5實(shí)驗(yàn)步驟與截圖1) 檢查FPGA下方的標(biāo)有“/CE”的四組插針

23、均是左邊兩個(gè)短接； 2) 檢查RAM（6116）上方的標(biāo)有“/WE”的插針應(yīng)是左邊兩個(gè)短接； 3) RAM（6116）支持即時(shí)讀寫，可直接用A、E命令向擴(kuò)展的存儲器輸入程序或改變內(nèi)存單元的值。4) 將擴(kuò)展的ROM芯片插入標(biāo)有“EXTROMH”和“EXTROML”的自鎖緊插座，要注意芯片插入的方向，帶有半圓形缺口的一方朝左插入。 如果芯片插入方向不對，會導(dǎo)致芯片燒毀，然后鎖緊插座。5) 將擴(kuò)展芯片下方的插針按下列方式短接：將標(biāo)有“/MWR”和“RD”的三個(gè)插針左面兩個(gè)短接，將標(biāo)有“/MWR”“/OE”“GND”的三個(gè)插針左邊兩個(gè)短接。6) 將擴(kuò)展芯片上方標(biāo)有EXTR

24、OMH和EXTROML的“/CS”信號用自鎖緊線短接，然后短接到MEMDC 138芯片的上方的標(biāo)有“40005fff”地址單元。 注意：標(biāo)有/CS的圓孔針與標(biāo)有MEM/CS的一排圓孔針中的任意一個(gè)都可以用導(dǎo)線相連；連接的地址范圍是多少，用戶可用的地址空間就是多少。7) 將標(biāo)有“DataBus 15-8”和“DataBus 7-0”的數(shù)據(jù)總線的指示燈下方的插針短接。8) 將標(biāo)有“DataBus 15-8”和“AdressBus 7-0”的數(shù)據(jù)總線的指示燈下方的插針短接。9) EPROM 是紫外線可擦除的電可改寫的只讀存儲器芯片

25、。在對EPROM進(jìn)行重寫前必須先擦除并判斷芯片是否為空，再通過編程器進(jìn)行編程。 10) AT28C64B的讀操作和一般的RAM一樣，而其寫操作，需要一定的時(shí)間，大約為1毫秒。因此，需要編寫一延遲程序，在對EEPROM進(jìn)行寫操作時(shí)，調(diào)用該子程序，以完成正確的讀寫。6實(shí)驗(yàn)思考與心得能用E命令直接寫AT28C64B的存儲單元，而不用A命令，修改延時(shí)子程序，將其延時(shí)改短，可將延時(shí)子程序中的R3的內(nèi)容賦成00FF或0FFF等，再看運(yùn)行結(jié)果時(shí)，發(fā)現(xiàn)因?yàn)楫?dāng)寫入雙字節(jié)指令的低位時(shí)會出錯(cuò)，這也是不能用A命令而只能用E命令去寫存儲單元的原因。計(jì)算機(jī) 學(xué)院 ( 學(xué)號： 姓名 教師評定 實(shí)驗(yàn)題目 組合邏輯控

26、制器部件教學(xué)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)四：組合邏輯控制器部件教學(xué)實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^看懂教學(xué)計(jì)算中已經(jīng)設(shè)計(jì)好并正常運(yùn)行的幾條典型指令的功能、格式和執(zhí)行流程，然后自己設(shè)計(jì)幾條指令的功能、格式、和執(zhí)行流程，并在教學(xué)計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)、調(diào)試正確。其最終要達(dá)到的目的是： l 深入理解計(jì)算機(jī)控制器的功能、組成知識。l 深入地學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)各類典型指令的執(zhí)行流程。 l 指令格式、尋址方式、指令系統(tǒng)、指令分類等建立具體的總體概念。l 學(xué)習(xí)組合邏輯控制器的設(shè)計(jì)過程和相關(guān)技術(shù)2實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器材l TEC-XP+教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和仿真終端軟件PCEC。3實(shí)驗(yàn)說明和原理控制器設(shè)計(jì)是學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)總體組成和設(shè)計(jì)的最重要部分。要在TEC

27、-XP16教學(xué)計(jì)算機(jī)完成這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，必須清楚地懂得：1) TEC-XP+教學(xué)機(jī)的組合邏輯控制器主要由MACH器件組成。2) TEC-XP+教學(xué)機(jī)上已實(shí)現(xiàn)了29條基本指令。3) 應(yīng)了解監(jiān)控程序的A命令只支持基本指令，擴(kuò)展指令應(yīng)用E命令將指令代碼寫入到相應(yīng)的存儲單元中；不能用T、P命令單步調(diào)試擴(kuò)展指令，只能用G命令執(zhí)行有擴(kuò)展指令的程序。4) 要明白TEC-XP+教學(xué)機(jī)支持的指令格式及指令執(zhí)行流程分組情況；理解TEC-XP+教學(xué)機(jī)中已經(jīng)設(shè)計(jì)好并正常運(yùn)行的各類指令的功能、格式和執(zhí)行流程、也包括控制器設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)中的具體路線的控制信號的組成。5) 要明確自己要實(shí)現(xiàn)的指令功能、格式、執(zhí)行流程設(shè)計(jì)中必須遵從的約

28、束條件。為了完成自己設(shè)計(jì)幾條指令的功能、格式和執(zhí)行流程，并在教學(xué)計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)、調(diào)試正確的內(nèi)容，具體過程包括：1) 確定指令格式和功能，要受到教學(xué)機(jī)已有硬件的約束，應(yīng)盡量與已實(shí)現(xiàn)指令的格式和分類辦法保持一致。2) 劃分指令執(zhí)行步驟并設(shè)計(jì)每一步的執(zhí)行功能，設(shè)計(jì)節(jié)拍狀態(tài)的值，應(yīng)參照已實(shí)現(xiàn)指令的處理辦法來完成，特別注意的是，讀取指令的節(jié)拍只能用原來已實(shí)現(xiàn)的，其他節(jié)拍的節(jié)拍狀態(tài)也應(yīng)盡可能地與原用節(jié)拍的狀態(tài)保持一致和相近。3) 在指令流程表中真寫每一個(gè)控制信號的狀態(tài)值，基本上是個(gè)查表填數(shù)的過程，應(yīng)特別仔細(xì)，并有意識地體會這些信號的控制作用。4) 在給出來mach的源文件中添加擴(kuò)展指令的控制信號的邏輯表達(dá)式

29、，編譯適配后下載到MACH器件中。5) 寫一個(gè)包含你設(shè)計(jì)的指令的程序，通過運(yùn)行該程序檢查執(zhí)行結(jié)果的正確性，初步判斷你的設(shè)計(jì)是否正確；如果有問題，通過幾種辦法查出錯(cuò)誤并改正，繼續(xù)調(diào)試，直到完全正確。4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1) 完成控制器部件的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，主要內(nèi)容是由學(xué)生自己設(shè)計(jì)幾條指令的功能、格式和執(zhí)行流程，并在教學(xué)機(jī)上實(shí)現(xiàn)、調(diào)試正確。2) 首先是看懂TEC-XP教學(xué)機(jī)的功能部件組成和線路邏輯關(guān)系，然后分析教學(xué)計(jì)算機(jī)中已經(jīng)設(shè)計(jì)好并正常運(yùn)行的幾條典型指令的功能、格式和執(zhí)行流程。3) 設(shè)計(jì)幾條指令的功能、格式和執(zhí)行流程，并在教學(xué)計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)、調(diào)試正確。4) 單條運(yùn)行指令。查看指令的功能、格式和執(zhí)行流程。5) 用監(jiān)

30、控程序的A、E命令編寫一段小程序，觀察運(yùn)行結(jié)果。5實(shí)驗(yàn)步驟/填表1) 接通教學(xué)機(jī)電源。 2) 將教學(xué)機(jī)左下方的6個(gè)撥動開關(guān)置為111100.3) 按一下“RESET”按鍵。 4) 通過16位的數(shù)據(jù)開關(guān)SWH、SWL置入16位的指令操作碼。5) 在單步方式下，通過指示燈觀察各類型基本指令的節(jié)拍。a) 選擇基本指令的A組指令中的ADD指令，觀察其節(jié)拍流程： 1）、置撥動開關(guān)SW00000000 00000001； 2）、按RESET按鍵；節(jié)拍指示燈T3 T0顯示1000； 3）、按START按鍵；節(jié)拍指示燈T3T0顯示0000； 4）、按START按鍵；節(jié)拍指示燈T3T0顯示0010； 5）、按S

31、TART按鍵；節(jié)拍指示燈T3T0顯示0011； b) 選擇基本指令的B指令中的PUSH指令，觀察其節(jié)拍流程： c) 1）、置撥動開關(guān)SW10000101 00000000； 2）、按RESET按鍵；節(jié)拍指示燈T3 T0顯示1000； 3）、按START按鍵；節(jié)拍指示燈T3T0顯示0000； 4）、按START按鍵；節(jié)拍指示燈T3T0顯示0010； 5）、按START按鍵；節(jié)拍指示燈T3T0顯示0110； 6）、按START按鍵；節(jié)拍指示燈T3T0顯示0100； d) 選擇基本指令的D組指令中的CALA指令，觀察其節(jié)拍流程： e) 1）、置撥動開關(guān)SW11000110 00000000； 2）、

32、按RESET按鍵；節(jié)拍指示燈T3 T0顯示1000；3）、按START按鍵；節(jié)拍指示燈T3T0顯示0000； 4）、按START按鍵；節(jié)拍指示燈T3T0顯示0010； 5）、按START按鍵；節(jié)拍指示燈T3T0顯示0110； 6）、按START按鍵；節(jié)拍指示燈T3T0顯示0100； 7）、按START按鍵；節(jié)拍指示燈T3T0顯示0111； 8）、按START按鍵；節(jié)拍指示燈T3T0顯示0101；6) 單步方式下，通過指示燈觀察各類基本指令的控制信號。a) 選擇指令的A組指令中的SHR指令，觀察其執(zhí)行過程中控制信號的變化，分析其作用。節(jié)拍指令編碼/MIOREQ/WEABSciSSHI8-6I5-

33、3I2-0SSTDC1DC21000100010101010100110010010000001110000100010101010100100000110000000110010001000000000000010000000000000010011SHR0000 100110000000001000101000011101000000b) 選擇基本指令的B組指令中的JMPA指令，觀察其執(zhí)行過程中控制信號的變化，分析其作用。節(jié)拍指令編碼/MIOREQ/WEABSciSSHI8-6I5-3I2-0SSTDC1DC21000100010101010100110010010000001110000

34、100010101010100100000110000000110010001000000000000010000000000000010110JMPA10000000100010101010100100000110000000110100JMPA1000000000100000101000011000111000000000c) 選擇基本指令的D組指令中的CALA指令，觀察其執(zhí)行過程中控制信號的變化，分析其作用。節(jié)拍指令編碼/MIOREQ/WEABSciSSHI8-6I5-3I2-0SSTDC1DC21000100010101010100110010010000001110000100010

35、101010100100000110000000110010CALA11001110001000000000000010000000000000010110CALA11001110100010101010100100000110000000110100CALA11001110001000000000000000001110000000000111CALA11001110100000001000000110010110000000110101CALA11001110000010101010000100000100000010007) 在以上幾步實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇幾條擴(kuò)展指令，設(shè)計(jì)出擴(kuò)展指令的節(jié)拍

36、 和每拍對應(yīng)的控制信號。 a) 選擇擴(kuò)展指令的A組指令中的RCR指令，觀察其節(jié)拍流程：    1）、置撥動開關(guān)SW00101011 00010000； 2）、按RESET按鍵；節(jié)拍指示燈T3 T0顯示1000； 3）、按START按鍵；節(jié)拍指示燈T3T0顯示0000； 4）、按START按鍵；節(jié)拍指示燈T3T0顯示0010； 5）、按START按鍵；節(jié)拍指示燈T3T0顯示0011； b) 選擇擴(kuò)展指令的C級指令中的LDRA指令，觀察其流程：  &

37、#160; 1）、置撥動開關(guān)SW11100100 00000000； 2）、按RESET按鍵；節(jié)拍指示燈T3 T0顯示1000； 3）、按START按鍵；節(jié)拍指示燈T3T0顯示0000； 4）、按START按鍵；節(jié)拍指示燈T3T0顯示0010； 5）、按START按鍵；節(jié)拍指示燈T3T0顯示0110； 6）、按START按鍵；節(jié)拍指示燈T3T0顯示0111； 7）、按START按鍵；節(jié)拍指示燈T3T0顯示0101；   8) 設(shè)計(jì)幾條擴(kuò)展指令的控制信號如下： a)

38、選擇擴(kuò)展指令A(yù)DC、STC、JRS、LDRX和JMPR。 b) 根據(jù)設(shè)計(jì)的控制信號的表格用ABEL語言編寫MACH的邏輯表達(dá)式。 c) 將編好的程序MACHC.JED下載到MACH芯片內(nèi)。節(jié)拍指令編碼/MIOREQ/WEABSciSSHI8-6I5-3I2-0SSTDC1DC21000100010101010100110010010000001110000100010101010100100000110000000110010001000000000000010000000000000010011ADC00100000100SRDR100011000001001000000

39、JRS01100100100010101010000S1000101000010000STC0110110110000000000000001000000100000000JMPR01100000100SR01010000110001000000000000110LDRX1110010110001010101010010000011000000011STRX11100110100010101010100100000110000000110111LDRX11100101001SR0000000001000101000000011STRX111001010010000DR0000110001110

40、000000000101LDRX111001100000000DR0000010000110000010009) 用教學(xué)機(jī)已實(shí)現(xiàn)的基本指令和擴(kuò)展的幾條指令編寫程序并運(yùn)行，測試擴(kuò)展的幾條指令是否正確。a) ADC指令代碼輸入： 結(jié)果顯示：b) 測試JMPR代碼輸入：結(jié)果顯示：c) 測試LDRX、STRX代碼輸入：結(jié)果顯示：6實(shí)驗(yàn)思考與心得經(jīng)過一段時(shí)間匯編語言的學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)我們的實(shí)驗(yàn)箱與8686架構(gòu)的匯編指令的二進(jìn)制表示代碼并不相同。而通過學(xué)習(xí)ADD,SHR,OUT,MVRD,JRC,RET,CALA等指令，對硬件運(yùn)行流程以及匯編指令的控制和調(diào)試都有了新的進(jìn)步。另外實(shí)驗(yàn)箱的A命令只支持基礎(chǔ)命令，而不

41、支持?jǐn)U展指令，當(dāng)需要用到擴(kuò)展指令時(shí)，要用E命令輸入，并且通過G命令執(zhí)行。這是后期實(shí)驗(yàn)需要注意的地方。計(jì)算機(jī) 學(xué)院 ( 學(xué)號： 姓名 教師評定 實(shí)驗(yàn)題目 微程序控制器部件教學(xué)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)五：微程序控制器部件教學(xué)實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)?zāi)康膌 全面掌握計(jì)算機(jī)各部件組成及相互聯(lián)接關(guān)系。l 深入理解計(jì)算機(jī)微程序控制器的功能、組成知識。l 深入的學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)各類典型指令的執(zhí)行流程。l 對指令格式、尋址方式、指令系統(tǒng)、指令分類等建立具體的總體概念。l 學(xué)習(xí)微程序控制器的設(shè)計(jì)過程和相關(guān)技術(shù)。2實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器材l TEC-XP+教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和仿真終端軟件PCEC。3實(shí)驗(yàn)說明和原理制器設(shè)計(jì)是學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)總體組成和設(shè)計(jì)的最重要部分。要

42、在TEC-XP16教學(xué)計(jì)算機(jī)完成這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，必須清楚地懂得： 1) TEC-XP+教學(xué)機(jī)的微程序控制器主要由微程序定序器AM2910、產(chǎn)生當(dāng)前微地址和下地 址的微控存和MACH器件組成。 2) TEC-XP+教學(xué)機(jī)上已實(shí)現(xiàn)了的全部基本指令和留給用戶實(shí)現(xiàn)的19條擴(kuò)展指令的控制信號都是由微控存和MACH給出的。 3) 應(yīng)了解監(jiān)控程序的A命令只支持基本指令，擴(kuò)展指令應(yīng)用E命令將指令代碼寫入到相應(yīng) 的存儲單元中；不能用T、P命令單步調(diào)試擴(kuò)展指令，只能用G命令執(zhí)行有擴(kuò)展指令的 程序。 4) 要明白TEC-XP+教學(xué)機(jī)支持的指令格式及指令執(zhí)行流程分組情況；理解TEC-XP+教學(xué) 機(jī)中已經(jīng)設(shè)計(jì)好并正常運(yùn)行的各

43、類指令的功能、格式和執(zhí)行流程、也包括控制器設(shè)計(jì)的 實(shí)現(xiàn)中的具體路線的控制信號的組成。 5) 要明確自己要實(shí)現(xiàn)的指令功能、格式、執(zhí)行流程設(shè)計(jì)中必須遵從的約束條件。為了完成自己設(shè)計(jì)幾條指令的功能、格式和執(zhí)行流程，并在教學(xué)計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)、調(diào)試正確的內(nèi)容，具體過程包括： a) 確定指令格式和功能，包括確定要用的操作碼,指令中的其它字段的內(nèi)容分配與使用， 要受到教學(xué)機(jī)已有硬件的約束，應(yīng)盡量與已實(shí)現(xiàn)指令的格式和分類辦法保持一致。 b) 按新指令的功能和格式、設(shè)計(jì)指令的執(zhí)行流程。劃分指令執(zhí)行步驟并設(shè)計(jì)每一步的執(zhí)行功能，設(shè)計(jì)微地址和下地址的取值，應(yīng)參照已實(shí)現(xiàn)指令的處理辦法來完成。c) 在指令流程表中真寫每一個(gè)控

44、制信號的狀態(tài)值，基本上是個(gè)查表填數(shù)的過程，應(yīng)特別仔細(xì)，并有意識地體會這些信號的控制作用。 d) 將設(shè)計(jì)好的微碼，裝入控制存儲器的相應(yīng)單元。 e) 寫一個(gè)包含你設(shè)計(jì)的指令的程序，通過運(yùn)行該程序檢查執(zhí)行結(jié)果的正確性，來初步判斷你的設(shè)計(jì)是否正確；如果有問題，通過幾種辦法查出錯(cuò)誤并改正，繼續(xù)調(diào)試，直到完全正確。4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1) 完成控制器部件的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，主要內(nèi)容是自己設(shè)計(jì)幾條指令的功能、格式和執(zhí)行流程，并在教學(xué)計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)、調(diào)試正確。2) 首先是看懂TEC-XP+教學(xué)計(jì)算機(jī)的功能部件組成和線路邏輯關(guān)系，然后分析教學(xué)計(jì)算機(jī)中已經(jīng)設(shè)計(jì)好并正常運(yùn)行的幾條典型指令的功能、格式和執(zhí)行流程，注意各操作功能所對應(yīng)的控

45、制信號的作用。3) 設(shè)計(jì)幾條指令的功能、格式和執(zhí)行流程，并在教學(xué)機(jī)上實(shí)現(xiàn)、調(diào)試正確。4) 單條運(yùn)行指令。查看指令的功能、格式和執(zhí)行流程。5) 用監(jiān)控程序的A、E命令編寫一段小程序，觀察運(yùn)行結(jié)果。5實(shí)驗(yàn)步驟與截圖1) 接通教學(xué)機(jī)電源。2) 將教學(xué)機(jī)左下方的六個(gè)撥動開關(guān)置為110100.3) 按一下“RESET”按鍵。4) 通過16位的數(shù)據(jù)開關(guān)SWH、SWL置入指令操作碼。5) 在單步方式下，通過指示燈觀察各類基本指令的微碼。示例：選擇基本指令的A組指令中的ADD指令，觀察其流程a) 置撥動開關(guān)SW00000000 00000001；b) 按RESET按鍵，指示燈Microp亮，其它全滅。c) 按

46、START按鍵；指示燈CI30、SCC30顯示1110 0000，微址和下址的指示燈全滅；d) 按START按鍵；指示燈CI30、SCC30顯示1110 0000微址指示燈顯示0000 0001，下址的指示燈全滅。e) 按START按鍵；指示燈CI30、SCC30顯示1110 0000微址指示燈顯示0000 0010，下址的指示燈全滅。f) 以上三步為公共操作，其它指令同；g) 按START按鍵；指示燈CI30、SCC30顯示0010 0000微址指示燈顯示0000 0011，下址的指示燈顯示0000 0100。h) 按START按鍵；指示燈CI30、SCC30顯示0011 0000微址指示燈

47、顯示0000 0100，下址的指示燈顯示為0011 0000。i) 按START按鍵；指示燈CI30、SCC30顯示0011 0000微址指示燈顯示0011 1010，下址的指示燈顯示0011 1010。j) 按START按鍵；指示燈CI30、SCC30顯示0011 0010微址指示燈顯示0011 1010，下址的指示燈顯示0000 0010。實(shí)驗(yàn)箱部分實(shí)現(xiàn)過程如下：6) 在連續(xù)方式下，用A命令鍵入程序并運(yùn)行。示例：計(jì)算1到10的累加和代碼輸入：結(jié)果顯示：7) 設(shè)計(jì)幾條指令的功能、格式和執(zhí)行流程，設(shè)計(jì)每條微指令各字段的具體編碼值，包括控制碼的各字段、下地址字段、形成下址用到的條件碼。a) 擴(kuò)展

48、幾條指令，確定各步的控制信號。b) 將擴(kuò)展好的控制信號添加到給出的MACH程序中，編譯生成JED的熔絲圖文件，寫入MACH內(nèi)的寄存器中。指令操作功能微址下址CI3-0SCC3-0MRWI2-0I8-I6I5-3BASSTSSHSCIDC2DC1ADCDR+SR+CF->DR50300011000010000101100000000000001010000000STCSTC57300011000010000000100000000000100000000000LDRAPC->ARPC+1->PC5B0011100000100011010000010101010000010110

49、00MEM->AR5C1C0011000000111100100000000000000000011000CALRSP-1->SP,AB64001110000010001101100101000000000000011000PC->MEM65001110000000010000100000000101000000000001SP->PC663000110000100100011000010100000000000000008) 在單步方式下，通過指示燈觀察各類擴(kuò)展指令的微碼。示例：選擇基本指令的A組指令中的ADC指令，觀察其流程。a) 置撥動開關(guān)SW00100000 00000000； b) 按RESET按鍵，指示燈Microp亮，