組成原理實驗內容(共6頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上實驗一：脫機運算器實驗實驗目的：深入了解AM2901運算器的功能與具體用法，2片AM2901的級連方式，深化運算器部件的組成、設計、控制與使用等諸項知識。實驗儀器及藥品：TEC-2000實驗儀實驗原理及內容：步驟：1、將教學機左下方的5個撥動開關置為1XX10（單步、8位、脫機）；先按一下RESET 按鍵，再按一下START按鍵，進行初始化。2、按下表所列操作在8位機上進行運算器脫機實驗，結果如表所示。其中D1取為01H，D2取為10H；通過兩個12位的紅色微型開關向運算器提供控制倍，通過8位數據開關向運算器提供數據（高8位的數據開關），通過指示燈觀察運算結果及狀態(tài)標

2、志。運算I0-I8ABSCiSSTSSH壓START前壓START后ALU輸出CZVSALU輸出CZVSD1+0R0不用0000000010001H01H0000D2+0R1不用0001000010010H000010H0000R0+R1R000010000000010011H000021H0000R0-R1R000010000010010001H0000F1H1000R1-R0R10000000101001000FH10000EH1000R0R1R10000000100001000FH10000FH1000R0R1R000010000000010001H100001H1000R0R1R000

3、01000000001000EH100001H1000/（R0R1）R0000100000000100FEH10000EH10012*R0R0不用00000000100FEH1001FCH0001R0/2R0不用00000000100FCH00017EH0001結果分析：由結果可知，只要按AM2901芯片功能給出其相應的控制信號，即可完成相應的功能。另AM2901操作周期如下： A、B口數據鎖存 通用寄存器接收 即在下降沿時，A、B口數據鎖存器鎖存數據，在低電平時通用寄存器接收數據，因此在壓START前，ALU輸出為結果，壓START后，產生高電平到低電平的變化，此時ALU輸出的結果存入通用寄

4、存器中，而ALU則輸出操作再次被執(zhí)行的結果，但該結果沒有存入通用寄存器中，則下次操作時使用的寄存器值為存入值（表中表現為壓START前值）。實驗二：控制器部件教學實驗實驗目的：通過看懂教學計算機中已經設計好并正常運行的幾條典型指令（例如ADD、MOV、OUT、MVD、JRC、RET等指令）的功能、格式和執(zhí)行流程后，然后自己設計幾條指令的功能、格式和執(zhí)行流程，并在教學計算機上實現、調試正確。其最終要達到的目的是：1、 深入理解計算機控制器的功能、組成知識2、 深入地學習計算機各類典型指令的執(zhí)行流程3、 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4、 學習組合邏輯控制器的設計過程

5、和相關技術實驗儀器：TEC-2000教學計算機實驗內容：1、將教學機左下方的5個撥動開關置為11111（單步、手動置指令、組合邏輯、8位、聯(lián)機）2、按RESET鍵3、通過高8位的數據開關SWH置入指令操作碼，觀察每組基本指令的節(jié)拍流程：A組指令：ADD R0，R1（1） 置SWH=（2） 按RESET鍵，節(jié)拍指示燈T4-T0顯示01100（3） 按START鍵，節(jié)拍指示燈T4-T0顯示01000（4） 按START鍵，節(jié)拍指示燈T4-T0顯示00000（5） 按START鍵，節(jié)拍指示燈T4-T0顯示00010（6） 按START鍵，節(jié)拍指示燈T4-T0顯示00110（7） 按START鍵，節(jié)拍

6、指示燈T4-T0顯示00100B組指令：MVD R0，01H（1） 置SWH=（2） -（6）同A組指令（7） 按START鍵，節(jié)拍指示燈T4-T0顯示00111（8） 按START鍵，節(jié)拍指示燈T4-T0顯示00011（9） 按START鍵，節(jié)拍指示燈T4-T0顯示00001C組指令：JC（1） 置SWH=（2） （6）同A組指令（7） 按START鍵，節(jié)拍指示燈T4-T0顯示00111（8） 按START鍵，節(jié)拍指示燈T4-T0顯示00011（9） 按START鍵，節(jié)拍指示燈T4-T0顯示00001（10） 按START鍵，節(jié)拍指示燈T4-T0顯示00100D組指令：JMP（1） 置SWH

7、=（2）（6）同A組指令（7）按START鍵，節(jié)拍指示燈T4-T0顯示00101（8）按START鍵，節(jié)拍指示燈T4-T0顯示00100分析：通過以上實驗可以看到，復位后每條指令執(zhí)行需5個公共節(jié)拍，即復位后指令寄存器PC（R5、R4）清零，送指令地址低8位，送指令地址高8位及取指令，除此之外，A組指令需一步完成，B組指令需三步完成，C組指令執(zhí)行節(jié)拍不一致，需4步、6步或8步完成，D組指令需2步完成。4、通過高8位的數據開關SWH置入指令操作碼，觀察每組擴展指令的節(jié)拍流程：A組指令： ADC R0，R1（1） 置SWH=（2） （6）同基本指令公共節(jié)拍（7）按START鍵，節(jié)拍指示燈T4-T0顯

8、示00100B組指令：INPT（1） 置SWH=（2） （6）同基本指令公共節(jié)拍（7） 按START鍵，節(jié)拍指示燈T4-T0顯示00111（8） 按START鍵，節(jié)拍指示燈T4-T0顯示00011（9） 按START鍵，節(jié)拍指示燈T4-T0顯示00001（10） 按START鍵，節(jié)拍指示燈T4-T0顯示00100分析：擴展指令中，公共節(jié)拍與基本指令相同，除公共節(jié)拍外，A組指令需一步完成，B組指令需四步完成。5、 單步方式下，通過指示燈觀察各類基本指令的控制信號。（1） 置開關SWH（根據指令編碼）（2） 先按RESET鍵，再連續(xù)按START鍵，觀察每一步節(jié)拍及控制信號如下表：A組指令節(jié)拍指令編

9、碼/MIOREQ/WEABSCiSSHI8-6I5-3I2-0SSTDC1DC21100101010101010100011001001000000000010001010100010001000110010010000000000000010101000000100010000011000000001000101010101010111000100000110000001011011000101000100000000100001100000000010100ADD000000011010001000000000000000010000000B組指令節(jié)拍指令編碼/MIOREQ/WEABSCi

10、SSHI8-6I5-3I2-0SSTDC1DC21100101010101010100011001001000000000010001010100010001000110010010000000000000010101000000100010000011000000001000101010101010111000100000110000001011011000101000100000000100001100000000010111MVD11010000101000100010001000001100000000100011MVD110100001010101011100010000011000

11、00000110001MVD11010000001000000000110001110000000000C組指令節(jié)拍指令編碼/MIOREQ/WEABSCiSSHI8-6I5-3I2-0SSTDC1DC21100101010101010100011001001000000000010001010100010001000110010010000000000000010101000000100010000011000000001000101010101010111000100000110000001011011000101000100000000100001100000000010111JC1110

12、101010101000100010001000001100000000100011JC1110101010101010101110001000001100000000110001JC111010100010100010000000C100010100000000000100JC111010101010101010111000110001010001000000D組指令節(jié)拍指令編碼/MIOREQ/WEABSCiSSHI8-6I5-3I2-0SSTDC1DC2110010101010101010001100100100000000001000101010001000100011001001000

13、0000000000010101000000100010000011000000001000101010101010111000100000110000001011011000101000100000000100001100000000010101JMP1111111110110110101000001100010000000000000100JMP1111111110110100100000001100010000000000006、 選擇幾條擴展指令，將其控制信號表達式寫入7片GAL中，單步方式下，通過指示觀察擴展的幾條擴展指令的控制信號是否與設計的一致。7、 用教學機已實現的基本指令和擴

14、展的幾條指令編寫程序并運行，測試擴展的幾條指令是否正確。例：測試ADC指令（1） 在PC機上運行PCEC文件，設置PC機的串口為1（2） 置控制開關為00111（連續(xù)、內存讀指令、組合邏輯、8位、聯(lián)機）（3） 按RESET，再按START（4） 在命令提示符狀態(tài)下輸入：A 2000（5） 從地址2000H開始輸入下列程序 MVD R0，01 MVD R1，10 STC（6） 按回車退出編輯狀態(tài)（7） 在命令提示符狀態(tài)下輸入：A 2006（8） 在地址2006H處輸入RET（9） 回車退出編輯狀態(tài)（10） 用E命令輸入ADC R0，R1的代碼71H，即在命令行提示符狀態(tài)下輸入：E 2005（11

15、） 輸入71（12） 回車退出編輯狀態(tài)（13） 用G命令運行前面的源程序，在命令行提示符狀態(tài)下輸入：G 2000（14） 運行結果為R0=12，R1=10分析：通過結果可驗證擴展的正確性，由于擴展指令只有操作碼無助記符，因此不能在A命令下輸入，只能使用E命令在相應的內存地址鍵入。使用同樣的方法可驗證其它擴展的指令。實驗三：存儲器部件教學實驗實驗目的：通過看懂教學計算機中已經使用的幾個存儲器芯片的邏輯連接關系和用于完成存儲器容量擴展的幾個存儲器芯片的布線安排，在教學計算機上設計、實現并調試出存儲器容量擴展的實驗內容。其最終要達到的目的是：1、 深入理解計算機內存儲器的功能、組成知識2、 深入地學

16、懂靜態(tài)存儲器芯片的讀寫原理和他們組成教學計算機存儲器系統(tǒng)的方法（即字、位擴展技術），控制其運行的方式實驗設備：TEC-2000教學計算機實驗內容：1、 將6116RAM芯片右側的插針斷開，將標有/CS的圓孔針與標有MEM/CS的一排圓孔針中地址為0000BFFF的一個用導線相連。2、 有E命令改變內存單元的值并用D命令觀察結果。輸入命令E A000，回車后依次輸入若干數據，回車結束；輸入命令D A000，可看到從A000開始的內存單元內容為剛剛輸入的值3、 斷電重啟，用D A000命令可看到剛剛輸入的值丟失。分析：6116的容量為2K字節(jié)，所以其對應的地址空間有重疊，A000H-A7FFH為其

17、中的一個。RAM為隨機存取存儲器，其內容可隨意輸入，但斷電后數據丟失。4、 將28C64EEPROM芯片右側的插針斷開，將標有/CS的圓孔針與標有MEM/CS的一排圓孔針中地址為4000-5FFF的一個用導線相連。將ROM芯片兩邊標有VCC/MWR 3個插針下面2個短接，標有A11/MWR 3個插針上面2個短接，標有2764 2個插針斷開，標有/MRD GND 3個插針上面2個短接5、 用E命令改變內存單元的值并用D命令觀察結果。（方法同RAM擴展），可看到數據被寫入6、 斷電后重啟，用D命令察看剛剛寫過的內存單元，數據沒有變化7、 用A命令向該內存空間寫一條指令，用U命令反匯編，可看到寫入結果有時不正確。分析：28C64為電可擦寫的ROM，斷電后數據可保存。當其寫入時要求有一定的寫入時間，因此用A命令寫時，有時結果不正確，即時間短，不能完成寫入。實驗四 基礎匯編語言程序設計實驗目的：1、學習和了解TEC-2000八位機監(jiān)控命令的用法2、學習和了解TEC-2000八位機的指令系統(tǒng)3、學習簡單的TEC-2000八位機匯編程序設計 實驗儀器：TEC-200