计算机组成原理实验.pptx

计算机组成原理实验;DJ-CPTH系统概述

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。;系统提供两种实验模式：

（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。;模块实验

1.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。;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。

例1：将55H写入A寄存器。

（1）连接线表。

;（2）二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据55H。

（3）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。

;例2：将11H写入R0寄存器。

（1）连接线表。

（2）二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据11H。

;（3）置控制信号为：

按住STEP脉冲键，CK由高变低，这时寄存器R0的黄色选择指示灯亮，表明选择R0寄存器。放开STEP键，CK由低变高，产生一个上升沿，数据11H被写入R0寄存器。

;例3：读R0寄存器

（1）K1(SB)，K0(SA)用于选择寄存器。

（2）置控制信号为：

这时寄存器R0的红色输出指示灯亮，R0寄存器的数据送上数据总线。此时数据总线指示灯L7...L0为将K11(RRD)置为1，关闭R0寄存器输出。

;例4：将12H写入MAR寄存器。

（1）连接线表。

（2）二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据12H。

;（3）置控制信号为：

按住STEP脉冲键，CK由高变低，这时寄存器MAR的黄色选择指示灯亮，表明选择MAR寄存器。放开STEP键，CK由低变高，产生一个上升沿，数据12H被写入MAR寄存器。

K14(MAROE)为0，MAR寄存器中的地址输出，MAR红色输出指示灯亮。将K14(MAROE)置为1，关闭MAR输出。

;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。;（1）运算功能表。

;（2）连接线表。

;例1：将55H写入A寄存器，将33H写入W寄存器，运算。

（1）二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据55H。

（2）置控制信号为：

（3）二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据33H。

;（4）置控制信号为：

（5）置下表的控制信号，检验运算器的运算结果。

;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