ZY15Comp12BB实验指导书1.docVIP

目 录 目 录 1 第一部分 基本单元实验 3 1.1算术逻辑运算实验 3 一.实验目的 3 二.实验设备 3 三.实验原理 3 四.实验步骤 4 1.2进位控制实验 7 一.实验目的 7 二.实验设备 7 三.实验原理 7 四.实验步骤 7 1.3移位运算实验 9 一.实验目的 9 二.实验设备 9 三.实验原理 9 四．实验步骤 9 1.4存储器实验 11 一.实验目的 11 二.实验设备 11 三.实验原理 11 四.实验步骤 11 1.5总线控制实验 14 一.实验目的 14 二.实验设备 14 三.实验原理 14 四.实验步骤 14 1.6时序实验 16 一.实验目的 16 二.实验设备 16 三.实验原理 16 四.实验内容 16 1.7微程序控制器的组成与微程序设计实验 18 一.实验目的 18 二.实验设备 18 三.实验原理 18 四.实验步骤 20 第二部分 综合实验 24 2.1基本模型机实验 24 一.实验目的 24 二.实验设备 24 三.实验原理 24 四.实验步骤 27 2.2移位运算模型机实验 31 一.实验目的 31 二.实验设备 31 三.实验原理 31 四.实验步骤 31 2.3复杂模型机实验 36 一.实验目的 36 二.实验设备 36 三.数据格式及指令系统 36 1. 数据格式 36 2. 指令格式 36 3. 指令系统 37 四.总体设计 37 五.实验步骤 38 第三部分 扩展板实验 43 3.1扩展8255并行口实验 43 一.实验目的 43 二.实验设备 43 三.实验原理 43 四.实验步骤 45 3.2扩展8253定时器/计数器实验 47 一.实验目的 47 二.实验设备 47 三.实验原理 47 四.实验步骤 47 3.3 8259中断控制器实验 50 一.实验目的 50 二.实验设备 50 三.实验原理 50 四.实验步骤 52 3.4可重构原理计算机的组成实验 56 一.实验目的 56 二.实验设备 56 三.实验原理 56 四.实验步骤 57 3.5基于RISC处理器构成的模型机的设计与实现 59 一.实验目的 59 二.实验设备 59 三.实验原理 59 四.CPLD芯片的设计程序 61 五.实验步骤 66 附录1 实验用芯片介绍 68 附录2 联机软件操作说明 75 附录3 模块布局图 79 第一部分 基本单元实验 基本实验包含以下实验项目： ● 算术逻辑运算实验 ● 进位控制实验 ● 移位运算实验 ● 存贮器实验 ● 总线控制实验 ● 时序实验 ● 微程序控制器的组成与微程序设计实验 1.1算术逻辑运算实验 一.实验目的 1. 掌握简单运算器的组成以及数据传送通路。 2. 验证运算功能发生器（74LS181）的组合功能。 二.实验设备 ZY15Comp12BB计算机组成原理教学实验箱一台，排线若干。 三.实验原理 图1-l 运算器数据通路图 实验中所用的运算器数据通路如图1-1所示。其中运算器由两片74LS181以并/串形式构成8位字长的ALU。运算器的两个数据输入端分别由两个锁存器（74LS273）锁存，锁存器的输入连至数据总线，数据输入开关（INPUT）用来给出参与运算的数据，并经过一三态门（74LS245）和数据总线相连。运算器的输出经过一个三态门（74LS245）和数据总线相连。数据显示灯已和数据总线（“DATA BUS”）相连，用来显示数据总线内容。 图1-2中已将实验需要连接的控制信号用箭头标明（其他实验相同，不再说明）。其中除T4为脉冲信号，其它均为电平控制信号。实验电路中的控制时序信号均已内部连至相应时序信号引出端，进行实验时，还需将S3、S2、S1、S0、Cn、M、LDDR1、LDDR2、ALU_G、SW_G各电平控制信号与“SWITCH”单元中的二进制数据开关进行跳线连接。其中ALU_G、SW_G为低电平有效，LDDR1、LDDR2为高电平有效。按动微动开关PULSE，即可获得实验所需的单脉冲。 四.实验步骤 l. 按图1-2连接实验线路，仔细检查无误后，接通电源。（图中箭头表示需要接线的地方，接总线和控制信号时要注意高低位一一对应，可用彩排线的颜色来进行区分） 图1-2 算术逻辑运算实验接线图 2. 用INPUT UNIT的二进制数据开关向寄存器DR1和DR2置数，数据开关的内容可以用与开关对应的指示灯来观察，灯亮表示开关量为“1”，灯灭表示开关量为“0”。以向DR1中置C1H）和向DR2中置43H）为例，具体操作步骤如下： 首先使各个控制电平的初始状态为：CLR=1，LDDR1=0，LDDR2=0，ALU_G=1，SW_G=1，S3 S2 S1 S0 M CN=1