计算机组成原理实验报告alu 合肥工业大学计算机组成原理实验报告.doc

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实验一基本运算器实验一、实验目的了解运算器的组成结构;掌握运算器的工作原理。二、实验内容 1 、连线说明: ALU 单元: S0..S3(JP18) ——开关区单元: K20..K23(JP89) ALU 单元: Wa、 wB、 rALU 、 CN_I(JP19) ——开关区单元: K15..K12(JP92) ALU 单元: ALU_D0..ALU_D7(JP25) ——扩展区单元: JP62 ALU 单元: IN0..IN7(JP22) ——开关区单元: K0..K7(JP97) 2 、打开实验仪电源,按 CON 单元的 nRST 按键,将 ALU 的A、B、 FC、 FZ、 FS、I 清零; 如果 EXEC 键上方指示灯不亮,请按一次 EXEC 键,点亮指示灯,表示实验仪在运行状态。 3 、给暂存器 A 赋初值(1 )拨动开关区单元的 K7..K0 开关,形成二进制数 01011000 (或其它值);指示灯亮,表示该位是‘1’,灭为‘0’。(2) 拨动开关区单元 K15(wA) 、 K14(wB) 、 K13(rALU) 、_I) 开关,赋 wA=0 ( 允许写A)、 wB=1 ( 禁止写 B)、 rALU=1( 不允许 ALU 输出)、 CN_I=0 ,按 CON 单元的 STEP 按键一次, 产生一个 T1 的下降沿, 将二进制数 01011000 写入暂存器 A中, ALU 单元的 A_7 … A_0LE D 上显示 A 中的值 4 、给暂存器 B 赋初值(1 )拨动开关区单元的 K7..K0 开关,形成二进制数 10101011 (或其它值)。(2 )赋 wA=1 (禁止写 A )、 wB=0 (允许写 B )、 rALU=1( 不允许 ALU 输出)、 CN_I=0 , 按 CON 单元的 STEP 按键一次, 产生一个 T2 的下降沿,将二进制数 10101011 写入暂存器 B 中, ALU 单元的 R_7 … R_0LED 上显示 B 中的值 5、赋 wA=1 ( 禁止写 A)、 wB=1 ( 禁止写 B)、 rALU(K10)=0, 按 uSTEP 键, 进入 T3 节拍, 节拍 DS169 DS168 T1、 T2、 T3 无效( T1=0 、 T2=0 、 T3=0 ) 00 T1 ( T1=1 、 T2=0 、 T3=0 ) 01 T2 ( T1=0 、 T2=1 、 T3=0 ) 10 T3 ( T1=0 、 T2=0 、 T3=1 ) 11 说明: 1- 亮; 0-灭当 rALU(K13)=0 ,如果 S3S2S1S0 的值是 0000 时, T2、 T3 节拍时,允许 ALU 结果输出; S3S2S1S0 的值是其它数值, T3 节拍时,允许 ALU 结果输出,显示于扩展区的二位数码管、 DS94..DS101 的 LED 上。 6、根据后边的“运算结果表”, 改变 K20 ( S0)、 K21 ( S1)、 K22 ( S2)、 K23 ( S3)、 K12 ( CN_I ) 的值, 观察并记录运算器的输出。例如: S0=0 , S1=0 , S2=0 , S3=0 , ALU 的 D7_D0 = 58H ; FC、 FZ、 FS、I 不变。注意:只有按 CON 单元的 STEP 按键一次,产生一个 T3 的下降沿, ALU 才将标志位 FC、 FZ、 FS、I 写入标志寄存器 PSW 中,才能在 ALU 单元的 FZ、 FC、 FS、I 指示灯上看到结果。如果实验仪、 PC 联机操作,则可通过软件中的数据通路图来观测实验结果,方法是: 打开软件,在星研软件的工具条中选择“运算器实验”,打开运算器实验的数据通路图。进行上面的手动操作, 点击工具条上单节拍或单周期命令图标, 数据通路图会反映当前运算器所做的操作。三、实验结果及分析运算结果表运算类型 AB S3 S2 S1 _I 结果逻辑运算 58 AB 0000 0 ALU= ( 58) FC= (0) FZ= (0) FS=(0 ) 58 AB 0000 1 ALU= ( AB) FC= (0) FZ= (0) FS=(0 ) 58 AB 0001 X ALU= ( FB) FC= (0) FZ= (0) FS=(0 ) 0010 X ALU= ( 08) FC= (0) FZ= (0) FS=(0 ) 0011 X ALU= ( F3) FC= (0) FZ= (0) FS=(0 ) 0100 X ALU= ( A7) FC= (0) FZ= (0) FS=( 0) 移位运算 0101 0 ALU= ( 0B) FC= (0) FZ= (0) FS=( 0) 0101 1 ALU= ( 2C) FC= (0) FZ= (0) FS=(0

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