第一篇：實驗四 計算機組成原理

軟件082

袁曉輝

200800834211

uPC實驗

實驗要求：

利用COP2000實驗儀上的K16..K23開關做為DBUS的數據，其它開關做為控制信號，實現微程序計數器uPC的寫入和加1功能。實驗目的：

1.了解模型機中微程序的基本概念。2.了解uPC的結構、工作原理及其控制方法 實驗說明：

74HC161是一片帶預置的4位二進制記數器。功能如下：

當 RST = 0時，記數器被清0

當IREN = 0時，在CK的上升沿，預置數據被打入記數器

當IREN = 1時，在CK的上升沿，記數器加一

TC為進位，當記數到F（1111）時，TC=1

CEP，CET為記數使能，當CEP，CET=1時，記數器工作，CEP，CET=0時，記數器保持原記數值 時序電波：

實驗1：A、W 寄存器實驗

實驗電路：

實驗步驟：

一、按照下列連接線表連接電路

PC實驗

實驗要求：

利用COP2000實驗儀上的K16..K23開關做為DBUS的數據，其它開關做為控制信號，實現程序計數器PC的寫入及加1功能 實驗目的：

1.了解模型機中程序計數器PC的工作原理及其控制方法。2.了解程序執(zhí)行過程中跳轉指令的實現方法。實驗說明：

PC是由兩片74HC161構成的八位帶預置記數器，預置數據來 自數據總線。記數器的輸出通過74HC245（PCOE）送到地址 總線。PC值還可以通過74HC245（PCOE_D）送回數據總線。在COP2000中，PC+1由PCOE取反產生。

當RST = 0時，PC記數器被清0

當LDPC = 0時，在CK的上升沿，預置數據被打入PC記數器

當PC+1 = 1時，在CK的上升沿，PC記數器加一

當PCOE = 0時，PC值送數據總線 當ELP=1時，LDPC=1，不允許PC被預置 當ELP=0時，LDPC由IR3，IR2，Cy，Z確定

當IR3 IR2 = 1 X時，LDPC=0，PC被預置

當IR3 IR2 = 0 0時，LDPC=非Cy，當Cy=1時，PC被預置

當IR3 IR2 = 0 1時，LDPC=非Z，當Z=1時，PC被預置 實驗電路

實驗步驟：

一、按照下列連接線表連接電路

心得體會：

做這次試驗，除了做uPC時偉福儀器不好使外，其他的還是一切順利，這些實驗越做越好，做時分析其中的原理，是很有意思的事情，我想我會越做越好的。

第二篇：計算機組成原理實驗

ALU設計

module ALU(ALU_OP,AB_SW,F_LED_SW,LED);

input[2:0] ALU_OP,AB_SW,F_LED_SW;

output[7:0] LED;reg[7:0] LED;

reg[31:0] A,B,F;reg OF,ZF;

always@(*)begin

end

always@(*)begin

ZF=0;OF=0;case(ALU_OP)

3'b000: begin F=A&B;end 3'b001: begin F=A|B;end 3'b010: begin F=A^B;end 3'b011: begin F=~(A|B);end 3'b100: begin {OF,F}=A+B;OF=OF^F[31];end 3'b101: begin {OF,F}=A-B;OF=OF^F[31];end 3'b110: begin F=A

3'b000: begin A=32'h0000_0000;B=32'h0000_0000;end 3'b001: begin A=32'h0000_0003;B=32'h0000_0607;end 3'b010: begin A=32'h8000_0000;B=32'h8000_0000;end 3'b011: begin A=32'h7FFF_FFFF;B=32'h7FFF_FFFF;end 3'b100: begin A=32'h8000_0000;B=32'hFFFF_FFFF;end 3'b101: begin A=32'hFFFF_FFFF;B=32'h8000_0000;end 3'b110: begin A=32'h1234_5678;B=32'h3333_2222;end 3'b111: begin A=32'h9ABC_DEF0;B=32'h1111_2222;end endcase endcase

if(F==32'b0)ZF=1;end

always@(*)begin

end case(F_LED_SW)

3'b000: LED=F[7:0];3'b001: LED=F[15:8];3'b010: LED=F[23:16];3'b011: LED=F[31:24];default:begin LED[7]=ZF;LED[0]=OF;LED[6:1]=6'b0;end endcase

endmodule 管腳配置

NET “AB_SW[0]” LOC = T10;NET “AB_SW[1]” LOC = T9;NET “AB_SW[2]” LOC = V9;NET “ALU_OP[0]” LOC = M8;NET “ALU_OP[1]” LOC = N8;NET “ALU_OP[2]” LOC = U8;NET “F_LED_SW[0]” LOC = V8;NET “F_LED_SW[1]” LOC = T5;NET “F_LED_SW[2]” LOC = B8;NET “LED[0]” LOC = U16;NET “LED[1]” LOC = V16;NET “LED[2]” LOC = U15;NET “LED[3]” LOC = V15;NET “LED[4]” LOC = M11;NET “LED[5]” LOC = N11;NET “LED[6]” LOC = R11;NET “LED[7]” LOC = T11;寄存器 module jicunqi(input Clk, input Reset, input [4:0] Reg_Addr, input Write_Reg, input [1:0] Sel, input AB, output reg [7:0] LED);reg [31:0] W_Data;wire [31:0] R_Data_A,R_Data_B,LED_Data;REG RU1(Clk,Reset,Reg_Addr,Reg_Addr,Reg_Addr,W_Data,Write_Reg,R_Data_A,R_Data_B);assign LED_Data=AB?R_Data_A : R_Data_B;always @(*)begin

W_Data=32'h0000_0000;

LED=8'b0000_0000;

if(Write_Reg)

begin

case(Sel)

2'b00: W_Data= 32'h1234_5678;

2'b01: W_Data= 32'h89AB_CDEF;2'b10: W_Data= 32'h7FFF_FFFF;2'b11: W_Data= 32'hFFFF_FFFF;endcase end

else

begin

case(Sel)

2'b00: LED=LED_Data[7:0];2'b01: LED=LED_Data[15:8];2'b10: LED=LED_Data[23:16];2'b11: LED=LED_Data[31:24];

endcase end end endmodule `timescale 1ns / 1ps // REG.v module REG(input Clk, input Reset, input [4:0] R_Addr_A, input [4:0] R_Addr_B, input [4:0] W_Addr, input [31:0] W_Data, input Write_Reg, output [31:0] R_Data_A, output [31:0] R_Data_B);

reg [31:0] REG_Files[0:31];integer i;

assign R_Data_A=REG_Files[R_Addr_A];assign R_Data_B=REG_Files[R_Addr_B];

always @(posedge Clk or posedge Reset)begin

if(Reset)

begin

for(i=0;i<=31;i=i+1)

REG_Files[i]<=32'h0000_0000;

end

else

begin

if(Write_Reg)

begin

REG_Files[W_Addr]<=W_Data;

end end end endmodule

管腳配置 NET “Clk” LOC=“C9”;NET “Reset” LOC=“D9”;NET “Reg_Addr[4]” LOC=“T5”;NET “Reg_Addr[3]” LOC=“V8”;NET “Reg_Addr[2]” LOC=“U8”;NET “Reg_Addr[1]” LOC=“N8”;NET “Reg_Addr[0]” LOC=“M8”;NET “Write_Reg” LOC=“V9”;NET “Sel[1]” LOC=“T9”;NET “Sel[0]” LOC=“T10”;NET “AB” LOC=“A8”;NET “LED[7]” LOC=“T11”;NET “LED[6]” LOC=“R11”;NET “LED[5]” LOC=“N11”;NET “LED[4]” LOC=“M11”;NET “LED[3]” LOC=“V15”;NET “LED[2]” LOC=“U15”;NET “LED[1]” LOC=“V16”;NET “LED[0]” LOC=“U16”;

第三篇：_計算機組成原理實驗2

計算機組成原理實驗日志

實驗題目：

進位、移位控制實驗

實驗目的：

(1)了解帶進位控制的運算器的組成結構；(2)驗證帶進位控制的運算器的功能。(3)了解移位發(fā)生器74LS299的功能；(4)驗證移位控制電路的組合功能。實驗主要步驟：

一、進位

(1)按圖1.2-2連接實驗電路并檢查無誤。(2)打開電源開關。

(3)用輸入開關向暫存器DR1和DR2置數，方法同前。

(4)關閉數據輸入三態(tài)門(SW-B=1)，打開ALU輸出三態(tài)門(ALU-B=0)，并使LDDR1=0、LDDR2=0，關閉寄存器打入控制門。

(5)對進位標志清零。實驗板上“SWITCH UNIT”單元中的CLR開關為標志CY、ZI的清零開關，它為零狀態(tài)時是清零狀態(tài)，所以將此開關做1→0→1操作，即可使標志位清零。

注意：進位標志指示燈CY亮時表示進位標志為“0”，無進位；標志指示燈CY滅時表示進位為“1”，有進位。

圖1.2-1 帶進位運算器通路圖

圖1.2-2 帶進位運算實驗接線圖

(6)驗證帶進位運算及進位鎖存功能。使Cn=1，AR=0，進行帶進位算術運算。例如，做加法運算，使ALU-B=0，S3、S2、S1、S0、M的狀態(tài)為1、0、0、1、0，此時數據總線上顯示的數據為DR1加DR2加當前進位標志的和，但這時的進位狀態(tài)位還沒有打入進位鎖存器中，(它是要靠T4節(jié)拍來打入的。)這個結果是否有進位產生，則要按動微動開關KK2，若進位標志燈亮，則無進位，反之則有進位。因為做加法運算時數據總線一直顯示的數據為DR1+DR2+CY，所以當有進位輸入到進位鎖存器時，總線顯示的數據將為加上當前進位鎖存器中鎖存的進位的結果。

二、移位

(1)按圖1.3-2連接實驗電路并檢查無誤。(2)打開電源開關。(3)向移位寄存器置數。

①撥動輸入開關,形成二進制數01101011(或其它數值)。

②使SWITCH UNIT單元中的開關SW-B=0，打開數據輸入三態(tài)門。③使S0=

1、S1=1，并按動微動開關KK2，則將二進制數01101011置入了移位寄存器。

④使SW-B=1，關閉數據輸入三態(tài)門。(4)移位運算操作。

①參照表1.3-1中的內容，先將S1、S0置為0、0，檢查移位寄存器單元裝入的數是否正確，然后通過改變S0、S1、M、299-B的狀態(tài)，并按動微動開關KK2，觀察移位結果。

②根據移位控制電路功能表1.3-1中的內容，分析移位運算的結果是否正確。

圖1.3-2 移位運算實驗接線圖

實驗結果： 一．進位

向DR1中置入80H 向DR2中置入 80H CY初始位置為亮 0 加法完成后 CY為滅總線顯示01H 二．移位

輸入00011000 移位后 00110000 心得體會：

通過本次實驗了解了的帶進位的加法和移位器的原理。

第四篇：_計算機組成原理實驗3

計算機組成原理實驗日志3 實驗題目：

靜態(tài)隨機存儲器實驗 實驗目的：

掌握靜態(tài)隨機存儲器RAM工作特性及數據的讀/寫方法。實驗主要步驟：

(1)形成時鐘脈沖信號T3。具體接線方法和操作步驟如下：

①接通電源，把示波器接到方波信號源的輸出插孔H23調節(jié)電位器W1及W2，使H23端輸出實驗所期望的頻率和占空比的方波。

②將時序電路模塊(STATE UNIT)單元中的φ和信號源單元(SIGNAL UNIT)中的H23排針相連。

③在時序電路模塊中有兩個二進制開關“STOP”和“STEP”。將“STOP”開關置為“RUN”狀態(tài)、“STEP”開關置為“EXEC”狀態(tài)時，按動微動開關START，則T3端輸出連續(xù)的方波信號，此時調節(jié)電位器W1，用示波器觀察，使T3輸出實驗要求的脈沖信號。當“STOP”開關置為“RUN”狀態(tài)、“STEP”開關置為“STEP”狀態(tài)時，每按動一次微動開關START，則T3輸出一個單脈沖，其脈沖寬度與連續(xù)方式相同。用PC聯機軟件中的示波器功能也能看到波形。這樣可以代替真實示波器。

(2)按圖2-2連接實驗線路，仔細查線無誤后接通電源。

圖2-2 靜態(tài)隨機存儲器實驗接線圖(3)寫存儲器。給存儲器的00、01、02、03、04地址單元中分別寫入數據11H、12H、13H、14H、15H。

由上面的存儲器實驗原理圖(圖2-2)看出，由于數據和地址全由一個數據開關給出，因此要分時地給出。下面的寫存儲器要分兩個步驟：第一步寫地址，先關掉存儲器的片選(CE=1)，打開地址鎖存器門控信號(LDAR=1)，打開數據開關三態(tài)門(SW-B=0),由開關給出要寫入的存儲單元的地址，按動START產生T3脈沖將地址打入到地址鎖存器；第二步寫數據，關掉地址鎖存器門控信號(LDAR=0),打開存儲器片選(CE=0)，使之處于寫狀態(tài)(CE=0，WE=1)，由開關給出此單元要寫入的數據，按動STRAT產生T3脈沖將數據寫入到當前的地址單元中。寫其他單元依次循環(huán)上述步驟。

寫存儲器流程如圖2-3所示(以向00號單元寫入11H為例)。

圖2-3 寫存儲器流程圖

(4)讀存儲器。

依次讀出第00、01、02、03、04號單元中的內容，觀察上述各單元中的內容是否與前面寫入的一致。同寫操作類似，讀每個單元也需要兩步：第一步寫地址，先關掉存儲器的片選(CE=1)，打開地址鎖存器門控信號(LDAR=1)，打開,由開關給出要讀存儲單元的地址，按動START產生T3脈沖將地址打入到地址鎖存器；第二步讀存儲器，關掉數據開關三態(tài)門(SW-B=1),打開存儲器(CE=0)，使它處于讀狀態(tài)(CE=0，WE=0)，此時數據總線上顯示的數據即為從存儲器當前地址中讀出的數據內容。讀其他單元依次循環(huán)上述步驟。

讀存儲器操作流程如下圖2-4所示(以從00號單元讀出11H數據為例)。

圖2-4 讀存儲器流程圖

實驗結果：

置入存儲器地址00 寫入存儲器數據 11H 置入存儲器地址01 寫入存儲器數據12H 置入存儲器地址02 寫入存儲器數據13H 置入存儲器地址03 寫入存儲器數據14H 置入存儲器地址04 寫入存儲器數據15H

讀數據

置入存儲器地址00 讀出存儲器數據11H 置入存儲器地址01 讀出存儲器數據12H 置入存儲器地址02 讀出存儲器數據13H 置入存儲器地址03 讀出存儲器數據14H 置入存儲器地址04 讀出存儲器數據15H 實驗思考題

（1）一片靜態(tài)存儲器6116（2K×8），容量是多大？因實驗箱上地址寄存器只有8位接入6116的A7－A0，而高三位A8－A10接地，所以實際存儲容量是多少？為什么？

答：容量是16kbit大小，當只有A7-A0只有8位字時，實際容量是256*8=4Kbit大小。（2）歸納出向存儲器寫入一個數據的過程，包括所需的控制信號（為“1”還是為“0”）有效。

答：根據實驗指導書上WR0有效，此時為寫入數據

心得體會：

通過這次實驗掌握了靜態(tài)存儲器的基本原理，以及存儲器是如何寫入數據和讀取數據的，強化了計算機存儲器的理解

第五篇：計算機組成原理實驗(存儲器)

實驗3 半導體存儲器原理實驗

（一）、實驗目的

（1）熟悉靜態(tài)隨機存儲器RAM和只讀存儲器ROM的工作特性和使用方法；（2）熟悉半導體存儲器存儲和讀出數據的過程；（3）了解使用半導體存儲器電路時的定時要求。

（二）、實驗要求

利用Quartus Ⅱ器件庫提供的參數化存儲單元，設計一個由128X8位的RAM和128X8位的ROM構成的存儲器系統(tǒng)。請設計有關邏輯電路，要求仿真通過，并設計波形文件，驗證該存儲器系統(tǒng)的存儲與讀出。

（三）、實驗原理圖與仿真圖

ram內所存儲的數據：

rom內所存儲的數據：

仿真圖如下：

（四）心得體會

本次試驗中，我們應該熟練掌握Quartus Ⅱ軟件的使用方法；熟悉靜態(tài)隨機存儲器RAM和只讀存儲器ROM的工作特性和使用方法；熟悉半導體存儲器存儲和讀出數據的過程；了解使用半導體存儲器電路時的定時要求。并且制定實驗方案然后進行實驗驗證。要學會將學到的知識運用到實際中。