第一篇：計算機組成原理實驗報告6-存儲器EM實驗

2.6 存儲器EM實驗

姓名：孫堅

學號：134173733

班級：13計算機

日期：2015.5.29

一．實驗要求：利用CPTH 實驗儀上的K16..K23 開關做為DBUS 的數(shù)據(jù)，其它開關做為控制信號，實現(xiàn)程序存儲器EM 的讀寫操作。

二．實驗目的：了解模型機中程序存儲器EM 的工作原理及控制方法。

三．實驗電路：

存儲器EM 由一片6116RAM 構成，是用戶存放程序和數(shù)據(jù)的地方。存儲器EM 通過一片74HC245 與數(shù)據(jù)總線相連。存儲器EM 的地址可選擇由PC或MAR 提供。

存儲器EM 的數(shù)據(jù)輸出直接接到指令總線IBUS，指令總線IBUS 的數(shù)據(jù)還可以來自一片74HC245。當ICOE 為0 時，這片74HC245 輸出中斷指令B8。

EM原理圖

連接線表

四．實驗數(shù)據(jù)及步驟：

實驗1：PC/MAR 輸出地址選擇

置控制信號為：

以下存貯器EM實驗均由MAR提供地址

實驗2：存儲器EM 寫實驗

將地址0 寫入MAR

二進制開關K23-K16用于DBUS[7:0]的數(shù)據(jù)輸入，置數(shù)據(jù)00H

置控制信號為：

按STEP鍵, 將地址0 寫入MAR

將數(shù)據(jù)11H寫入EM[0]

二進制開關K23-K16用于DBUS[7:0]的數(shù)據(jù)輸入，置數(shù)據(jù)11H

置控制信號為：

按STEP鍵, 將數(shù)據(jù)11H寫入EM[0]

將地址1 寫入MAR

二進制開關K23-K16用于DBUS[7:0]的數(shù)據(jù)輸入，置數(shù)據(jù)01H

置控制信號為：

按STEP鍵, 將地址1 寫入MAR

將數(shù)據(jù)22H寫入EM[1]

二進制開關K23-K16用于DBUS[7:0]的數(shù)據(jù)輸入，置數(shù)據(jù)22H

置控制信號為：

按STEP鍵，將數(shù)據(jù)22H寫入EM[1]

實驗3：存儲器EM 讀實驗

將地址0 寫入MAR

二進制開關K23-K16用于DBUS[7:0]的數(shù)據(jù)輸入，置數(shù)據(jù)00H

置控制信號為：

按STEP鍵, 將地址0 寫入MAR

讀EM[0]

置控制信號為：

EM[0]被讀出：11H

將地址1寫入MAR

二進制開關K23-K16用于DBUS[7:0]的數(shù)據(jù)輸入，置數(shù)據(jù)01H

置控制信號為：

按STEP鍵，將地址0寫入MAR

讀EM[1]

置控制信號為：

EM[1]被讀出：22H

實驗4：存儲器打入IR指令寄存器/uPC實驗 將地址0寫入MAR

二進制開關K23-K16用于DBUS[7:0]的數(shù)據(jù)輸入，置數(shù)據(jù)00H

置控制信號為：

按STEP鍵，將地址0寫入MAR

讀EM[0]，寫入IR及uPC

置控制信號為：

EM[0]被讀出：11H 按STEP鍵，將EM[0]寫入IR及uPC，IR=11H，uPC=10H

將地址1寫入MAR

二進制開關K23-K16用于DBUS[7:0]的數(shù)據(jù)輸入，置數(shù)據(jù)01H

置控制信號為：

按STEP鍵，將地址1寫入MAR

讀EM[1]，寫入IR及uPC

置控制信號為：

EM[1]被讀出：22H 按STEP鍵，將地址EM[1]寫入IR及uPC，IR=22H，uPC=20H

實驗5：使用實驗儀小鍵盤輸入EM

1．連接J1，J2

2．打開電源

3．按TV/ME鍵，選擇EM

4．輸入兩位地址，00 5．按NEXT，進入程序修改 6．按兩位程序數(shù)據(jù)

7．按NEXT選擇下個地址/按LAST選擇上個地址 8．重復6，7 步輸入程序 9．按RST結束

五．心得體會：

通過此次實驗，我了解了模型機中程序存儲器EM 的工作原理及控制方法。對存儲器的地址的讀和寫都有了比較深刻的理解，并且自己實踐動手的能力又進一步的增強了。

第二篇：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(shù)據(jù)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(shù)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(shù)據(jù)：

rom內所存儲的數(shù)據(jù)：

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(shù)據(jù)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。

第三篇：計算機組成原理實驗報告(運算器組成、存儲器)

計算機組成原理實驗報告

一、實驗1 Quartus Ⅱ的使用

一．實驗目的

掌握Quartus Ⅱ的基本使用方法。

了解74138（3：8）譯碼器、74244、74273的功能。

利用Quartus Ⅱ驗證74138（3：8）譯碼器、74244、74273的功能。二．實驗任務

熟悉Quartus Ⅱ中的管理項目、輸入原理圖以及仿真的設計方法與流程。

新建項目，利用原理編輯方式輸入74138、74244、74273的功能特性，依照其功能表分別進行仿真，驗證這三種期間的功能。

三．74138、74244、74273的原理圖與仿真圖 1.74138的原理圖與仿真圖

74244的原理圖與仿真圖 1.4.74273的原理圖與仿真圖、實驗2 運算器組成實驗

一、實驗目的

1.掌握算術邏輯運算單元（ALU）的工作原理。2.熟悉簡單運算器的數(shù)據(jù)傳送通路。

3.驗證4位運算器（74181）的組合功能。

4.按給定數(shù)據(jù)，完成幾種指定的算術和邏輯運算。

二、實驗電路

附錄中的圖示出了本實驗所用的運算器數(shù)據(jù)通路圖。8位字長的ALU由2片74181構成。2片74273構成兩個操作數(shù)寄存器DR1和DR2，用來保存參與運算的數(shù)據(jù)。DR1接ALU的A數(shù)據(jù)輸入端口，DR2接ALU的B數(shù)據(jù)輸入端口，ALU的數(shù)據(jù)輸出通過三態(tài)門74244發(fā)送到數(shù)據(jù)總線BUS7-BUS0上。參與運算的數(shù)據(jù)可通過一個三態(tài)門74244輸入到數(shù)據(jù)總線上，并可送到DR1或DR2暫存。

圖中尾巴上帶粗短線標記的信號都是控制信號。除了T4是脈沖信號外，其他均為電位信號。nC0，nALU-BUS，nSW-BUS均為低電平有效。

三、實驗任務

按所示實驗電路，輸入原理圖，建立.bdf文件。

四.實驗原理圖及仿真圖

給DR1存入01010101，給DR2存入10101010，然后利用ALU的直通功能，檢查DR1、DR2中是否保存了所置的數(shù)。其實驗原理圖如下：

波形圖如下：

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(shù)據(jù)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(shù)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(shù)據(jù)：

rom內所存儲的數(shù)據(jù)：

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(shù)據(jù)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。

四、實驗4 數(shù)據(jù)通路的組成與故障分析實驗

（一）、實驗目的

（1）將運算器模塊與存儲器模塊進行連接；（2）進一步熟悉計算機的數(shù)據(jù)通路；

（3）煉分析問題與解決問題的能力，學會在出現(xiàn)故障的情況下，獨立分析故障現(xiàn)象并排除故障。

（二）、實驗電路

設計一實驗電路圖，把前面進行的運算器實驗模塊與存儲器實驗模塊兩部分電路連接在一起。RAM和ROM的輸出都可以送至寄存器R1和R2作為運算器的輸入，而運算器的結果可以送入R3暫存，然后送入RAM的指定單元。整個電路總線結構的形式自行設計。

（三）、實驗原理圖與仿真圖

ram內所存儲的數(shù)據(jù)：

rom內所存儲的數(shù)據(jù)：

原理圖如下： 仿真圖如下： 五．心得體會

實驗前我們應該先要對我們將要做的實驗充分的了解，將原理弄懂，同時也要熟悉我們實驗所使用的軟件的用法，這對我們都是至關重要的，并且會使我們在實驗時節(jié)省很多時間；然后，根據(jù)實驗要求設計出總體方案，再根據(jù)方案進行實驗。通過這次課程設計我懂得了理論與實際相結合的重要性，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，將結論用于實踐，才能提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。

第四篇：計算機組成原理實驗報告+++數(shù)據(jù)通路實驗

數(shù)據(jù)通路組成實驗

一、實驗目的

（１）將雙端口通用寄存器組和雙端口存儲器模塊聯(lián)機；

（２）進一步熟悉計算機的數(shù)據(jù)通路；

（３）掌握數(shù)字邏輯電路中故障的一般規(guī)律，以及排除故障的一般原則和方法；

（４）鍛煉分析問題與解決問題的能力，在出現(xiàn)故障的情況下，獨立分析故障現(xiàn)象，并排除故障。

二、實驗電路

圖９．１４示出了數(shù)據(jù)通路實驗電路圖，它是將前面進行的雙端口存儲器實驗模塊和一個雙端口通用寄存器組模塊連接在一起形成的，存儲器的指令端口不參與本次實驗，通用寄存器組連接運算器模塊，本實驗涉及其中的操作數(shù)寄存器ＤＲ２。

由于ＲＡＭ是三態(tài)門輸出，因而可以將ＲＡＭ連接到數(shù)據(jù)總線ＢＵＳ上。此外，ＢＵＳ上還連接著雙端口通用寄存器組。這樣，寫入ＲＡＭ的數(shù)據(jù)可由通用寄存器提供，而從ＲＡＭ讀出的數(shù)據(jù)也可送到通用寄存器保存。

ＲＡＭ和ＤＲ２在前面的實驗中使用過。對于通用寄存器組ＲＦ，它由一個在系統(tǒng)可編程（In System Programable）芯片ｉｓｐＬＳＩ １０１６固化了通用寄存器組的功能而成，其功能與雙端口寄存器組ＭＣ１４５８０相類似，內含四個８位的通用寄存器，帶有一個輸入端口和兩個輸出端口，從而可以同時寫入一路數(shù)據(jù)，讀出兩路數(shù)據(jù)。輸入端口取名為ＷＲ端口，連接一個８位的緩沖寄存器ＥＲ（已集成在ｉｓｐＬＳＩ １０１６芯片中），輸出端口取名為ＲＳ端口、ＲＤ端口，分別連接運算器模塊的兩個操作數(shù)寄存器ＤＲ１、ＤＲ２，其中，連接ＤＲ１的ＲＳ端口還可通過一個８位的三態(tài)門ＲＳＯ直接向ＢＵＳ輸出。雙端口通用寄存器組模塊的控制信號中，ＲＳ１、ＲＳ０用于選擇從ＲＳ端口讀出的通用寄存器，ＲＤ１、ＲＤ０用于選擇從ＲＤ端口讀出的通用寄存器，上述選擇信號在Ｔ１脈沖的上升沿到來時生效。而ＷＲ１、ＷＲ０則用于選擇從ＷＲ端口寫入的通用寄存器。ＷＲＤ是寫入控制信號，ＷＲＤ＝１時，在Ｔ２上升沿的時刻，從ＥＲ寫入數(shù)據(jù)；ＷＲＤ＝０時，ＥＲ中的數(shù)據(jù)不寫入通用寄存器中。ＬＤＥＲ信號控制ＥＲ從ＢＵＳ寫入數(shù)據(jù)，ＲＳ－ＢＵＳ信號則控制ＲＳ端口到ＢＵＳ的輸出三態(tài)門。以上控制信號各自連接一個二進制開關。

三、實驗設備

（１）ＪＹＳ－４計算機組成原理實驗儀一臺（２）雙蹤示波器一臺（３）直流萬用表一只（４）邏輯測試筆一支

四、實驗任務

（１）將實驗電路與操作面板的有關信號進行線路連接，方法同前面的實驗。（２）用８位數(shù)據(jù)開關向ＲＦ中的四個通用寄存器分別置入以下數(shù)據(jù)（十六進制）：Ｒ０＝０Ｆ，Ｒ１＝Ｆ０，Ｒ２＝５５，Ｒ３＝ＡＡ。

給Ｒ０置入０Ｆ的步驟是：先用８位數(shù)碼開關將０Ｆ置入ＥＲ，并且選擇ＷＲ１＝ＷＲ０＝０，再將ＥＲ的數(shù)據(jù)置入ＲＦ。給其他通用寄存器置入數(shù)據(jù)的步驟與此類似。

（３）分別將Ｒ０至Ｒ３中的數(shù)據(jù)同時讀入到ＤＲ２寄存器和ＢＵＳ上，觀察其數(shù)據(jù)是否存入Ｒ０至Ｒ３中的數(shù)據(jù)，并記錄數(shù)據(jù)。其中ＢＵＳ上的數(shù)據(jù)可直接用指示燈顯示，ＤＲ２中的數(shù)據(jù)可用邏輯筆測試有關引腳。

（４）用８位數(shù)碼開關向ＡＲ１送入一個地址０Ｆ，然后將Ｒ０中的０Ｆ寫入ＲＡＭ。用同樣的方法，依次將Ｒ１至Ｒ３中的數(shù)據(jù)寫入ＲＡＭ中的Ｆ０、５５、ＡＡ單元。

（５）分別將ＲＡＭ中ＡＡ單元的數(shù)據(jù)寫入Ｒ０，５５單元的數(shù)據(jù)寫入Ｒ１，Ｆ０單元寫入Ｒ２，０Ｆ單元寫入Ｒ３。然后將Ｒ３、Ｒ２、Ｒ１、Ｒ０中的數(shù)據(jù)讀出到ＢＵＳ上，通過指示燈驗證讀出的數(shù)據(jù)是否正確，并記錄數(shù)據(jù)。

（６）進行ＲＦ并行輸入輸出試驗。

１．選擇ＲＳ端口對應Ｒ０，ＲＤ端口對應Ｒ１，ＷＲ端口對應Ｒ２，并使ＷＲＤ＝１，觀察并行輸入輸出的結果。選擇ＲＳ端口對應Ｒ２，驗證剛才的寫入是否生效。記錄數(shù)據(jù)。２．保持ＲＳ端口和ＷＲ端口同時對應Ｒ２，ＷＲＤ＝１，而ＥＲ中置入新的數(shù)據(jù)，觀察并行輸入輸出的結果，ＲＳ端口輸出的是舊的還是新的數(shù)據(jù)？（７）在數(shù)據(jù)傳送過程中，發(fā)現(xiàn)了什么故障？如何克服的？

五、實驗要求（１）做好實驗預習和準備工作，掌握實驗電路的數(shù)據(jù)通路特點和通用寄存器組的功能特性。（２）寫出實驗報告，內容為

１．實驗目的；

２．如碰到故障，記錄故障現(xiàn)象，排除故障的分析思路，故障定位及故障的性質； ３．實驗數(shù)據(jù)記錄；

４．值得討論的其他問題。

第五篇：計算機組成原理實驗報告

計算機科學與技術-計10計 算 機 組 成 原 理 實 驗 報姓

名：

學

號：

班

級：

指 導 老 師：

鄭

計算機科學與技術-計10

4一個上升沿，數(shù)據(jù)66H 被寫入W 寄存器。3）將11H寫入R0寄存器

①K23-K16開關置零，按[RST]鈕，按[TV/ME]鍵三次，進入“Hand......”手動狀態(tài)。②二進制開關K23-K16用于DBUS[7:0]的數(shù)據(jù)輸入，置數(shù)據(jù)11H

置控制信號為：

③按住STEP脈沖鍵，CK由高變低，觀察現(xiàn)象；放開STEP鍵，CK由低變高，產(chǎn)生一個上升沿，數(shù)據(jù)11H 被寫入R0 寄存器。4）將22H寫入R1寄存器

①K23-K16開關置零，按[RST]鈕，按[TV/ME]鍵三次，進入“Hand......”手動狀態(tài)。②二進制開關K23-K16用于DBUS[7:0]的數(shù)據(jù)輸入，置數(shù)據(jù)22H

置控制信號為：

③按住STEP脈沖鍵，CK由高變低，觀察現(xiàn)象；放開STEP鍵，CK由低變高，產(chǎn)生一個上升沿，數(shù)據(jù)22H被寫入R1 寄存器。5）將33H寫入R2寄存器

①K23-K16開關置零，按[RST]鈕，按[TV/ME]鍵三次，進入“Hand......”手動狀態(tài)。②二進制開關K23-K16用于DBUS[7:0]的數(shù)據(jù)輸入，置數(shù)據(jù)33H

置控制信號為：

③按住STEP脈沖鍵，CK由高變低，觀察現(xiàn)象；放開STEP鍵，CK由低變高，產(chǎn)生一個上升沿，數(shù)據(jù)33H被寫入R2 寄存器。

計算機科學與技術-計104

這時寄存器R3 的紅色輸出指示燈亮，R3 寄存器的數(shù)據(jù)送上數(shù)據(jù)總線。此時數(shù)據(jù)總線指示燈L7...L0為： 01000100.將K11(RRD)置為1，關閉R3 寄存器輸出。11）將12H寫入MAR寄存器

①K23-K16開關置零，按[RST]鈕，按[TV/ME]鍵三次，進入“Hand......”手動狀態(tài)。②二進制開關K23-K16用于DBUS[7:0]的數(shù)據(jù)輸入，置數(shù)據(jù)12H

置控制信號為：

③按住STEP脈沖鍵，CK由高變低，觀察現(xiàn)象；放開STEP鍵，CK由低變高，產(chǎn)生一個上升沿，數(shù)據(jù)12H被寫入MAR寄存器。12）將34H寫入ST寄存器

①K23-K16開關置零，按[RST]鈕，按[TV/ME]鍵三次，進入“Hand......”手動狀態(tài)。②二進制開關K23-K16用于DBUS[7:0]的數(shù)據(jù)輸入，置數(shù)據(jù)34H

置控制信號為：

③按住STEP脈沖鍵，CK由高變低，觀察現(xiàn)象；放開STEP鍵，CK由低變高，產(chǎn)生一個上升沿，數(shù)據(jù)34H被寫入ST 寄存器。13）將56H寫入OUT寄存器

①K23-K16開關置零，按[RST]鈕，按[TV/ME]鍵三次，進入“Hand......”手動狀態(tài)。②二進制開關K23-K16用于DBUS[7:0]的數(shù)據(jù)輸入，置數(shù)據(jù)56H

置控制信號為：

計算機科學與技術-計10

4（2）掌握簡單運算器的數(shù)據(jù)傳送通道。

（3）能夠按給定數(shù)據(jù)，完成實驗指定的算術/邏輯運算。

4.實驗步驟：

①將55H寫入A寄存器

二進制開關K23-K16用于DBUS[7:0]的數(shù)據(jù)輸入，置數(shù)據(jù)55H

置控制信號為：

按住STEP脈沖鍵，CK由高變低，這時寄存器A的黃色選擇指示燈亮，表明選擇A寄存器。放開STEP鍵，CK由低變高，產(chǎn)生一個上升沿，數(shù)據(jù)55H被寫入A寄存器。

②將33H寫入W寄存器

二進制開關K23-K16用于DBUS[7:0]的數(shù)據(jù)輸入，置數(shù)據(jù)33H

置控制信號為：

按住STEP脈沖鍵，CK由高變低，這時寄存器W 的黃色選擇指示燈亮，表明選擇W寄存器。放開STEP 鍵，CK 由低變高，產(chǎn)生一個上升沿，數(shù)據(jù)33H 被寫入W 寄存器。

③置下表的控制信號，檢驗運算器的運算結果

計算機科學與技術-計10

4實驗2：移位實驗 將55H寫入A寄存器

二進制開關K23-K16用于DBUS[7:0]的數(shù)據(jù)輸入，置數(shù)據(jù)55H

置控制信號為：

按住STEP脈沖鍵，CK由高變低，這時寄存器A的黃色選擇指示燈亮，表明選擇A寄存器。放開STEP鍵，CK由低變高，產(chǎn)生一個上升沿，數(shù)據(jù)55H被寫入A寄存器。

S2S1S0=111 時運算器結果為寄存器A內容

5.實驗結果與分析：

移位與輸出門是否打開無關，無論運算器結果如何，移位門都會給出移位結果。但究竟把那一個結果送數(shù)據(jù)總線由X2X1X0輸出選擇決定。表中第一行，A中寄存器值為55H=01010101,L為左移結果為：10101010B=AAH，D為直通輸入結果為原值，R為右

計算機科學與技術-計10

4(2)按圖3—6連接實驗線路，仔細查線無誤后接通源。

4.實驗結果與分析：

① 編程

計算機科學與技術-計104

MAO清零，從而明確本機的運行入口微地址為000000(二進制)。

D．按動“START”鍵，啟動時序電路，則每按動一次啟動鍵，讀出一條微指令后停機，此時實驗臺上的微地址顯示燈和微命令顯示燈將顯示所讀出的一條指令。注意：在當前條件下，可將“MICRO—CONTROLLER”單元的sE6一sEl接至“SWITCH UNIT”中的S3—Cn對應二進制開關上，可通過強置端sEl一sE6人為設置分支地址。將SEI—SE6對應二進制開關量為“1”，當需要人為設置分支地址時，將某個或幾個二進制開關置“0”，相應的微地址位即被強置為“l(fā)”，從而改變下一條微指令的地址。(二進制開關置為“0”，相應的微地址位將被強置為“l(fā)”)④ 連續(xù)運行

A．將編程開關置為“RUN(運行)”狀態(tài)。

B．將實驗板的單步開關“STEP”置為“EXEC”狀態(tài)。

C.使CLR從l→0→l，此時微地址寄存器清“0”，從而給出取指微指令的入口地址為 000000(二進制)。

D．啟動時序電路，則可連續(xù)讀出微指令。

5.實驗注意事項：

此次實驗主要要掌握微程序控制器的組成、工作原理；明確微程序、微指令、微命令的概念；掌握微指令、微程序的設計及調試方法；通過單步方式執(zhí)行若干條微指令深入理解微程序控制器的工作原理；用邏輯分析儀測試微程序控制器指令的轉移，微程序、微指