计算机组成原理实验指导书 - 图文

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址,并且输出相应的微指令。

2、2片74LS161组成了PC计数器,它由信号ELP、信号PC-O、脉冲PCCK来控制PC计数器+1和PC计数器置数操作。在停机状态下,由控制台置起始地址,给出打入脉冲并置入74LS161。当ELP=0,PCCK有上升沿时可重新置PC值。当PCO=0、ELP=1, PCCK是上升沿时把当前PC计数器加1,并且把PC计数器的值作为地址输出到地址总线上。

3、置EIR2为低电平,并且IR2CK有上升沿时,数据总线的数据打入IR2锁存器后,置IR2-O=0,PC-O=1时,把IR2的值作为地址输出到地址总线上。

4、74LS153是4选1的芯片,可通过JS0、JS1来选择用JC还是JZ来实现条件跳转的指令。 JS1 0 0 1 1 JS0 0 1 0 1 功 能 选择JZ 当通用寄存器为0时跳转 选择JC 当进位寄存器为0时跳转 选择JN 提供给用户自定义,JN=0跳转 重新设置当前PC指针,实现JMP指令 2.7.3.3 控制信号说明

信号名称 IR1CK IR2CK PCCK EIR1 EIR2 IR2-O PC-O ELP JS0-JS1 JZ 作 用 IR1的工作脉冲 IR2的工作脉冲 PC计数器工作脉冲 选通指令寄存器IR1 选通指令寄存器IR2 IR2输出允许 PC计数器内容输出允许 74LS161控制信号 选择开关 条件跳转 有效电平 上升沿有效 上升沿有效 上升沿有效 低电平有效 低电平有效 低电平有效 低电平有效 高电平可重置PC值;低电平时PC值自动加1 见上表 为零跳转 2.7.4 实验步骤

● 在启停单元中按“运行”按钮,使实验平台处于运行状态。

● 把EIR1,EIR2,PC-O,IR2-O,ELP,JS0,JS1接入二进制拨位开关中。把IR1CK和IR2CK接入脉冲单元PLS1,PCCK接入PLS2中。用长8位扁平电缆把PC-IN与右板上的二进制开关单元中J03相连(对应二进制开关H0~H7),PC-OUT用短8位扁平电缆连接地址总线AJ1,其他控制信号请按下表接线。 信号定义 IR1CK IR2CK PCCK EIR1 EIR2 IR2-0 PC-O ELP JS0 JS1 JZ 接入开关位号 PLS1 孔 PLS1 孔 PLS2 孔 H20 孔 H19 孔 H18 孔 H17 孔 H16 孔 H15 孔 H14 孔 H13 孔 25

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图2-7-2

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实验一:PC计数器置数

● 二进制开关H0~H7作为数据输入,置05H(对应开关如下表)。 H7 D7 0 H20 EIR1 1 H6 D6 0 H5 D5 0 H19 EIR2 0 H4 D4 0 H18 IR2-O 1 H3 D3 0 H2 D2 1 H17 PC-O 1 H1 D1 0 H0 D0 1 数据总线值 8位数据 05H H15 JS0 1 H14 JS1 1 ● 置控制信号如下: H16 ELP 0 ● 按启停单元中的运行按键,使实验平台处于运行状态。

● 按脉冲单元中的PLS1脉冲按键,在IR2CK上产生一个上升沿,把当前数据总线数据打入IR2锁存器,按脉冲单元中的PLS2脉冲按键,在PCCK上产生一个上升沿,将IR2锁存器中的地址打入PC计数器(2片74LS161)中,这样的操作过程可实现无条件跳转指令。若要观测输出结果,再置信号PC-O=0,此时PC计数器把其内容作为地址输出到地址总线上,地址总线上的指示灯IAB0~IAB7应显示05H。

实验二:PC计数器加1

● 完成实验1后,重置各控制信号如下: H20 EIR1 1 H19 EIR2 1 H18 IR2-O 1 H17 PC-O 0 H16 ELP 1 H15 JS0 1 H14 JS1 1 ● 按脉冲单元中的PLS2脉冲按键,在PCCK上产生一个上升沿,因PC-O=0,PC计数器将加1,PC计数器为06H,并且输出至地址总线。此时地址总线上的指示灯IAB0~IAB7应显示06H。

实验三:置当前指令寄存器

● 二进制开关H0~H7作为数据输入,置5FH(对应开关如下表)。 H7 D7 0 H20 EIR1 0 H6 D6 1 H5 D5 0 H19 EIR2 1 H4 D4 1 H18 IR2-O 1 H3 D3 1 H2 D2 1 H17 PC-O 1 H1 D1 1 H0 D0 1 数据总线值 8位数据 5FH H15 JS0 0 H14 JS1 0 ● 置控制信号如下: H16 ELP 1 ● 按启停单元中的运行按键,使实验平台处于运行状态。

● 按脉冲单元中的PLS1脉冲按键,在IR1CK上产生一个上升沿,把当前数据总线数据5FH打入IR1锁存器,表示当前运行的指令码为5FH。此时指令寄存器的指示灯I0~I7应显示5FH。

2.8 时序与启停实验

2.8.1 实验目的

1、掌握时序产生器的组成方式 2、熟悉起停电路的原理 2.8.2 实验要求

按照实验步骤完成实验项目,了解程序如何开始、停止运行,用示波器观察时序,并且画出时序图。

2.8.3 实验说明

2.8.3.1 时序与启停单元的构成:

启停电路由1片7474、1片74LS08组成,1个LED(RUN)表示当前实验平台的状态(运行LED亮、停止LED灭)。(如图2-8-1)

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图2-8-1

时序电路由1片74LS175、2片74LS00、4个LED脉冲指示灯(PLS1、PLS2、PLS3、PLS4)组成。当LED发光时,表示有上升沿产生。(如图2-8-2)

图2-8-2

2.8.3.2 启停、脉冲单元的原理:

启停原理:(如图:2-8-3)

起停电路由1片7474组成,当按下RUN按钮,信号输出RUN =1、STOP=0,表示当前实验平台为运行状态。当按下STOP按钮,信号RUN =0、 信号STOP=1,表示当前实验平台为停止状态。当系统处于停机状态时,微地址、进位寄存器都被清零,并且可通过监控单元来读写内存和微程序。在停止状态下,当HALT上有1个高电平,同时HCK有1个上升沿,此时高电平被打入寄存器中,信号RUN =1、STOP=0,使实验平台处于运行状态。

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