当前位置：文档库 › 实验二COP2000移位实验

实验二COP2000移位实验

实验二 COP2000数据输出和移位实验

一、实验目的

1、了解模型机中多寄存器接数据总线的实现原理。

2、了解运算器中移位功能的实现方法。

二、实验要求

利用COP2000 实验仪的开关做为控制信号，将指定寄存器的内容读到数据总线DBUS上。

三、实验步骤

1 连线，并置相应控制信号，并输入数据

2 检验存储器的输出结果

3 置控制信号，实现ALU的左移和右移，并检验结果

四、实验内容

ALU 左移输出原理图

直通门将运算器的结果不移位送总线。当X2X1X0=100时运算器结果通过直通门送到数据总线。同时，直通门上还有判0电路，当运算器的结果为全0时，Z=1

右移门将运算器的结果右移一位送总线。当X2X1X0=101时运算器结果通过右通门送到数据总线。具体连线是：

Cy 与 CN → DBUS7

ALU7 → DBUS6

ALU6 → DBUS5

ALU5 → DBUS4

ALU 右移输出原理图

ALU4 → DBUS3

ALU3 → DBUS2

ALU2 → DBUS1

ALU1 → DBUS0

Cy 与CN → DBUS7

当不带进位移位时(CN=0)：

0 → DBUS7

当带进位移位时(CN=1)：

Cy → DBUS7

左移门将运算器的结果左移一位送总线。当X2X1X0=110时运算器结果通过左通门送到数据总线。具体连线是：

ALU6 → DBUS7

ALU5 → DBUS6

ALU4 → DBUS5

ALU3 → DBUS4

ALU2 → DBUS3

ALU1 → DBUS2

ALU0 → DBUS1

当不带进位移位时(CN=0)：

0 → DBUS0

当带进位移位时(CN=1)：

Cy → DBUS0

4、将55H写入A寄存器

按住CLOCK脉冲键，CLOCK由高变低，这时寄存器A的黄色选择指示灯亮，表明选择A寄存器。放开CLOCK键，CLOCK 由低变高，产生一个上升沿，数据55H被写入A寄存器。

S2S1S0=111时运算器结果为寄存器A内容

5、观察到：

移位与输出门是否打开无关，无论运算器结果如何，移位门都会给出移位结果。但究竟把那一个结果送数据总线由X2X1X0输出选择决定。另外左右和右移右控制信号控制。

五、心得体会

通过本次实验，我学会了模型机中多存储器接数据总线的实现原理，并了解了运算器中移位功能的原理及实现方法。对存储器和运算器的工作原理有了更进一步的了解。

寄存器实验报告

一、实验目的 1. 了解寄存器的分类方法，掌握各种寄存器的工作原理； 2. 学习使用V erilog HDL 语言设计两种类型的寄存器。二、实验设备 PC 微机一台，TD-EDA 实验箱一台，SOPC 开发板一块。三、实验内容寄存器中二进制数的位可以用两种方式移入或移出寄存器。第一种方法是以串行的方式将数据每次移动一位，这种方法称之为串行移位(Serial Shifting)，线路较少，但耗费时间较多。第二种方法是以并行的方式将数据同时移动，这种方法称之为并行移位(Parallel Shifting)，线路较为复杂，但是数据传送的速度较快。因此，按照数据进出移位寄存器的方式，可以将移位寄存器分为四种类型：串行输入串行输出移位寄存器(Serial In- Serial Out)、串行输入并行输出移位寄存器(Serial In- Parallel Out)、并行输入串行输出移位寄存器(Parallel In- Serial Out)、并行输入并行输出移位寄存器(Parallel In-Parallel Out)。本实验使用V erilog HDL 语言设计一个八位并行输入串行输出右移移位寄存器(Parallel In- Serial Out)和一个八位串行输入并行输出寄存器(Serial In- Parallel Out)，分别进行仿真、引脚分配并下载到电路板进行功能验证。四、实验步骤 1．并行输入串行输出移位寄存器实验步骤 1）. 运行Quartus II 软件，选择File New Project Wizard 菜单，工程名称及顶层文件名称为SHIFT8R，器件设置对话框中选择Cyclone 系列EP1C6Q240C8 芯片，建立新工程。 2.) 选择File New 菜单，创建V erilog HDL 描述语言设计文件，打开文本编辑器界面。 3.) 在文本编辑器界面中编写V erilog HDL 程序，源程序如下： module SHFIT8R(din,r_st,clk,load,dout); input [7:0]din; input clk,r_st,load; output dout; reg dout; reg [7:0]tmp; always @(posedge clk) if(!r_st) begin dout<=0; end else begin if(load) begin tmp=din; end else

实验二算术逻辑运算及移位操作

实验二算术逻辑运算及移位操作一、实验目的 1．熟悉算术逻辑运算指令和移位指令的功能。 2．了解标志寄存器各标志位的意义和指令执行对它的影响。二、实验预习要求 1．复习8086指令系统中的算术逻辑类指令和移位指令。2．按照题目要求在实验前编写好实验中的程序段。三、实验任务 1．实验程序段及结果表格如表：表

2．用BX 寄存器作为地址指针，从BX 所指的内存单元(0010H)开始连续存入(10H 、04H 、30H)，接着计算内存单元中的这三个数之和，和放在单元中，再求出这三个数之积，积放0014单元中。写出完成此功能的程

3 后结果(AX)＝ (1) 传送15H 到AL 寄存器； (2) 再将AL 的内容乘以2 ； (3) 接着传送15H 到BL 寄存器； (4) 最后把AL 的内容乘以BL 的内容。 4商＝ (1) 传送数据2058H 到DS:1000H 单元中，数据12H 到DS:1002H 单元中； (2) 把 DS:1000H 单元中的数据传送到AX 寄存器； (3) 把AX 寄存器的内容算术右移二位； (4) 再把AX 寄存器的内容除以DS:1002H 字节单元中的数； (5) 最后把商存入字节单元DS:1003H 中。 5．下面的程序段用来清除数据段中从偏移地址0010H 开始的12元的内容（即将零送到这些存储单元中去）。 (1) 将第4条比较指令语句填写完整（划线处）。 MOV SI ，0010H NEXT: MOV WORD PTR[SI]，0 ADD SI ，2 CMP SI ，答案 22H （或者20H ） JNE NEXT HLT (2) 假定要按高地址到低地址的顺序进行清除操作（高地址从0020H 开始），则上述程序段应如何修改上机验证以上两个程序段并检查存储单元的内容是否按要求进行了改变。 6．输入并运行表中的程序段，把结果填入表右边的空格中，并分析结果，说明本程序段的功能是什么。

实验五带移位模型机设计与实现(优.选)

计算机学院计算机科学与技术专业班_____组、学号310 姓名协作者___________ 教师评定_____________ 实验题目带移位运算模型机的设计与实现___________ 1.实验目的与要求：（1）熟悉由微程序控制器控制模型机的数据通道。（2）掌握机器指令的使用和编程。（3）学习设计与调试计算机的基本步骤及方法。（4）记录程序运行过程的数据和结果，按记录填写答题框，完成练习操作题，观察程序的执行过程并记录运行结果。 2.实验方案：一、实验连线在实验仪上接好线后，仔细检查无误后可接通电源。二、实验程序结合基本模型机所学的五条指令和本实验介绍的移位指令，编写的实验程序已存在磁盘里，文件名为EX2，该程序包括机器指令程序和微指令程序，在程序中地址和内容都是十六进制，机器指令的前4位操作码。三、实验步骤与PC机联机将上面的实验程序（EX2）下载到实验仪里，该程序包括机器指令程序和微指令程序，机器指令程序装入6116存储器里，微指令程序装入E2PROM2816控制存储器里。（1）实验程序下载操作步骤： 1、开机后，启动Windows系统，双击桌面上的“组成原理实验”快捷图标，即可进入DVCC 组成原理实验系统主画面。 2、单击该系统第三行的打开图标，即可出现文件框，选择文件名EX2并打开之。 3、此时左边的编辑窗口“新文件”变为“EX2”，在该窗口里显示EX2的源文件，它包括机器指令程序和微指令程序的微代码，$P开头是机器指令程序，$M开头是微指令程序的微代码。 4、单击“调试”图标，把打开的源文件下载到实验仪里，在下载过程中屏幕下方出现“正在传送文件”的提示，当文件传送完毕，提示消失。 5、文件传送完毕，要检查源文件是否正确传送到实验仪RAM和ROM里，首先检查实验仪RAM的内容，单击“程序RAM”打开该窗口，查看此时显示的地址和内容与实验程序中机器指令的地址和内容是否一致，若不一致，重复4的操作，若一致，就单击菜单栏中“调试”菜单，然后选择并单击“刷新数据”或按“F5”热键对“程序RAM”窗口显示的程序

计数器和移位寄存器设计仿真实验报告.

实验四典型时序电路的功能测试与综合仿真报告 15291204张智博一．74LS290构成的24位计数器方法：第一片74290的Q3与第二片的INB相连，R01，R02相连，INA，R91,R92悬空构成24位计数器。50Hz，5v方波电压源提供时钟信号，用白炽灯显示输出信号。实验电路：实验现象：

输出由000000变为000001，000010，000011，000100，001000，001001，001010，001011，001100，010001，010000，010010，010011，010100，011000，011001，011010，011011，011100，100000，100001，100010，100011，100100，最终又回到000000，实现一次进位。二．74LS161构成的24位计数器方法：运用多次置零法用两片74LS161构成了24位计数器，两片计数器的时钟信号都由方波电压源提供，第一片芯片的Q3和第二片芯片的Q0通过与非门，构成两个74LS161的LOAD信号，第一片的CO接第二片的ENT，其他ENT和ENP接Vcc（5v）。输出接白炽灯。电路图：实验现象：以下为1—24的计数过程

三．74LS194构成的8位双向移位寄存器方法：通过两片194级联，控制MA,MB的值，来控制左右移动实验电路由两片74LS194芯片构成。两个Ma接在一起，两个Mb接在一起，第一片的Dr，第二片的Dl，分别通过开关接到Vcc（5v）上。第一片的Q3接到第二片的Dr，第二片的Q0接到第一片的Dl。8个输出端分别接白炽灯。实验电路：

移位运算器实验报告

移位运算器实验报告移位运算器实验报告移位运算器实验报告课程名称: 计算机组成原理姓名/学号: 实验名称: 算术逻辑运算专业: 软件工程班级: 软件工程班指导教师: 实验日期: 2011年 10月 26日实验成绩: 批阅教师签字: 第 1 页共 4 页移位运算器实验报告一、实验目的 , 验证移位控制的组合功能二、实验设备 , 1、TDN,CM，组成原理实验仪一台 , 2、导线若干三、实验原理 , 利用移位发生器(74LS299)、时序脉冲T4、信号控制使能端299-B、电平控制信号 AR及S0 S1 M控制其功能状态。如上图所示为移位控制电路.其中使用了一片74L

S299作为移位发生器,其8位输入/输出端可连接至内部总线。74LS299移位器的片选控制信号为299,B，在低电平时有效。T4为其控制脉冲信号，由“W/R UNIT”单元中的T4接至“STATE UNIT”单元中的单脉冲发生器KK2上而产生，S0、S1、M 作为移位控制信号。第 2 页共 4 页移位运算器实验报告四、实验内容 , 分别将理论值(每种位移进行三次)填入表中(初始值为5A),向299置数(置成5A

(01011010))。 , 设置S1、 S0、 M、299-B的状态，观察并记录移位结果(F、CY)。 F(三次移位结果) CY 299-B S1 S0 M 功能理论值实验值理论值实验值任意 0 0 0 保持 01011010 1 00101101 0 0 1 0 0 循环右移 10010110 1 01001011 0 10101101 0 带进位循环0 1 0 1 01010110 1 右移 10101011 0 10110100 0 0 0 1 0 循环左移 01101001 1 11010010 0 10110101 0 带进位循环0 0 1 1 01101010 1 左移 11010101 0 任意 1 1 任意装数 01011010 1 实验步骤: 1. 仔细查线无误后，接通电源。 2. 向移位寄存器装数。 <1> 拨动输入开关形成任意二进制数(注意形成的数据要能明显区分各位)。 <2> 使SWITCH UNIT单元中的开关SW-B=0，打开数据输入三态门。 <3> 使S0=1、S1=1，并按动微动开关KK2，则将二进制数装入移位寄存器。 <4> 使SW-B=1，关闭数据输入三态门。 3. 移位运算操作。参照“移位控制电路功能表”的内容，先将S1、S0和299-B置为 0、0和0，检查移位寄存器单元装入的数是否正确，然后通过改变S0、S1、M 的状态，并按动微动开关KK2，观察移位的结果。第 3 页共 4 页

实验四移位运算器实验

实验四移位运算器实验一、实验目的验证移位控制器的组合功能二、实验内容 1、实验原理移位运算实验原理如图3－4所示，使用了一片74L S299（U34）作为移位发生器，其八位输入/输出端通过74L S245引到总线，总线控制方式见图1—6，J A4接通时输出到总线。299B`信号由开关299B提供，控制其使能端，T4为其时钟脉冲，手动方式实验时将T4与手动脉发生器输出端S D相连，即J23跳线器上T4连S D。由信号S0、S1、M控制其功能状态，详细见下表3—3。 2、实验接线 1、J20,J21,J22,接上短路片， 2、J24，J25，J26接左边； 3、J27,J28 右边； 4、J23 置右边T4选“SD” 5、JA5 置“接通”； 6、JA6 置“手动”； 7、JA3，JA4 置“接通”； 8、JA1,JA2,置“高阻”； 9、JA8 置上面“微地址” 10、EXJ1接BUS3 11、CE、ALU_B 置“1”， 12、299B 置“0”

3、实验步骤 ⑴ 连接实验线路，仔细查线无误后接通电源。 ⑵ 置数，具体步骤如下： ⑶ 移位，参照上表改变S 0、 S 1、 M 、 299B 的状态，按动手动脉冲开关以产生时钟脉冲T 4，观察移位结果。四、实验数据 Q08I/O07I/O113I/O26I/O314I/O45I/O515I/O64I/O716Q7 17 OE12OE13S01S119CLK 12CLR 9DS011DS7 18 U34 74LS299 299B`S0S1VCC GND AQ0 AQ7T4 UN1A 74LS08 UN1B 74LS08 UN2A 74LS32 UN2B 74LS32UN2C 74LS32 UN3A 74LS04 M QCY 3 2 1 654 3 2 1 218109 6 54 R4910K VCC CLK 11 D 12S D 10 C D 13 Q 9 Q 8UN5B 74LS74 UN4B UN4C 299B` UN1D 74LS08UN1A 74LS08UN1B 74LS08 UN1C 74LS08 AQ7AQ0 UN3B 74LS32 UN4D UN4E AR T4M S0S1CN4QCY UN2C 74LS08CY UN2A 74LS08UN3B UN3A 74LS3274LS32 CY 56123 312 431234 5 6 45 910 8111011 1213 8910 4 5 6 LZD 0-LZD 7 图3-4 BU SD0--D 7

运算器实验报告汇总

计算机科学与技术系实验报告专业名称计算机科学与技术课程名称计算机组成与结构项目名称基本运算器实验班级学号姓名同组人员无实验日期 2015-11-1

一、实验目的 1.了解运算器的组成结构； 2.掌握运算器的工作原理。二、实验逻辑原理图与分析 2.1 实验逻辑原理图及分析运算器内部含有三个独立运算部件，分别是算术、逻辑和移位运算部件，要处理的数据存于暂存器A和暂存器B，三部件同时接受来自A和B的数据(有些处理器体系结构把移位运算器放于算术和逻辑运算部件之前，如ARM)，各部件对操作数进行何种运算由控制信号S3…S0和CN来决定，任何时候，多路选择开关只选择三部件中一个部件的结果作为ALU的输出。如果是影响进位的运算，还将置进位标志FC,在运算结果输出前，置ALU零标志。ALU中所有模块集成在一片CPLD中。逻辑运算部件由逻辑门构成，较为简单，而后面又有专门的算术运算部件设计实验，在此对这两个部件不在赘述。移位运算采用的是桶形移位器，一般采用交叉开关矩形来实现。每一个输入都通过开关与一个输出相连，把沿对角线的开关导通，就可以实现移位功能，即： ⑴对于逻辑左移或者逻辑右移功能，将一条对角线的开关导通，这将所有的输入位与所使用的输出分别相连。而没有同任何输入相连的则输出连接0. ⑵对于循环右移功能，右移对角线同互补的左移对角线一起激活。 ⑶对于未连接的输出位，移位时使用符号扩展或者是0填充，具体由相应的指令控制，使用另外的逻辑进位移位总量译码和符号判别，运算器部件由一片CPLD实现。ALU的输入和输出通过三态门74LS245连到CPU内总线上，另外还有指示灯表明进位标志FC。图中除T4和CLR，其余信号均来自于ALU单元的排线座，实验箱中所有单元的T1、T2、T3、T4都连接至控制总线单元的T1、T2、T3、T4，CLR都连接至CON单元的CLR按钮。T4由时序单元的TS4提供,其余控制线号均由CON单元的二进制数据开关模拟给出。控制信号中除T4为脉冲信号外，其余均为电平信号，其中ALU_B为低有效，其余为高有效。

实验八移位操作实验

实验八移位操作实验一、实验要求和目的 1．了解汇编语言移位操作指令； 2．熟悉汇编语言逻辑移位指令的使用方法； 3．掌握利用汇编语言逻辑移位运算指令实现程序设计的方法。二、软硬件环境 1．硬件环境：微机CPU 486以上，500MB以上硬盘，32M以上内存； 2．软件环境：装有MASM 5.0、DEBUG、LINK和EDIT等应用程序。三、实验涉及的主要知识单元移位指令主要包括算术移位、逻辑移位、循环移位，以下分三类介绍。其中统一的语句格式为：操作符OPD，1 操作符OPD，CL 功能为将目的操作数的所有位按操作符规定的方式移动1位或按寄存器CL规定的次数（0~255）移动，结果送入目的地址。 1、算术移位（1）算术左移指令SAL 格式：SAL OPD 1或CL 描述：将（OPD）向左移动CL指定的次数，最低位补入相应的０，ＣＦ的内容为最后移入位的值。如图8-1所示，受影响的标志位：CF、OF、PF、SF和ZF(AF无定义)。图8-1 SAL （2）算术右移指令SAR 格式：SAR OPD 1或CL 描述：将（OPD）向右移动CL指定的次数且最高位保持不变；CF的内容为最后移入位的值。如图8-2所示，受影响的标志位：CF、OF、PF、SF和ZF(AF无定义)。图8-2 SAR 2、逻辑移位

（1）逻辑左移格式：SHL OPD 1或CL 描述：把目的操作数的低位向高位移CL规定的次数，空出的低位补0，ＣＦ的内容为最后移入位的值。与算术左移相同，如图8-1所示，受影响的标志位：CF、OF、PF、SF和ZF(AF无定义)。（2）逻辑右移格式：SHR OPD 1或CL 描述：把目的操作数的高位向低位移CL规定的次数，空出的高位补0，ＣＦ的内容为最后移入位的值。如图8-3所示，受影响的标志位：CF、OF、PF、SF和ZF(AF无定义)。图8-3 SHR 3、循环移位循环移位包括不带进位的循环移位指令ROL、ROR和带进位的循环移位指令RCL、RCR。（1）不带进位循环左移指令ROL 格式：ROL OPD 1或CL 描述：把目的操作数的低位向高位移CL规定的次数，移出的位不仅要进入CF，而且还要填补空出的位，CF的内容为最后移入位的值。如图8-4所示，受影响的标志位：CF、OF。图8-4 ROL （2）不带进位循环右移指令ROR 格式：ROR OPD 1或CL 描述：把目的操作数的高位向低位移CL规定的次数，移出的位不仅要进入CF，而且还要填补空出的位，CF的内容为最后移入位的值。如图8-5所示，受影响的标志位：CF、OF。图8-5 ROR （3）带进位循环左移指令RCL

实验六移位寄存器的设计

实验六移位寄存器的设计一、实验目的 1、掌握中规模4位双向移位寄存器逻辑功能及使用方法。 2、熟悉移位寄存器的应用—实现数据的串行、并行转换和构成环形计数器。二、实验预习要求 1、复习有关寄存器及串行、并行转换器有关内容。 2、查阅CC40194、CC4011及CC4068 逻辑线路。熟悉其逻辑功能及引脚排列。 3、在对CC40194进行送数后，若要使输出端改成另外的数码，是否一定要使寄存器清零？ 4、使寄存器清零，除采用R C输入低电平外，可否采用右移或左移的方法？可否使用并行送数法？若可行，如何进行操作？ 5、若进行循环左移，图6－4接线应如何改接？ 6、画出用两片CC40194构成的七位左移串 /并行转换器线路。 7、画出用两片CC40194构成的七位左移并 /串行转换器线路。三、实验设备及器件 1、＋5V直流电源 2、单次脉冲源 3、逻辑电平开关 4、逻辑电平显示器 5、CC40194×2（74LS194）CC4011(74LS00) CC4068(74LS30) 四、设计方法与参考资料 1、移位寄存器是一个具有移位功能的寄存器，是指寄存器中所存的代码能够在移位脉冲的作用下依次左移或右移。既能左移又能右移的称为双向移位寄存器，只需要改变左、右移的控制信号便可实现双向移位要求。根据移位寄存器存取信息的方式不同分为：串入串出、串入并出、并入串出、并入并出四种形式。本实验选用的4位双向通用移位寄存器，型号为CC40194或74LS194，两者功能相同，可互换使用，其逻辑符号及引脚排列如图6－1所示。其中D0、D1、D2、D3为并行输入端；Q0、Q1、Q2、Q3为并行输出端；S R为右移串行输 C为直接无条件清零端；入端，S L为左移串行输入端；S1、S0为操作模式控制端；R

计算机组成原理移位寄存实验报告

计算机组成原理实验二移位寄存实验一、实验目的： 1、了解移位寄存器的硬件电路，验证移位控制与寄存的组合功能。 2、利用寄存器进行数据传输。二、实验要求：实现寄存器移位操作，了解通用寄存器的运用。三、实验原理：移位运算实验原理图移位运算实验原理如图所示，使用了一片74LS299作为移位发生

器，其八输入/输出端以排针方式和总线单元连接。299—B信号控制其使能端，T4时序为其时钟脉冲，实验时将“W/R UNIT”中的T4接至“STATE UNIT”中的KK2单脉冲发生器，由S0、S1、M控制信号控制其功能状态，其列表如下： 299—B S 1 S 0 M 功能 0 0 0 任意保持 0 1 0 0 循环右移 0 1 0 1 带进位循环右移 0 0 1 0 循环左移 0 0 1 1 带进位循环左移任意 1 1 任意装数四、实验连接： 1.运算器控制信号连接： S0，S1，M，LDCZY，LDR0，/SW-B，/SR-B，/R0-B 2.完成连接并检查无误后接通电源。五、实验仪器状态设定：在闪动的“P.”状态下按动“增址”命令键，使LED显示器自左向右第一位显示提示符“H”，表示本装置已进入手动单元实验状态。五、实验项目：（一）移位寄存器置数首先置CBA=000，然后按下面流程操作：数据开关（01101011）三态门置数（01101011）三态门

[CBA=001] [S0=1，S1=1] [CBA=111] [ “按STEP” ] （二）寄存器移位置CBA=001并输入数据，然后置CBA＝111,参照实验原理中的移位寄存器控制特性表改变S0、S1、M，按动“单步”命令键，实验发现数据移位正确。（三）移位结果寄存我们选取R0，把移位寄存器移位后的内容寄存到通用寄存器。在移位操作后保持CBA=111，S0=0，S1=0，然后令LDR0=1，再按动“单步”命令键，完成移位结果保存。（四）移位结果读出置CBA=100，总线指示灯显示R0内容，与上步中存的数一致。六、实验总结：通过本次实验的数据和理论分析进行比较、验证，我们验证了移位控制与寄存的组合功能，并熟悉了移位寄存器的数据传输方式。

计算机组成原理实验-运算器实验报告

1.逻辑运算（1）S3S2S1S0=0000时，F=A，例如：当A=00010101，B=01101001时 F=00010101；当A=01011000时，B=01011110时 F=01011000 （2）S3S2S1S0=0001时，F=B，例如：当A=10110111，B=01110010时 F=01110010 当A=11100011，B=01010110 F=01010110 （3）S3S2S1S0=0010时，F=AB。例如：当A=10110010，B=10010111时 F=10010010 当A=11000011，B=00111100时 F=00000000 （4）S3S2S1S0=0011时，F=A+B。例如：当A=00110101，B=11001010时， F=11111111 当A=01011011，B=11000101时 F=11011111 （5）S3S2S1S0=0100时，F=/A。例如：

当A=00110100，B=11010010时， F=11001011 当A=01001111，B=10100101时 F=10110000 2.移位运算（1）S3S2S1S0=0101时，F=A逻辑右移B（取低三位）位。例如：当A=01000101，B=00000010时， F=00010001 当A=01011011，B=00000101时 F=00000010 （2）S3S2S1S0=0110时，F=A逻辑左移B（取低三位）位。例如：当A=00110101，B=00000011时， F=10101000 当A=01101011，B=00000001时 F=11010110 （3）S3S2S1S0=0111时，F=A算术右移B位。例如：当A=01110101，B=00000010时， F=00011101 当A=01000111，B=00000101时

计算机组成原理运算器实验报告

一.实验目的及要求 (1) 了解运算器的组成结构。 (2) 掌握运算器的工作原理。二.实验模块及实验原理本实验的原理如图1-1-1所示。运算器部含有三个独立运算部件，分别为算术、逻辑和移位运算部件，要处理的数据存于暂存器A 和暂存器B ，三个部件同时接受来自 A 和B 的数据（有些处理器体系结构把移位运算器放于算术和逻辑运算部件之前，如ARM），各部

件对操作数进行何种运算由控制信号S3…S0和CN来决定，任何时候，多路选择开关只选择三部件中一个部件的结果作为ALU的输出。如果是影响进位的运算，还将置进位标志FC，在运算结果输出前，置ALU零标志。ALU中所有模块集成在一片CPLD 中。逻辑运算部件由逻辑门构成，较为简单，而后面又有专门的算术运算部件设计实验，在此对这两个部件不再赘述。移位运算采用的是桶形移位器，一般采用交叉开关矩阵来实现，交叉开关的原理如图1-1-2所示。图中显示的是一个4X4 的矩阵（系统中是一个8X8 的矩阵）。每一个输入都通过开关与一个输出相连，把沿对角线的开关导通，就可实现移位功能，即： (1) 对于逻辑左移或逻辑右移功能，将一条对角线的开关导通，这将所有的输入位与所使用的输出分别相连, 而没有同任何输入相连的则输出连接0 。 (2) 对于循环右移功能，右移对角线同互补的左移对角线一起激活。例如，在4 位矩阵中使用‘右1 ’和‘左 3 ’对角线来实现右循环 1 位。 (3) 对于未连接的输出位，移位时使用符号扩展或是0 填充，具体由相应的指令控制。使用另外的逻辑进行移位总量译码和符号判别。运算器部件由一片CPLD 实现。ALU的输入和输出通过三态门74LS245 连到CPU 总线上，另外还有指示灯标明进位标志FC和零标志FZ。请注意：实验箱上凡丝印标注有马蹄形标记‘’，表示这两根排针之间是连通的。图中除T4和CLR ，其余信号均来自于ALU单元的排线座，实验箱中所有单元的T1、T2、T3、T4都连接至控制总线单元的T1、T2、T3、T4，CLR 都连接至CON 单元的CLR 按钮。T4由时序单元的TS4 提供（时序单元的介绍见附录二），其余控制信号均由CON单元的二进制数据开关模拟给出。控制信号中除T4为脉冲信号外，其余均为电平信号，其中ALU_B为低有效，其余为高有效。暂存器A 和暂存器B 的数据能在LED 灯上实时显示，原理如图1-1-3所示（以A0为例，其它相同）。进位标志FC、零标志FZ和数据总线D7…D0的显示原理也是如此。 ALU和外围电路的连接如图1-1-4所示，图中的小方框代表排针座。运算器的逻辑功能表如表1-1-1所示，其中S3 S2 S1 S0 CN 为控制信号，FC 为进位标志，FZ为运算器零标志，表中功能栏的FC、FZ表示当前运算会影响到该标志。

单片机移位操作软件实验2

实验五移位操作一、实验目的：掌握移位操作的方法，并理解左移或右移与乘除法运算的关系。二、实验内容： 1．双字节二进制数左移一位将两个内部RAM 31H 和30H 单元中的内容组成的双字节数通过C y 左移一位。功能示意图程序清单赋初值：(30H)=A7H (31H)=9CH 命令行区域变化备注 PC 指针 CLR C 给C 累加器清零 C:0x0000 MOV A ,30H C:0x0001 RLC A 首位1给C 累加器 C:0x0003 MOV 30H, A C:0x0004 MOV A,31H C:0x0006 RLC A C 累加器中1给其末位，其首位1再给C 累加器 C:0x0008 MOV 31H, A C:0x0009 SJMP $ C:0x000B 最终结果 (30H)=4EH (31H)=39H 2．多字节二进制数右移一位将三个内部RAM 32H 、31H 和30H 单元中的内容组成的三字节数通过C y 右移一位。功能示意图 C y 31H 30H 32H 31H C y 30H

程序清单赋初值（32H）=9CH (31H)=A7H (30H)=4EH 命令行区域变化备注PC指针CLR C 给C累加器清零C:0x0000 MOV A,32H C:0x0001 RRC A 末位0给C累加器C:0x0003 MOV 32H,A C:0x0004 MOV A,31H C:0x0006 RRC A C累加器中0给其末 C:0x0008 位，其首位1再给C累加器 MOV 31H,A C:0x0009 MOV A,30H C:0x000B C:0x000D RRC A C累加器中1给其末位，其首位0再给C累加器 MOV 30H,A C:0x000E SJMP $ C:0x0010 最终结果(30H)=A7H (31H)=53H (32H)=4EH 三、思考题 1、多于三个字节的移位操作如何进行？答：同理，通过C累加器，运用RRC或RLC命令实现移位操作。若字节过多，可以加入循环。详见实验七第一个程序段 2、如果不通过C y如何移位？实现的功能有何不同？答：将RLC、RRC命令更改为RL、RR命令，这样就在不引起Cy变化的情况下进行移位操作了。

3_11实验二移位运算实验(王伟)

新疆师范大学计算机科学技术学院实验报告专业：软件工程课程名称：计算机组成原理班级： 14-3班姓名：王伟学号： 20141602141011 实验地址：数理楼2楼实验时间：2016.11.10 指导教师签字：成绩：实验二算术移位运算实验 1．实验目的和要求（1）掌握移位控制的功能及工作原理。（2）了解移位寄存器的功能。 2．主要仪器设备 EL-JY-II型计算机组成原理试验系统一套，排线若干。 3．实验原理移位运算实验电路结构如图 2-1 所示：图 2-1 移位运算器电路结构移位寄存器由 EP1K10 实现 T4 为移位时钟，M、S0、S1 为功能选择（见实验二），G_299 为输出控制，低电平时将寄存器的值送上数据总线。CY 为进位单元，对应于 Z 指示灯。DATAL、DATAH 接至数据总线。

4．操作方法与实验步骤实验连线图如图 2－3 所示。一、开关控制操作方式实验（1）将控制开关电路的所有开关拨到输出高电平“1”状态，所对应的指示灯亮。（2）拨动清零开关CLR，使其指示灯灭。再拨动 CLR，使其指示灯亮。（3）置数：置 C-G＝1，299-G＝0，通过数据输入电路输入要移位的数据，置 D15---D0= “0000000000000001”，然后置 C-G＝0，数据总线显示灯显示“0000000000000001”，置 S0=1，S1=1，M=1 ，此时为置数状态，按脉冲源及时序电路上的【单步】按钮，置 C-G=1，完成置数的过程，进位指示灯亮表示进位“Z”已置位。（4）不带进位移位：置 299-G＝0，S0=1，S1=0，M=0，此时为循环左移状态，数据总线显示灯显示“0000000000000001”，按【单步】，数据总线显示灯显示“0000000000000010”，

2015计算机组成原理实验报告

课程名称：计算机组成原理专业班级：学号：201200 学生姓名：指导教师：闫宏印 2015年06月29日

实验一运算器【实验目的与要求】 1．掌握运算器的组成、功能及工作原理； 2．验证由74LS181组成的16位ALU的功能，进一步验证带初始进位的ALU的功能； 3. 熟悉运算器执行算术运算操作和逻辑运算操作的具体实现过程。【实验设备和环境】本实验使用EL-JY-II型计算机组成原理实验挂箱一组连接线。【实验内容】一．实验原理算术逻辑单元ALU是运算器的核心。集成电路74LS181是4位ALU，四片74LS181以串行方式构成16位运算器。它可以对两个16位二进制数进行多种算术或逻辑运算，74LS181 有高电平和低电平两种工作方式，高电平方式采用原码输入输出，低电平方式采用反码输入输出，这里采用高电平方式。三态门74LS244作为输出缓冲器由ALU-G信号控制，ALU-G 为“0”时，三态门开通，此时其输出等于其输入；ALU-G 为“1”时，三态门关闭，此时其输出呈高阻。四片74LS273作为两个16数据暂存器，其控制信号分别为LDR1和LDR2，当LDR1和LDR2 为高电平有效时，在T4脉冲的前沿，总线上的数据被送入暂存器保存。运算器的结构见图1-1：

图1-1 运算器实验原理 74LS181功能见表1-1，其中符号“＋”表示逻辑“或”运算，符号“*”表示逻辑“与”运算，符号“/”表示逻辑“非”运算，汉字“加”表示算术加运算，汉字“减”表示算术减运算。表1-1 74LS181功能表

74LS181的功能控制条件由S3、S2、S1、S0、M、Cn决定。高电平方式的74LS181的管脚分配和引出端功能符号见图1-2。图1-2 74LS181的管脚分配和引出端功能二．实验步骤 1. 实验连线按图1-3接线图接线，连线时应注意：为了使连线统一，对于横排座，应使排线插头上的箭头面向自己插在横排座上；对于竖排座，应使排线插头上的箭头面向左边插在竖排座上。

计算机实验

实验一十六位机运算器实验专业：计算机科学与技术班级：学号：************ 姓名：张三丰实验地点：工A408 实验时间：指导教师：一、实验目的掌握十六位机字与字节运算的数据传输格式，验证运算功能发生器及进位控制的组合功能。二、实验要求完成算术、逻辑、移位运算实验，熟悉ALU运算控制位的运用。三、实验原理实验中所用的运算器数据通路如图2-3-1所示。ALU运算器由CPLD描述。运算器的输出经过2片74LS245三态门与数据总线相连，2个运算寄存器AX、BX的数据输入端分别由4个74LS574锁存器锁存，锁存器的输入端与数据总线相连，准双向I/O输入输出端口用来给出参与运算的数据，经2片74LS245三态门与数据总线相连。图2-3-1运算器数据通路图2-3-1中，AXW、BXW在“搭接态”由实验连接对应的二进制开关控制，“0”有效，通过【单拍】按钮产生的负脉冲把总线上的数据打入，实现AXW、BXW写入操作。

四、运算器功能编码表2.3.1 ALU运算器编码表算术运算逻辑运算五、实验连线 K23~K0置“1”，灭M23~M0控位显示灯。然后按下表要求“搭接”部件控制电路。

六、算术运算实验 1.字算术运算 (1)字写操作按【单拍】按钮按【单拍】按钮 (2)字读操作 (3)字加法与减法运算令M S2 S1 S0（K15 K13~K11=0100），FUN及总线单元显示AX+BX的结果。令M S2 S1 S0（K15 K13~K11=0101），FUN及总线单元显示AX－BX的结果。 2.字节算术运算 (1)偶字节写（置数操作）通过I/O单元“S15~S0”开关向累加器AL和暂存器BL置数，具体操作步骤如下：按【单拍】按钮按【单拍】按钮 (2)偶字节读操作（运算寄存器AL和BL内容送总线）关闭AL、BL写使能，令K18=K17=1，按下流程分别读AL、BL。 K18~K17=11 K13~K11=000 (3)字节减法算术运算（不带进位加）令M S2 S1 S0（K15 K13~K11=0100），FUN及总线单元显示AL+BL的结果。令M S2 S1 S0（K15 K13~K11=0101），FUN及总线单元显示AL－BL的结果。

移位寄存器实验报告

移位寄存器实验报告姓名：陈素学号：3120100621 专业：软件工程课程名称：逻辑与计算机设计基础实验同组学生姓名：张闻实验时间：y yyy-mm-dd 实验地点：紫金港东4-509 指导老师：一、实验目的和要求掌握移位寄存器的工作原理及设计方法掌握串、并数据转换的概念与方法了解序列信号在CPU控制器设计中的应用二、实验内容和原理 2.1 实验原理带并行置入的移位寄存器移位寄存器：每来一个时钟脉冲，寄存器中的数据按顺序向左或向右移动一位必须采用主从触发器或边沿触发器不能采用电平触发器数据移动方式：左移、右移数据输入输出方式串行输入，串行输出串行输入，并行输出并行输入，串行输出串行输入的移位寄存器使用D触发器，可构成串行输入的移位寄存器 2.2 标题 <正文>

带并行输入的右移移位寄存器数据输入移位寄存器的方式：串行输入、并行输入带并行输入的8位右移移位寄存器 module shift_reg(clk, S, s_in, p_in, Q); input wire clk, S, s_in; input wire [7:0] p_in; output wire [7:0] Q; wire [7:0] D; wire nS; FD FDQ0(.C(clk), .D(D[0]), .Q(Q[0])), FDQ1(.C(clk), .D(D[1]), .Q(Q[1])), FDQ2(.C(clk), .D(D[2]), .Q(Q[2])), FDQ3(.C(clk), .D(D[3]), .Q(Q[3])), FDQ4(.C(clk), .D(D[4]), .Q(Q[4])), FDQ5(.C(clk), .D(D[5]), .Q(Q[5])), FDQ6(.C(clk), .D(D[6]), .Q(Q[6])), FDQ7(.C(clk), .D(D[7]), .Q(Q[7])); OR2 D0_L(.I0(L_0), .I1(R_0), .O(D[0])), D1_L(.I0(L_1), .I1(R_1), .O(D[1])), D2_L(.I0(L_2), .I1(R_2), .O(D[2])), D3_L(.I0(L_3), .I1(R_3), .O(D[3])), D4_L(.I0(L_4), .I1(R_4), .O(D[4])), 串行输入 S

计算机组成原理实验报告

实验报告

运算器实验一、实验目的掌握八位运算器的数据传输格式，验证运算功能发生器及进位控制的组合功能。二、实验要求完成算术、逻辑、移位运算实验，熟悉ALU运算控制位的运用。三、实验原理实验中所用的运算器数据通路如图2-3-1所示。ALU运算器由CPLD描述。运算器的输出FUN经过74LS245三态门与数据总线相连，运算源寄存器A和暂存器B的数据输入端分别由2个74LS574锁存器锁存，锁存器的输入端与数据总线相连，准双向I/O输入输出端口用来给出参与运算的数据，经2片74LS245三态门与数据总线相连。图2-3-1运算器数据通路图中A WR、BWR在“搭接态”由实验连接对应的二进制开关控制，“0”有效，通过【单拍】按钮产生的脉冲把总线上的数据打入，实现运算源寄存器A、暂存器B的写入操作。四、运算器功能编码算术运算逻辑运算

K23~K0置“1”，灭M23~M0控位显示灯。然后按下表要求“搭接”部件控制路。表2.3.2 运算实验电路搭接表算术运算 1.运算源寄存器写流程通过I/O单元“S7~S0”开关向累加器A和暂存器B置数，具体操作步骤如下： 2.运算源寄存器读流程关闭A、B写使能，令K18=K17=“1”，按下流程分别读A、B。 3.加法与减法运算令M S2 S1 S0（K15 K13~K11=0100），为算术加，FUN及总线单元显示A+B的结果令M S2 S1 S0（K15 K13~K11=0101），为算术减，FUN及总线单元显示A－B的结果。逻辑运算 1.运算源寄存器写流程通过“I/O输入输出单元”开关向寄存器A和B置数，具体操作步骤如下： 2.运算源寄存器读流程关闭A、B写使能，令K17= K18=1，按下流程分别读A、B。