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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4－1所示，本实验使用一片74LS299（U34）作为移位发生器，其八位输入/输出端引到8芯排座ALUO2，实验时用8芯排线连至数据总线插座BUS4。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SD相连，即J23跳线器上T4连SD。由信号S0 、S1、M控制其功能状态，详细见下表4—1

移位运算实验原理图4－1

2、实验接线

①ALUO2连BUS4；

②EXJ1连BUS3；

③SJ2连UJ2；

④跳线器ALUB 、299B 、SWB 拨至左侧（手动位置），且开关ALUB 拨至“1”电平，299B 拨至“0”电平。

⑤跳线器J23的T4连SD ；

3、实验步骤

①连接实验线路，仔细查线无误后接通电源。

②置数，具体步骤如下：

③移位，参照上图改变S0、 S1、 M 、 299B 的状态，按动手动脉冲开关以产生时钟脉冲T4，观察移位结果。

KD7-D0=

数据开关置数 SWB=0 开输入三态门 S0=1 S1=1 数据置入移位寄存器 SWB=1

关输入三态门 T4=

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。

运算器实验

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原理项目名称运算器实验班级 15 学号姓名 L 同组人员无实验日期 2015/10/29

一、实验目的与要求目的：①了解运算器的组成结构。 ②掌握运算器的工作原理。要求：①实验之前，应认真准备，写出实验步骤和具体设计内容。 ②应在实验前掌握所有控制信号的作用。 ③实验过程中，应认真进行实验操作。 ④实验之后，应认真思考总结，写出实验报告，包括实验步骤二、实验逻辑原理图与分析 2.1 画实验逻辑原理图图3-1 运算器原理图

2.2 逻辑原理图分析如上图3-1，运算器内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3-2所示。图中显示的是一个4*4的矩阵（系统中是一个8*8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： ⑴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。 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。列如，在4位矩阵中使用‘右1’和‘左3’对角线来实现右循环1位。 ⑶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。

移位运算器实验报告(修改)

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 74LS299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。

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）。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。 4.验证循环右移功能： a)向299-B置数：输入端调为0101 1010，SW-B=0，S0=1,S1=1，按下KK2，SW-

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

8086实验报告

在EMU8086下环境单步调试程序实验报告 1．实验时间：2013年4月23日 2．实验地点：图书馆 3．实验名称：在EMU8086下环境单步调试程序 4. 实验目的：（1）熟悉EMU8086仿真环境（2）在EMU8086环境下单步调试给出的程序，加深对重要指令的理解5．实验所用设备与软件：硬件：PC机一台；软件：EMU8086 6．实验方法、过程与实验结果的分析完整代码如下（已补充，已修改） org 100h ; set location counter to 100h ;mov指令 mov CL,23H mov CH,45H ;(cx)=4523H mov AX,1234H ;(AX)=1234H mov WORD ptr[300H],0180H ;( 300H)=0180H mov bx,[300H] ;(bx)=0180H mov [300H],cx ;(300H)=4523H mov ax,ds ;(ax)=0700H mov ds,bx ;(ds)=0180H mov es,[300H] ;(es)=0000H mov [300H],ss ;(ss)=0700 mov bx,cs ;(bx)=0700 mov [300H],cs ;(300H)=0700 目的操作数不允许为CS段寄存器;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;XCHG指令 MOV AX，1234H ;(AX)=1234H MOV BX，3456H ;(BX)=3456H XCHG AX，BX ;(AX)=3456H,(BX)=1234H MOV AX,1234H ;(AX)=1234H MOV WORD ptr[300H],0100H;( 300H)=0100H XCHG AX,[300H] ;(AX)=0100H,( 300H)=1234H ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; MOV BX,OFFSET TABLE MOV AL,15 XLAT ;(AL)=225H ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;堆栈指令 MOV AX，1234H ;(AX)=1234H PUSH AX

基本模型机的设计与实现和带移位运算的模型机的设计及实现

一、基本模型机的设计与实现（一）实验目的： 1、清晰地建立计算机的整机概念，在掌握部件单元电路实验的基础上，进一步将其组成系统构造一台基本模型计算机。 2、为其定义五条机器指令：IN、ADD、STA、OUT、JMP，并编写相应的微程序，具体上机调试掌握整机概念。 3、学习设计和调试计算机的基本步骤和方法，提高使用软件仿真工具和集成电路的基本技能。（二）、实验设备 TDN-CM+计算机组成原理教学实验系统一台。（三）、实验原理本实验定义五条机器指令：IN（输入）、ADD（二进制加法）、STA（存数）、OUT（输出）、JMP（无条件转移），其指令格式如下：助记符机器指令码说明 IN 0000 0000 “I NPUT DEVICE”→R0 ADD addr 0001 0000 ××××××××R0+[addr] →R0 STA addr 0010 0000 ××××××××R0→ [addr] OUT addr 0011 0000 ××××××××[addr] →BUS JMP addr 0100 0000 ××××××××addr→PC 其中IN为单字长（8位），其余为双字长指令，××××××××为addr对应的二进制地址码。为了向RAM写入、读出机器指令，并能启动程序执行，还须设计三个控制台操作微程序。存储器读（KRD）：拨动总清开关CLR后，控制台开关SWB、SWA为“0 0”时，按START微动开关，可对RAM连续手动读操作。存储器写（KWE）：拨动总清开关CLR后，控制台开关SWB、SWA为“0 1”时，按START微动开关，可对RAM连续手动写操作。启动程序（RP）：拨动总清开关CLR后，控制台开关SWB、SWA为“11”时，按START微动开关，即可转入到第01号“取址”微指令，启动程序运-

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。

实验一基本运算器实验

山西大学计算机与信息技术学院实验一基本运算器实验一、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、实验内容： 1、实验原理：本实验的原理如图1-1所示。运算器内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，另外还有指示灯标明进位标志FC和零标志FZ。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。表1-1运算器逻辑功能表（表中“ X ”为任意态，下同）运算类型S3 S2 S1 S0CN 功能逻辑运算0000 X 台匕 F=A （直通）能0001 X F=B （直通）课程名称 2011级计算机科学与技术计算机组成原理课程设计实验日期批改日期实验名称学号专业班级指导教师 CPLD

0100 X F= A' （FZ ） 0101 X F=A 不带进位循环右移 B （取低 3位）位（FZ ） 0110 0 F=A 逻辑右移一位（FZ ）移位运算 1 F=A 带进位循环右移一位（FC ，FZ ） 0111 0 F=A 逻辑左移一位（FZ ） 1 F=A 带进位循环左移一位（FC ，FZ ） 1000 X 置 FC=CN （FC ） 1001 X F=A 加 B （FC ，FZ ） 1010 X F=A 加B 加FC （FC ， FZ ）算术运算 1011 X F=A 减 B （FC ， FZ ） 1100 X F=A 减 1 （FC ， FZ ） 1101 X F=A 加 1 （FC ， FZ ） 1110 X （保留） 1111 X （保留）算器零标志，表中功能栏内的 FC FZ 表示当前运算会影响到该标志。 ST 按钮，产生一个 T4上升沿，则将二进制数置入暂中，暂存器A 的值通过ALU 单元的A7,A0八位 LED 灯显示。用输入开关向暂存器 B 置数。拨动CON 单元的SD27,SD20数据开关，形成另外一个二进制数。置LDA=0，LDB=1,连续按动时序单元的 ST 按钮，产生一个 T4上升沿，则将二进制数置入暂中，暂存器B 的值通过ALU 单元的B7,B0八位 LED 灯显示。改变运算器的功能设置，观察运算器的输出。置 ALU_B=0、LDA=0 LDB=0,然后按表1-1置 S3、S2、S1、S0和Cn 的数值，并观察数据总线 LED 显示灯显示的结果。 2、实验步骤: ⑴ ⑶ 查接线， ⑷ ① KK1、KK3置为’运行’档。打开电源开关，如果听到有’嘀’报警声，说明有总线竞争现象，应立即关闭电源，重新检直到错误排除。然后按动 CON 单元的用输入开关向暂存器 A 置数。拨动CON 单元的SD27,SD20数据开关， CLR 按钮，将运算器的 A 、B 和FC 、FZ 清零。形成用户指定的二进制数，数据显示亮为’1'，灭为‘ 0'。 ② 存器A （5） ① ② 存器B 置LDA=1, LDB=0连续按动时序单元的按图1-2连接实验电路，并检查无误。

计算机组成原理

计算机组成原理实验报告册呼伦贝尔学院计算机科学与技术学院 2010年11月

实验一运算器实验一、实验目的 1．掌握运算器的组成及工作原理； 2．了解4位函数发生器74LS181的组合功能，熟悉运算器执行算术操作和逻辑操作的具体实现过程； 3．验证带进位控制的74LS181的功能。二、实验设备 EL-JY-II型计算机组成原理实验系统一套，排线若干。三、电路组成本模块由算术逻辑单元ALU 74LS181（U29、U30）、暂存器74LS273（U27、U28）、三态门74LS244（U31）和进位控制电路GAL芯片（U32）等组成。电路图见图1-1(a)、1-1(b)。图1-1（a）ALU电路图1-1（b）GAL芯片进位控制电路

算术逻辑单元ALU是由两片74LS181构成。74LS181的功能控制条件由S3、S2、S1、S0、M、Cn决定。高电平工作方式74LS181的功能、管脚分配和引出端功能符号详见表1-1、图1-2和表1-2。两片74LS273构成两个八位数据暂存器，运算器的输出采用三态门74LS244。它们的管脚分配和引出端功能符号详见图1-3和图1-4。图1-2 74LS181管脚分配表1-1 74LS181输出端功能符号 74LS181功能表见表1－2，其中符号“＋”表示逻辑“或”运算，符号“*”表示逻辑“与”运算，符号“/”表表1-2 74LS181功能表

图1-3（a）74LS273管脚分配图1-3（b）74LS273功能表图1-4（a）74LS244管脚分配图1-4（b）74LS244功能四、工作原理运算器的结构框图见图1-5。

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

计算机组成原理实验报告

实验1 通用寄存器实验一、实验目的 1.熟悉通用寄存器的数据通路。 2.了解通用寄存器的构成和运用。二、实验要求掌握通用寄存器R3~R0的读写操作。三、实验原理实验中所用的通用寄存器数据通路如下图所示。由四片8位字长的74LS574组成R1 R0（CX）、R3 R2（DX）通用寄存器组。图中X2 X1 X0定义输出选通使能，SI、XP控制位为源选通控制。RWR为寄存器数据写入使能，DI、OP为目的寄存器写选通。DRCK信号为寄存器组打入脉冲，上升沿有效。准双向I/O输入输出端口用于置数操作，经2片74LS245三态门与数据总线相连。图2-3-3 通用寄存器数据通路

四、实验容 1.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。 2.寄存器的读写操作 ①目的通路当RWR=0时，由DI、OP编码产生目的寄存器地址，详见下表。通用寄存器“手动／搭接”目的编码 ②通用寄存器的写入通过“I/O输入输出单元”向R0、R1寄存器分别置数11h、22h，操作步骤如下：通过“I/O输入输出单元”向R2、R3寄存器分别置数33h、44h，操作步骤如下： ③源通路当X2~X0=001时，由SI、XP编码产生源寄存器，详见下表。通用寄存器“手动／搭接”源编码

④通用寄存器的读出五、实验心得通过这个实验让我清晰的了解了通用寄存器的构成以及通用寄存器是如何运用的，并且熟悉了通用寄存器的数据通路，而且还深刻的掌握了通用寄存器R3~R0的读写操作。

实验2 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AWR、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、实验容 1.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 K15 K13 K12 K11 功能K15 K13 K12 K11 功能 M S2 S1 S0 M S2 S1 S0 0 0 0 0 A+B+C 1 0 0 0 B 0 0 0 1 A—B— C 1 0 0 1 /A 0 0 1 0 RLC 1 0 1 0 A-1

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。

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

计算机组成原理实验报告

计算机组成原理实验报告 ——微程序控制器实验一.实验目的: 1.能瞧懂教学计算机(TH-union)已经设计好并正常运行的数条基本指令的功能、格式及执行流程。并可以自己设计几条指令,并理解其功能,格式及执行流程,在教学计算机上实现。 2.深入理解计算机微程序控制器的功能与组成原理 3.深入学习计算机各类典型指令的执行流程 4.对指令格式、寻址方式、指令系统、指令分类等建立具体的总体概念 5.学习微程序控制器的设计过程与相关技术二.实验原理: 微程序控制器主要由控制存储器、微指令寄存器与地址转移逻辑三大部分组成。其工作原理分为: 1、将程序与数据通过输入设备送入存储器; 2、启动运行后从存储器中取出程序指令送到控制器去识别,分析该指令要求什么事; 3、控制器根据指令的含义发出相应的命令(如加法、减法),将存储单元中存放的操作数据取出送往运算器进行运算,再把运算结果送回存储器指定的单元中; 4、运算任务完成后,就可以根据指令将结果通过输出设备输出三.微指令格式: 其中高八位为下地址字段、其余各位为控制字段、 1)微地址形成逻辑 TH—UNION 教学机利用器件形成下一条微指令在控制器存储器的地址、下地址的形成由下地址字段及控制字段中的CI3—SCC控制、当为顺序执行时,下地址字段不起作用、下地址为当前微指令地址加1;当为转移指令(CI3—0=0011)时,由控制信号SCC 提供转移条件,由下地址字段提供转移地址、 2)控制字段控制字段用以向各部件发送控制信号,使各部件能协调工作。控制字段中各控制信号有如下几类: ①对运算器部件为了完成数据运算与传送功能,微指令向其提供了24位的控制信号,包括:4位的A、B口地址,用于选择读写的通用积存器３组３位的控制码I８－I６、 I５－I３、I２－I６,用于选择结果处置方案、运算功能、数据来源。３组共７位控制信号控制配合的两片GAL20V8 3位SST,用于控制记忆的状态标志位 2位SCI,用于控制产生运算器低位的进位输入信号 2位SSH,用于控制产生运算器最高,最地位(与积存器)移位输入信号 ②对内存储器I/O与接口部件,控制器主要向它们提供读写操作用到的全部控制信号,共3位,即MRW

计算机组成原理运算器实验

实验一运算器实验计算机的一个最主要的功能就是处理各种算术和逻辑运算，这个功能要由CPU中的运算器来完成，运算器也称作算术逻辑部件ALU。本章首先安排一个基本的运算器实验，了解运算器的基本结构，然后再设计一个加法器和一个乘法器。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、实验设备 PC机一台，TD-CMA实验系统一套。三、实验原理本实验的原理如图1-1所示。运算器内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1-2所示。图中显示的是一个4×4的矩阵（系统中是一个8×8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。

北京邮电大学微机原理与接口技术软件件实验报告

信息与通信工程学院微机原理软件实验报告班级：学号：姓名：序号：时间：2015-11-6——2015-11-29 实验二分支,循环程序设计一、实验目的:

1.开始独立进行汇编语言程序设计; 2.掌握基本分支,循环程序设计; 3.掌握最简单的 DOS 功能调用. 二、实验内容: 1.安排一个数据区（数据段）,内存有若干个正数,负数和零.每类数的个数都不超过 9。 2.编写一个程序统计数据区中正数,负数和零的个数。 3.将统计结果在屏幕上显示。 4.（选做）统计出正奇数,正偶数,负奇数,负偶数以及零的个数。三、预习题: 1、十进制数 0 -- 9 所对应的 ASCII 码是什么? 如何将十进制数 0 -- 9 在屏幕上显示出来? 答：十进制数0——9对应的二进制数为30H——39H。要屏显0-9的数码，只需将AH 置成02H（DOS功能调用），然后将要显示的数码的ASCII码存进DL里，然后执行INT 21H 就可以打印字符。或者，若这些数码是以字符串的格式存储，则可以将AH置成09H，（最后以’$’字符结束，）然后将串首地址传给DS，然后执行INT 21H就可以打印字符串。 2、如何检验一个数为正,为负或为零? 你能举出多少种不同的方法? 答：可以将待检验数与0比较（使用CMP指令后用JZ指令判断ZF是否为零），也可以将待检验数与80H相与，判断ZF的值。二是和0相比是否相等，然后用该数（假设为8位）和10000000相与，取出符号位判断，可区分正负。本次试验中我使用的方法是与0比较，所有判决方法的核心思想要么是直接和0相比，要么使用逻辑或移位运算，取出符号进行判断。四、实验过程: 流程图：

实验四移位运算器实验

寄存器实验报告

实验二算术逻辑运算及移位操作

运算器实验

移位运算器实验报告(修改)

计数器和移位寄存器设计仿真实验报告.

移位运算器实验报告

8086实验报告

基本模型机的设计与实现和带移位运算的模型机的设计及实现

实验六移位寄存器的设计

计算机组成原理移位寄存实验报告

实验一基本运算器实验

计算机组成原理

计算机组成原理实验-运算器实验报告

计算机组成原理实验报告

计算机组成原理运算器实验报告

实验四 移位运算器实验

计算机组成原理实验报告

计算机组成原理运算器实验

北京邮电大学微机原理与接口技术软件件实验报告

最新实验6-移位寄存器功能测试及应用-(实验报告要求)

实验四移位运算器实验