数字系统设计. 运算器和移位器实验 完整报告

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1、机器号___________________计算机组成原理实验报告专业班级:计算机1105姓名:机器号:32学号:E-mail:指导教师：总成绩：分步成绩：出勤：实验表现实验报告：实验三运算器及移位实验一、实验目的1、了解运算器模块如何连接以及数据通路；2、通过实际设置控制信号、给出ALU的输入端数据、观察运算结果，领会课堂教学中关于ALU的功能特性；3、认识一种较新的设计实现ALU功能的方法——用CPLD实现运算器。4、掌握作为运算器核心器件的ALU，其输出连入数据总线前常见处理方法——COP2000实验仪中使用了三种输出结果数据的方法——直通输出D、左移输出L、右移输出R。二、实

2、验原理COP2000模型机中的8位ALU由一片CPLD（XC9572）实现。有8种运算类型：加、减、与、或、进位加、进位减、A取反、A输出运算，通过控制信号S2、S1、S0来选择。运算数据由累加器A及寄存器W给出，运算结果输出到D，L，R。具体结构如下图。ALU原理图移位器由3个8位寄存器组成，能实现直通、左移、右移。直通门D将运算器的结果不移位送总线，右移门R将运算器的结果右移一位送总线，左移门L将运算器的结果左移一位送总线。用控制信号CN决定运算器是否带进位移位。9三、实验内容1、运算器实验按照下表连线连接信号孔接入连接信号孔接入1J1座J3座5AENK32S0K06WENK43

3、S1K17CyINK54S2K28ALUCKCLOCK注：CyIN为运算器进位输入。9（1）将运算数据输入A、W中将55H写入A寄存器：拨设置开关K23—K16，使其为A寄存器要输入的数据：K23K22K21K20K19K18K17K1601010101置控制信号，使DBUS数据送入A寄存器中：K5（CyIN）K4（WEN）K3（AEN）K2（S2）K1（S1）K0（S0）010000按住CLOCK脉冲键，CLOCK由高变低，这时寄存器A的黄色指示灯亮，表示选择寄存器A。放开CLOCK键，CLOCK由低变高，产生一个上升沿，数据55H被写入寄存器A。将33H写入W寄存器拨设置开关K2

4、3—K16，使其为A寄存器要输入的数据：K23K22K21K20K19K18K17K1600110011置控制信号，使DBUS数据送入W寄存器中：K5（CyIN）K4（WEN）K3（KAEN）K2（S2）K1（S1）K0（S0）001000按住CLOCK脉冲键，CLOCK由高变低，这时寄存器W的黄色指示灯亮，表示选择寄存器W。放开CLOCK键，CLOCK由低变高，产生一个上升沿，数据33H被写入寄存器W。（2）置控制信号，填写运算结果。K5（CyIN）K2(S2)K1(S1)K0(S0)结果（直通门D）注释X00088H加运算X00122H减运算X01077H或运算X01111H与运

5、算010088H带进位加运算110089H带进位加运算010122H带进位减运算110121H带进位减运算X1100AAH取反运算X11155H输出A2、移位实验按照下表连线连接信号孔接入1J1座J3座2AENK03CNK14CyINK25S2K36S1K47S0K58ALUCKCLOCK9注：CyIN为移位进位输入。(1)将数据写入A寄存器K23K22K21K20K19K18K17K1600101010置控制信号为：K0（AEN）K3（S2）K4（S1）K5（S0）0111注：S21S1S0=111时，运算器输出为寄存器A的内容。(2)将A中数据进行三种方式操作，并写出结果CNCy

6、INLDR0X54H010101002AH0010101015H000101011054H010101002AH0010101015H000101011155H010101012AH0010101095H10010101实验四存储器实验一、实验目的1、掌握静态随机存储器的工作原理；2、通过对6116SRAM芯片的实验体会存储芯片读写信号的作用；3、了解COP2000实验仪中内存模块地址的两个来源，学会给出地址并按地址向相应的EM单元中写入数据的方法；4、掌握由EM读出数据打入指令寄存器IR和uPC的方法；二、实验原理9EM原理图内存中存放指令和数据，当内存存放指令时，将指令送指令总线

7、；当内存存放数据时，将数据送数据总线。存储器实验电路由一片RAM6116和二片74HC245组成。6116是2K*8bit的SRAM，A0—A10是存储器的地址线，本实验电路中，只使用8条地址线A0—A7，而A8—A10接地。D0—D7是存储器的数据线。E是存储器的片选信号，当E为低电平时，存储器被选中，可以进行读写操作；当E为高电平时，存储器未被选中；本实验中E始终接地。W为写命令，W为低电平时，是写操作；G为读命令，G为低电平时，是读操作。RAM的数据