电路与计算机原理综合实验

计算机组成原理实验指导书

计算机组成原理实验

实 验 指 导 书

太原理工大学计算机与软件学院

计算机组成原理实验指导书

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、预习要求：

１ 复习本次实验所用的各种数字集成电路的性能及工作原理； ２ 预习实验步骤，了解实验中要求的注意之处。 三、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。 四、电路组成：

本模块由算术逻辑单元ALU 74LS181（U7、U8、U9、U10）、暂存器74LS273（U3、U4、U5、U6）、三态门74LS244（U11、U12）和控制电路（集成于EP1K10内部）等组成。电路图见图1-1(a)、1-1(b)。

图1-1（a）ALU电路

计算机组成原理实验指导书

<<电路电子实验>>

电路部分实验讲义

电子与信息工程学院

2011 . 07

实验一 电路元件伏安特性的测绘及电源外特性的测量

一． 实验目的

1． 掌握线性和非线性电阻元件伏安特性的逐点测试法 2． 掌握电源外特性的测试方法

3． 掌握运用伏安法判定电阻元件类型的方法

4． 学习使用直流电压表、电流表，掌握电压、电流的测量方法

二． 实验原理 1． 电阻元件

二端电阻元件的伏安特性是指元件的端电压与通过该元件电流之间的函数关系。通过一定的测量电路，用电压表、电流表可测定电阻元件的伏安特性，由测得的伏安特性可了解该元件的性质。通过测量得到元件伏安特性的方法称为伏安测量法（简称伏安法）。把电阻元件上的电压取为纵（或横）坐标，电流取为横（或纵）坐标，根据测量所得数据，画出电压和电流的关系曲线，称为该电阻元件的伏安特性曲线。 （1） 线性电阻元件

线性电阻元件的伏安特性满足欧姆定律。在关联参考方向下，可表示为：U=IR，其中R为常量，称为电阻的阻值，它不随其电压或电流改变而改变，其伏安特性曲线是一条过坐标原点的直线，该直线的斜率等于该线性电阻元件的电阻值。如图1-1（a）所示。 （2） 非线性电阻元件

非线性电阻元

计算机原理与接口技术实验

实验一 传送指令编程调试

一．实验目的

1．掌握指令系统传送指令的汇编语言程序设计和调试方法； 2．熟悉运用MCS-51软件在线仿真调试设计的程序的方法。 二．实验设备

EL-Ⅱ型实验箱,8051CPU板 三．实验内容

１．编写多字节数据的传送程序， 把内部RAM的30H--37H单元置为10H-17H，然后传送到外部的RAM的4200H--4207H单元；再将4200H--4207H单元逐一求反后送到内部RAM的30H--37H单元。

２．程序结构采用循环结构，程序用R0作内部RAM指针，用DPTR作外部RAM指针，R7作为计数初值N，本实验N=8。

１． 在xp窗口中启动MCS51应用软件，用MCS-51汇编软件对输入程序、进行汇编，产生目标代码文件，调试。程序输入、汇编和调试的具体步骤

1）xp窗口中建一个名字是由3～5个英文字母组合的文件夹。

2）在MCS51集成开发环境的主菜单中选择新建文件分支命令M51后，按实验系统复位键RST后，实验系统部分显示‘C’，计算机屏幕显示为可编辑状态，既可进行源程序的输入。 3）程序输入结束，必须通过主菜单中文件分支的保存命令将其保存在WIN98窗口中新建的

计算机原理与接口技术实验

实验一 传送指令编程调试

一．实验目的

1．掌握指令系统传送指令的汇编语言程序设计和调试方法； 2．熟悉运用MCS-51软件在线仿真调试设计的程序的方法。 二．实验设备

EL-Ⅱ型实验箱,8051CPU板 三．实验内容

１．编写多字节数据的传送程序， 把内部RAM的30H--37H单元置为10H-17H，然后传送到外部的RAM的4200H--4207H单元；再将4200H--4207H单元逐一求反后送到内部RAM的30H--37H单元。

２．程序结构采用循环结构，程序用R0作内部RAM指针，用DPTR作外部RAM指针，R7作为计数初值N，本实验N=8。

１． 在xp窗口中启动MCS51应用软件，用MCS-51汇编软件对输入程序、进行汇编，产生目标代码文件，调试。程序输入、汇编和调试的具体步骤

1）xp窗口中建一个名字是由3～5个英文字母组合的文件夹。

2）在MCS51集成开发环境的主菜单中选择新建文件分支命令M51后，按实验系统复位键RST后，实验系统部分显示‘C’，计算机屏幕显示为可编辑状态，既可进行源程序的输入。 3）程序输入结束，必须通过主菜单中文件分支的保存命令将其保存在WIN98窗口中新建的

《计算机组成原理》

试题A：选择题（本题共10小题，每题2分，共20分）

1．美籍匈牙利数学家冯·诺依曼提出“存储程序”的概念，以此概念为基础的计算机统称为冯·诺依曼机。

以下不属于冯·诺依曼机特点的是（ D ）。

A．计算机由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大部分组成 B. 指令和数据都用二进制表示，且存放在存储器中按照地址访问 C. 指令由操作码和地址码组成 D. 计算机五大部件之间通过总线相连 2．有关计算机硬件的各个术语描述中，错误的是（ A ）。

A. 机器字长就是存储字长，同CPU的寄存器的位数有关

Ｂ. MAR的位数反应了存储器中存储单元的个数，MDR的位数反映了存储字长 C. 描述计算机运算速度的单位有MIPS、BIPS、CPI及FLOPS等 D. 机器字长是指CPU一次能处理的二进制数据的位数

3．数据总线的位数称为数据总线宽度，也称总线宽度。假设某机器数据总线的宽度是8位，指令字长为

16位，则CPU在某指令的整个指令周期内至少需要访问主存（ B ）次。 A． 1

B. 2

C. 3

D. 4

4. 单重中断系统中，CPU一旦响应中断，则立即关闭（ A ）标志，以防止当前中断执行时产生另一次中

断。 A．

实验四 接口程序设计编程训练

实验四 接口程序设计编程训练

学院（系）：信通学院专业：通信工程 班级：通信工程1101 姓名： 张非凡 学号： 201181145

一、实验目的：

1. 掌握使用8255并行接口连接拨动开关，控制LED显示输出的技术。掌握循环结构程序

设计的方法。

2. 熟悉8254在系统中的电路接法，掌握8254的工作方式及应用编程。熟悉汇编语言分支

程序基本指令的使用方法。

3. 了解8259中断控制器的基本使用，掌握中断程序编程技术。熟悉利用汇编语言子程序

参数传递方法。

二、实验原理：

拨动开关和LED显示实验：

8255端口地址有四个，由于8255片选信号线与地址译码区的0～FH连接，即8255的I/O偏移地址为0～3，加上前一个实验所获知的I/O基址，两者相加之后才是最终访问8255的I/O地址。注意，该地址一定是一个16位数，所以I/O操作要使用IN AL,DX 和OUT DX, AL指令。

端口地址：A口地址为：200h； B口地址为：201h； C口地址为：202h； 控制口地址为：203h。 8254定时/计数器实验：

8254是可编程间隔定时器。它具有以下基本功能： （

目 录

第1篇 概 述 ............................................................................................................................... ２ 第2篇 实验项目 ............................................................................................................................. 4

实验1 运算器算术逻辑运算 ................................................................................................ 4 实验2 运算器进位控制实验 ................................................................................................ 7 实验3 运算器移位控制实验 .......

计算机组成原理实验报告

——实验二 算术逻辑单元的设计与实现

专 业： 计算机科学与技术（师范） 姓 名： 学 号： 指导老师： 完成日期：

韩玉佳

113100001 6 王晶 4.13

一、 实验目的

1. 掌握算术逻辑单元的结构与实现

2. 进一步熟悉Logisim、ISE软件和VHDL硬件描述语言 3. 理解NEXYS3开发板上数码管显示原理

二、 实验内容

分别用logisim、VHDL硬件描述语言实现一个32位的ALU，并进行仿真测试。

三、 实验过程

1、 设计分析 2、 添加元件 3、 连线

4、 功能测试 5、 练习

四、 实验结果

序运算 号 1 2 3 4 5 6 A+B A+B A-B A-B B A and B 输入信号 A B 输出信号 Cin_add Cin_sub aluc zero over Alu_out 不用 AAAA5555 5555AAAA 0 000 0 0 ffffffff 不用 AAAA5555 5555AAAA 1 000 1 0 00000000 AAAA5555 5555AAAA 不

目 录

第1篇 概 述 ............................................................................................................................... ２ 第2篇 实验项目 ............................................................................................................................. 4

实验1 运算器算术逻辑运算 ................................................................................................ 4 实验2 运算器进位控制实验 ................................................................................................ 7 实验3 运算器移位控制实验 .......

计算机组成原理实验报告

——实验 存储器的设计与实现

专 业： 计算机科学与技术（师范） 姓 名：

韩玉佳

学 号： 1131000016 指导老师： 完成日期：

王晶 2015.5.11

一、 实验目的

1、 了解IP核的使用方法 2、 理解存储器的功能及原理 3、 掌握存储器扩展的实现方式

二、 实验内容

1、 利用IP核分别实现256*32位的指令存储器、数据存储器 2、Logisim环境下实现存储器扩展

三、 实验过程

（1）

存储器扩展（位扩展）

Step1设计：现有8*8位的RAM存储器模块，请扩展为8*32位RAM存储空间

①放置元件 ②连线

Step2 测试：设置WE为1，OE为0，Address为“010”，Input为“00001000 00000100 00000010 00000001”。通过点击CLK来查看结果。

（2）

存储器扩展（字扩展）

Step1设计：现有8*8位的RAM存储器模块，请扩展为32*8位RAM存储空间

Step2 测试：设置WE为1，OE为0，Address为“01011”，Input为“00001111”。通过点击