计算机原理实验.doc

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

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
图1-1（b）ALU控制电路
算术逻辑单元ALU是由四片74LS181构成。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。
四片74LS273构成两个16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1-2 74LS181输出端功能符号
74LS181功能表见表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，符号“加”表示算术加运算，符号“减”表示算术减运算。

选择
M=1
逻辑操作
M=0 算术操作
S3 S2 S1 S0
Cn=1（无进位）
Cn=0（有进位）
0 0 0 0
F=/A
F=A
F=A加1
0 0 0 1
F=/(A+B)
F=A+B
F=(A+B)加1
0 0 1 0
F=/A*B
F=A+/B
F=(A+/B)加1
0 0 1 1
F=0
F=－1
F=0
0 1 0 0
F=/(A*B)
F=A加A*/B
F=A加A*/B加1
0 1 0 1
F=/B
F=(A+B)加A*/B
F=(A+B) 加A*/B加1
0 1 1 0
F=(/A*B+A*/B)
F=A减B减1
F=A减B
0 1 1 1
F=A*/B
F=A*/B减1
F=A*/B
1 0 0 0
F=/A+B
F=A加A*B
F=A加A *B加1
1 0 0 1
F=/(/A*B+A*/B)
F=A加B
F=A加B加1
1 0 1 0
F=B
F=(A+/B)加A*B
F=(A+/B)加A*B加1
1 0 1 1
F=A*B
F=A*B减1
F=A*B
1 1 0 0
F=1
F=A加A
F=A加A 加1
1 1 0 1
F=A+/B
F=(A+B)加A
F=(A+B)加A加1
1 1 1 0
F=A+B
F=(A+/B)加A
F=(A+/B)加A加1
1 1 1 1
F=A
F=A减1
F=A
表1-1 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
五、工作原理：
运算器的结构框图见图1-5：

算术逻辑单元ALU是运算器的核心。集成电路74LS181是4位运算器，四片74LS181以并／串形式构成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。
六、实验内容：
验证74LS181运算器的逻辑运算功能和算术运算功能。
七、实验步骤：
Ⅰ、单片机键盘操作方式实验
注：在进行单片机键盘控制实验时，必须把开关K4置于“OFF”状态，否则系统处于自锁状态，无法进行实验。
1、实验连线（键盘实验）：
实验连线如图1－6所示。
（连线时应按如下方法：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。注意：F4只用一个排线插头孔）

运算器接口

S3S2S1S0MCn ALU-G AR LDR1 LDR2

C1… ...C6 E5 E4 F5 E3 控制总线

F4
控制总线

T4

图1－6 实验一 键盘实验连线图
2、实验过程：
（1） 拨动清零开关CLR，使其指示灯灭。再拨动CLR，使其指示灯亮。
（2） 在监控滚动显示【CLASS SELECt】时按【实验选择】键，显示【ES--_ _ 】输入01或1，按【确认】键，监控显示为【ES01】，表示准备进入实验一程序，也可按【取消】键来取消上一步操作，重新输入。
（3） 再按【确认】键，进入实验一程序，监控显示【InSt--】，提示输入运算指令，输入两位十六进制数（参考表1－3和表1－1），选择执行哪种运算操作，按【确认】键。
（4） 监控显示【Lo=0】,此处Lo相当于表1－1中的M，默认为“0”，进行算术运算，也可以输入“1”，进行逻辑运算。按【确认】，显示【Cn=0】,默认为“0”，由表1－1可见，此时进行带进位运算，也可输入“1”，不带进位运算（注：如前面选择为逻辑运算，则Cn不起作用）。按【确认】，显示【Ar=1】，使用默认值“1”，关闭进位输出。也可输入“0”，打开进位输出，按【确认】。
（5） 监控显示【DATA】，提示输入第一个数据，输入十六进制数【1234H】，按【确认】，显示【DATA】，提示输入第二个数据，输入十六进制数【5678H】，按【确认】键，监控显示【FINISH】，表示运算结束，可从数据总线显示灯观察运算结果，CY指示灯显示进位输出的结果。按【确认】后监控显示【ES01】，可执行下一运算操作。
运算指令（ S3 S2 S1 S0）
输入数据（十六进制）
0 0 0 0
00或0
0 0 0 1
01或1
0 0 1 0
02或2
0 0 1 1
03或3
0 1 0 0
04或4
0 1 0 1
05或5
0 1 1 0
06或6
0 1 1 1
07或7
1 0 0 0
08或8
1 0 0 1
09或9
1 0 1 0
0A或A
1 0 1 1
0B或B
1 1 0 0
0C或C
1 1 0 1
0D或D
1 1 1 0
0E或E
1 1 1 1
0F或F
表1-3 运算指令关系对照表
在给定LT1=1234H、LT2=5678H的情况下，改变运算器的功能设置，观察运算器的输出，填入表中，并和理论值进行比较和验证：

LT1

LT2

S3S2S1S0
M=0（算术运算）
M=1（逻辑运算）
Cn=1（无进位）
Cn= 0（有进位）

00或0
F=
F=
F=

01或1
F=
F=
F=

02或2
F=
F=
F=

03或3
F=
F=
F=

04或4
F=
F=
F=

05或5
F=
F=
F=

06或6
F=
F=
F=

07或7
F=
F=
F=

08或8
F=
F=
F=

09或9
F=
F=
F=

0A或A
F=
F=
F=

0B或B
F=
F=
F=

0C或C
F=
F=
F=

0D或D
F=
F=
F=

0E或E
F=
F=
F=

0F或F
F=
F=
F=

Ⅱ、开关控制操作方式实验
注：为了避免总线冲突，首先将控制开关电路的ALU-G和C-G拨到输出高电平“1”状态(所对应的指示灯亮。)本实验中所有控制开关拨动，相应指示灯亮代表高电平“1”，指示灯灭代表低电平“0”。
1、 按图1－7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。

运算器接口

S3S2S1S0MCn ALU-G AR LDR1 LDR2

BD15 ……. BD8
数据总线
BD7 ……. BD0

DIJ1 DIJ-G

DIJ2
数据输入电路

C-G S3S2S1S0MCn ALU-G AR LDR1 LDR2
控制总线T4
控制开关电路

T+ fin f/8
脉冲源及时序电路

图1－7 实验一 开关实验 接线图

2、通过数据输入电路的拨开关开关向两个数据暂存器中置数：
注意：本实验中ALU-G和C-G不能同时为0，否则造成总线冲突，损坏芯片！故每次实验时应时刻保持只有一路与总线相通。
1）拨动清零开关CLR，使其指示灯。再拨动CLR，使其指示灯亮。置ALU-G＝1：关闭ALU的三态门；再置C-G=0：打开数据输入电路的三态门；
2） 向数据暂存器LT1（Ｕ3、U4）中置数：
（1）设置数据输入电路的数据开关“D15……D0”为要输入的数值；
（2）置LDR1＝1：使数据暂存器LT1（Ｕ3、U4）的控制信号有效，置 LDR2＝0：使 数据暂存器LT2（Ｕ5、U6）的控制信号无效；
（3）按一下脉冲源及时序电路的【单脉冲】按钮，给暂存器LT1送时钟，上升沿有效，把数据存在LT1中。
3）向数据暂存器LT2（Ｕ5、U6）中置数：
（1）设置数据输入电路的数据开关“D15……D0”为想要输入的数值；
（2）置LDR1＝0：数据暂存器LT1的控制信号无效；置LDR2＝1：使数据暂存器LT2的控制信号有效。
（3）按一下脉冲源及时序电路的“单脉冲”按钮，给暂存器LT2送时钟，上升沿有效，把数据存在LT2中。
（4）置LDR1＝0、LDR2＝0，使数据暂存器LT1、LT2的控制信号无效。
4 ）检验两个数据暂存器LT1和LT2中的数据是否正确：
（1）置C-G=1，关闭数据输入电路的三态门，然后再置ALU-G=0，打开ALU的三态门 ；
（2）置“S3S2S1S0M”为“11111”，数据总线显示灯显示数据暂存器LT1中的数 ，表示往暂存器LT1置数正确；
（3）置“S3S2S1S0M”为“10101”，数据总线显示灯显示数据暂存器LT2中的数 ，表示往暂存器LT2置数正确。
3、验证74LS181的算术和逻辑功能:
LT1
LT2
S3S2S1S0
M=0（算术运算）
M=1（逻辑运算）
Cn=1（无进位）
Cn= 0（有进位）

1234H
5678H
0 0 0 0
F=
F=
F=

0 0 0 1
F=
F=
F=

0 0 1 0
F=
F=
F=

0 0 1 1
F=
F=
F=

0 1 0 0
F=
F=
F=

0 1 0 1
F=
F=
F=

0 1 1 0
F=
F=
F=

0 1 1 1
F=
F=
F=

1 0 0 0
F=
F=
F=

1 0 0 1
F=
F=
F=

1 0 1 0
F=
F=
F=

1 0 1 1
F=
F=
F=

1 1 0 0
F=
F=
F=

1 1 0 1
F=
F=
F=

1 1 1 0
F=
F=
F=

1 1 1 1
F=
F=
F=
按实验步骤2往两个暂存器LT1和LT2分别存十六进制数“1234H”和“5678H”，在给定LT1=1234H、LT2=5678H的情况下，通过改变“S3S2S1S0MCn”的值来改变运算器的功能设置，通过数据总线指示灯显示来读出运算器的输出值F，填入上表中，参考表1－1的功能表，分析输出F值是否正确。分别将“AR”开关拨至“1”和“0”的状态，观察进位指示灯“CY”的变化并分析原因。

八、实验报告要求：
1、实验记录：所有的运算结果，故障现象及排除经过；
2、谈谈本次实验的收获及想法。

实验二 移位运算实验
一、实验目的：
掌握移位控制的功能及工作原理
二、预习要求：
1．了解移位寄存器的功能及用FPGA的实现方法。
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、工作原理：
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
功能由S1、S0、M控制，具体功能见表2-2：
G-299
S1
S0
M
T4
功 能
0
0
0
×
↑
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
1
1
1
×
↑
置数(进位保持)
0
1
1
0
↑
置数（进位清零）
0
1
1
1
↑
置数（进位置1）
表2-2
五、实验内容：
输入数据，利用移位寄存器进行移位操作。
六、实验步骤
Ⅰ、单片机键盘操作方式实验。
注：在进行单片机键盘控制实验时，必须把K4开关置于“OFF”状态，否则系统处于自锁状态，无法进行实验。
1、实验连线：
实验连线图如图2－3所示。

图2—3 键盘方式接线图
注：连线时应按如下方法：为了连线统一，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。注意：F4只用一个排线插头孔

2、实验过程：
(1) 拨动清零开关CLR，使其指示灯灭。再拨动CLR，使其指示灯亮。在监控指示灯滚动显示【CLASS SELECt】时按【实验选择】键，显示【ES--_ _ 】输入02或2，按【确认】键，监控指示灯显示为【ES02】，表示准备进入实验二程序，也可按【取消】键来取消上一步操作，重新输入。
(2) 再按【确认】键，进入实验二程序，显示为【E1E0--】，提示输入操作指令（参考表2－2，E1E0相当于G_299，二进制，“11”为关闭输出，“00”为允许输出），输入二进制数“11”，关闭输出，在输入过程中，可按【取消】键进行输入修改。按【确认】键。
(3) 监控指示灯显示【Lo=0】，可输入二进制数“0”或“1”，此处Lo相当于表2－2的M，默认为“0”，按【确认】键。
(4) 监控指示灯显示【S0S1--】，提示输入移位控制指令（参考表2－2），输入二进制数“11”，对寄存器进行置数操作，按【确认】键。
(5) 监控指示灯显示【DATA】，提示输入要移位的数据，输入十六进制数“0001”，按【确认】，显示【PULSE】，此时按【单步】，将数据存入移位寄存器，可对它进行移位操作。
(6) 监控指示灯显示【ES02】，按【确认】键，进行移位操作，显示为【E1E0--】，提示输入操作指令（E1E0同上），输入二进制数“00”，允许输出，按【确认】键。
(7) 监控指示灯显示【Lo=0】。和前面一样，输入“0”，选择不带进位操作，按【确认】键。监控指示灯显示【S0S1--】，提示输入移位控制指令（参考表2－2），输入二进制数“01”，表示对输入的数据进行循环右移，显示【PULSE】。按【单步】键，则对十六进制数据“0001”执行一次右移操作。数据总线指示灯显示“1000000000000000”，再按【单步】，数据总线指示灯显示“0100 000000000000”，连续按【单步】，可以单步执行，按【全速】键，监控指示灯显示【Run】，则可连续执行移位操作。观察数据总线显示灯的变化，判断结果是否正确。
(8) 重新置入数据“FFFF”，进行带进位的循环右移，观察数据总线显示灯的变化，判断结果是否正确。
Ⅱ、开关控制操作方式实验
本实验中所有控制开关拨动，相应指示灯亮代表高电平“1”，指示灯灭代表低电平“0”。
1、按图2－4接线：
连线时应注意：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。为了避免总线冲突，首先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。

运算器电路
S3S2S1S0MCn G-299
BD15……BD8
数据总线
BD7……BD0

C-G S3S2S1S0MCn 299-G
控制开关电路
T4 fin f/8
脉冲源及时序电路
DIJ1 DIJ-G
DIJ2
数据输入电路

控制总线T4

图2－4 实验二开关实验接线图

2、实验过程：（以左移为例）
开始实验前要把所有控制开关电路上的开关置为高电平“1”状态。拨动清零开关CLR，使其指示灯灭。再拨动CLR，使其指示灯亮。
（1） 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=1参考功能表表2－2可见，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。
（2） 不带进位移位：
置299-G＝0，S0=1，S1=0，M=0，参考功能表2－2，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”， 再按一次【单步】，数据总线显示的数据向左移动一位。连续按【单步】，观察不带进位移位的过程。如想进行右移，参考表2－2，置S0=0，S1＝1，再按【单步】即可实现右移操作。
（3） 带进位移位
当数据总线显示“0000000000000001”时，置299-G＝0，S0=1，S1=0，M=1，参考功能表2－2，此时为带进位循环左移状态。按【单步】按钮，数据总线显示灯显示“0000000000000011”，进位指示灯灭，表示进位“1”已经进入移位寄存器，同时“0”进入进位单元。连续按【单步】，观察带进位移位的过程。如想进行带进位右移，参考表2－2，置S0=0，S＝1，M=1,再按【单步】即可实现带进位右移操作。
3、按以上的操作方法验证表2－2所列的移位运算试验电路的所有功能。

七、实验报告要求：
1、实验记录：所有的运算结果，故障现象及排除经过；
2、谈谈本次实验的收获及想法。

实验三 存储器读写和总线控制实验
一、实验目的：
1、掌握半导体静态随机存储器RAM的特性和使用方法。
2、掌握地址和数据在计算机总线的传送关系。
3、了解运算器和存储器如何协同工作。
二、预习要求：
预习半导体静态随机存储器6116的功能 。
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：
电路图见图3-1，6116的管脚分配和功能见图3-2。
图3-1 存储器电路
图3-2（a） 6116管脚分配 图3-2（b） 6116功能

图 3-3
五、工作原理：
实验中的静态存储器由2片6116（2K×8）构成，其数据线D0~D15接到数据总线，地址线A0~A7由地址锁存器74LS273(集成于EP1K10内)给出。黄色地址显示灯A7-A0与地址总线相连，显示地址总线的内容。绿色数据显示灯与数据总线相连，显示数据总线的内容。
因地址寄存器为8位，接入6116的地址A7-A0，而高三位A8-A10接地，所以其实际容量为28＝256字节。6116有三个控制线，/CE（片选）、/R（读）、/W（写）。其写时间与T3脉冲宽度一致。
当LARI为高时，T3的上升沿将数据总线的低八位打入地址寄存器。当WEI为高时，T3的上升沿使6116进入写状态。
六、实验内容：
学习静态RAM的存储方式，往RAM的任意地址里存放数据，然后读出并检查结果是否正确。
注：6116为静态随机存储器，如果掉电，所存的数据全部丢失！
七、实验步骤
Ⅰ、单片机键盘操作方式实验
注：在进行单片机键盘控制实验时，必须把K4开关置于“OFF”状态，否则系统处于自锁状态，无法进行实验。

1. 实验连线：
实验连线图如图3－4所示。
连线时应按如下方法：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。(注意：F3只用一个排线插头孔）

图3－4 实验三键盘实验接线图
2．写数据：
(1) 拨动清零开关CLR，使其指示灯显示状态为亮—灭—亮。
(2) 在监控指示灯滚动显示【CLASS SELECt】时按【实验选择】键，显示【ES--_ _ 】输入03或3，按【确认】键，监控指示灯显示为【ES03】，表示准备进入实验三程序，也可按【取消】键来取消上一步操作，重新输入。再按【确认】键，进入实验三程序。
(3) 监控指示灯显示为【CtL= - -】，输入1,表示准备对RAM进行写数据，在输入过程中，可按【取消】键进行输入修改，按 【确认】键。
(4) 监控指示灯显示【Addr- -】，提示输入2位16进制数地址，输入“00”按【确认】键，监控指示灯显示【dAtA】，提示输入写入存储器该地址的数据（4位16进制数），输入“3344”按【确认】键，监控指示灯显示【PULSE】，提示输入单步，按【单步】键，完成对RAM一条数据的输入，数据总线显示灯（绿色）显示“0011001101000100”，即数据“3344”，地址显示灯显示“0000 0000”，即地址“00”。
(5) 监控指示灯重新显示【Addr- -】，提示输入第二条数据的2位十六进制的地址。重复上述步骤，按表3－1输入RAM地址及相应的数据。
地址（十六进制）
数据（十六进制）
00
3333
71
3434
42
3535
5A
5555
A3
6666
CF
ABAB
F8
7777
E6
9D9D
表3－1 实验三数据表
3．读数据及校验数据：
（1） 按【取消】键退出到监控指示灯显示为【ES03】，或按【RST】退到步骤2初始状态进行实验选择。
（2） 拨动清零开关CLR，使其指示灯显示状态为亮—灭—亮。在监控指示灯显示【ES03】状态下，按 【确认】键。
（3） 监控指示灯显示为【CtL= - -】，输入2,表示准备对RAM进行读数据，按【确认】键。
（4） 监控指示灯显示【Addr- -】，提示输入2位16进制数地址，输入“00”，按【确认】键，监控指示灯显示【PULSE】，提示输入单步，按【单步】键，完成对RAM一条数据的读出，数据总线显示灯（绿色）显示“0011001101000100”，即数据“3344”，地址显示灯显示“0000 0000”，即地址“00”。
（5） 监控指示灯重新显示【Addr- -】，重复上述步骤读出表3－1的所有数据，注意观察数据总线显示灯和地址显示灯之间的对应关系，检查读出的数据是否正确。
注：6116为静态随机存储器，如果掉电，所存的数据全部丢失！
Ⅱ、开关控制操作方式实验
注：为了避免总线冲突，首先将控制开关电路的所有开关拨到输出高电平“1”状态，所有对应的指示灯亮。
本实验中所有控制开关拨动，相应指示灯亮代表高电平“1”，指示灯灭代表低电平“0”。 连线时应注意：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。
1、按图3－5接线图接线：

图3－5 实验三开关实验接线图
2、拨动清零开关CLR，使其指示灯显示状态为亮—灭—亮。
3、往存储器写数据：
以往存储器的（FF） 地址单元写入数据“AABB”为例，操作过程如下：
(操作) (显示) (操作) (显示) (操作)
1.C –G=1
2.置数据输入电路
D15—D0＝ “000000001111 1111”
3.CE=1
4.C-G=0

绿色数据总线显示灯显示
“000000001111 1111”

1.LAR=1
2.T3=1
（按【单步】）

地址寄存器电路黄色地址显示灯显示 “11111111”

1.C-G=1
2.置数据输入电路
D15—D0＝ “1010101010111011”
3. LAR=0
4. C-G=0

(显示) (操作)

绿色数据总线显示灯显示
“1010101010111011”

1.WE=1
2.CE=0
3.T3=1 (按【单步】)
4 WE=0

4、按上述步骤按表3－2所列地址写入相应的数据
地址（二进制）
数据（二进制）
00000000
0011001100110011
01110001
0011010000110100
01000010
0011010100110101
01011010
0101010101010101
10100011
0110011001100110
11001111
1010101110101011
11111000
0111011101110111
11100110
1001110110011011
表3－2
5、从存储器里读数据：
以从存储器的（FF） 地址单元读出数据“AABB”为例，操作过程如下：
(操作) (显示) (操作) (显示) (操作) (显示)
1.C-G=1
2. 置数据输入电路
D15—D0＝"0000000011111111”
3.CE=1
4.C-G=0

绿色数据总线显示灯显示
“0000000011111111”

1.LAR=1
2.T3=1
(按【单步】)

MAR电路黄色地址显示灯显示
“11111111”

1. C-G=1
2. LAR=0
3. WE=0
4.CE=0

绿色数据总线显示灯显示
“1010101010111011”
6、按上述步骤读出表3－2数据，验证其正确性。

附加实验 总线控制实验
一、实验目的：
1、 了解总线的概念及其特性。
2、 掌握总线的传输控制特性。
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、实验说明
1、 总线的基本概念
总线是多个系统部件之间进行数据传送的公共通路，是构成计算机系统的骨架。借助总线连接，计算机在系统各部件之间实现传送地址、数据和控制信息的操作。因此，所谓总线就是指能为多个功能部件服务的一组公用信息线。
2、 实验原理说明
在本实验中，挂接在数据总线上的有输入设备、输出设备、存储器和加法器。为了使它们的输出互不干扰，就需要这些设备都有三态输出控制，且任意两个输出控制信号不能同时有效。其结构如下图所示：

图3-6 总线结构图
其中，数据输入电路和加法器电路结构见图1-5，地址寄存器和存储器电路见图3-1、3-3。数码管显示电路用可编程逻辑芯片ATF16V8B进行译码和驱动，D-G为使能信号，W/R为写信号。当D-G为低电平时，W/R的下降沿将数据线上的数据打入显示缓冲区，并译码显示。
本实验的流程为：
（1）输入设备将一个数打入LT1寄存器。
（2）输入设备将一个数打入LT2寄存器。
（3）LT1与LT2寄存器中的数相加。
（4）输入设备将另一个数打入地址寄存器。
（5）将两数之和写入当前地址的存储器中。
（6）将当前地址的存储器中的数用数码管显示出来。
四、实验连线
本实验采用开关方式，连线见下图。（连线时应按如下方法：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）
图3-7 总线控制实验接线图
五、实验步骤
1、 按照上图所示将所有连线接好。
2、 总线初始化。关闭所有三态门置控制开关ALU_G=1(加法器控制信号)，CA1=1(显示输出)，CA2=1(数据输入)，CE=1(存储器片选)。其它控制信号为LOAD=0，AR=0，LPC=0，C=1，WE=1，A=1，B=1。
3、 将D15—D0拨至“0001001000110100”，置CA2=0，LOAD=1，然后置LOAD=0，将“1234H”打入LT1寄存器。
4、 将D15—D0拨至“0101011001111000”，置AR=1，然后置AR=0，将“5678H”打入LT2寄存器。
5、 将S3S2S1S0MCN拨至“100101”，计算两数之和。
6、 将D7—D0拨至“00000001”，置LPC=1，然后置LPC=0，将“01H”打入地址寄存器。
7、 置CA2=1，ALU-G=0，WE=0，CE=0，将上述计算结果写入当前地址的存储器中。然后置CE=1，WE=1。
8、 置ALU-G=1，CE=0，CA1=0，C=0，将当前地址的存储器中的数输出至数码管，然后置C=