《计算机硬件综合实验》答案.doc

一、简答题（本题共2小题，每题20分，共40分）
1．根据寄存器R原理图，描述其工作原理；将55H、0AAH分别写入R0、R1，绘制状态图。

答：工作原理如下：
（1） R0-R3由四个74HC574寄存器构成
（2） 选择信号由两个74HC139的2/4译码器产生，SA、SB为选择信号输入端
（3） 读写工作原理：
a. 第一片译码器的输出控制寄存器OC（输出控制）端，因而E（使能）端决定了是否能读到寄存器中数据，即RRD为低电平时输出选中的寄存器的值。
b. 第二片译码器的输出控制寄存器的CLK（时钟）信号，同时系统时钟CK与RWR通过或门连接到E（使能）端，当RWR为低电平时，CK直接传至被选中的寄存器的CLK端，从而在时钟上升沿将数据写入寄存器。
状态图如下所示：

2．μPC打入实验中，从DBUS输入的数据与实际打入μPC寄存器的值之间满足什么关系？结合工作原理图进行分析。
答：实际打入μPC寄存器的值是对从DBUS输入的数据的低两位取零。
由下面μPC工作原理图可知，指令IBUS[7:0]的高6位被接到μPC 预置的高6位，μPC 预置的低两位被置为0。例如DBUS中数据16H，即00010110B，打入μPC之中仅是其高6位，低2位为0（00010100B），即14H。

二、程序设计题（本题共1小题，每题20分，共20分）
1．编写并汇编程序，实现下述功能（ 程序->（00H） ）：
（1）11H ->R0 22H ->R1
（2）借助R3，实现R0<->R1
（3）（R0 - R1） 2 -> R2
答：
地址
程序
目标代码
注释
00H
MOV R0， #11H
8C11H
立即数11H -> R0
02H
MOV R1， #22H
8D22H
立即数22H -> R1
03H
MOV A， R0
70H
R0 -> A
04H
MOV R3， A
83H
A -> R3
05H
MOV A， R1
71H
R1 -> A
06H
MOV R0， A
80H
A -> R0
07H
MOV A， R3
73H
R3 -> A
08H
MOV R1， A
81H
A -> R1
09H
MOV A, R0
70H
R0 -> A
0AH
SUB A， R1
31H
(A – R1) -> A
0BH
RL A
C4H
A2 –> A
0CH
MOV R2, A
82H
A -> R2

三、应用设计题（本题共2小题，每题20分，共40分）
1．运用ABEL语言设计八位右移寄存器。
答：
MODULE SHIFT8
TITLE 'SHIFT8'
DIN,CLK,CLR PIN;
Q7..Q0 PIN ISTYPE 'REG';
OUT=[Q7..Q0];
EQUATIONS
OUT.CLK=CLK;
OUT.AR=CLR;
Q0 := Q1;DIN;
Q1 := Q2;
Q2 := Q3;
Q3 := Q4;
Q4 := Q5;
Q5 := Q6;
Q6 := Q7;
Q7 := DIN;
END

2．设计指令ADD A，#*的微指令，详细叙述设计。
答：本指令为立即数加法指令，立即数加可分两步。
（1）T1状态，微指令C7FFEFH：从EM中读出立即数，送到DBUS并存入W 中。
a. 从EM中读数，EMRD应有效；读EM的地址由PC输出，PCOE要有效；
b. 读出的数据要送到DBUS，EMEN应有效；
c. 数据存入W 中，WEN应有效。
（2）T0状态，微指令CBFF90H：执行加法，并将结果存入A中，同时执行取指。
a. 执行加法操作，S2S1S0 的值应为100，结果无需移位直接输出到DBUS，X2X1X0 的值应为100；
b. 从DBUS 将数据再存入A中，AEN应有效；
c. ABUS 和IBUS空闲，取指可并行执行，即以PC 为地址，从EM 中读出下条将要执行指令的机器码，并打入IR和uPC中，因此EMRD、PCOE、IREN 应有效。
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