(完整版)上海大學(xué)計算機學(xué)院計算機組成原理實驗報告p

1、上海大學(xué)計算機學(xué)院計算機組成原理實驗報告【最新資料，上WORD海大學(xué)文檔，計算可機編學(xué)輯院修改】計算機組成原理實驗報告十實驗名稱：中斷機制和應(yīng)用（綜合實驗）一、實驗?zāi)康?. 學(xué)習(xí)實驗箱感知中斷的硬件結(jié)構(gòu)和工作原理。2. 學(xué)習(xí)使用中斷系統(tǒng)。3. 學(xué)習(xí)使用擴展外設(shè)。二、實驗原理1. 程序中斷：因“隨機性”原因，使一個程序暫停執(zhí)行，轉(zhuǎn)而執(zhí)行另一個程序，以處理隨機事件，然后再返回原程序繼續(xù)執(zhí)行的過程成為“中斷”。中斷發(fā)生的時間是隨機的（不可預(yù)知，但發(fā)生后應(yīng)該如何處理是安排好的），中斷發(fā)生的“隨機性”決定了“必須用硬件感知中斷請求”、“不僅要保存斷點，還必須保存現(xiàn)場”。2. 實驗箱的中斷感知硬件：當(dāng)執(zhí)行

2、取指微指令時，IREN 0，于是號或門輸出 0，這時號“或門”對 IREQ的 Q端開放，若有中斷請求就會在這時被CPU感知。所以無論中斷請求在何時提出，都只能在取指階段被感知！當(dāng)號“或門”輸出0 時中斷被感知，同時這個低電平使IACK 的 SD有效，迫使其Q端輸出 1， ACK燈亮，并使號“或門”對IREN關(guān)閉并輸出1；這個 1 又使號“或門”對中斷請求關(guān)閉并輸出 1，這個 1 又返回 IACK 的 SD端，使 IACK 保持 Q 1 的狀態(tài)。所以系統(tǒng)進入中斷服務(wù)子程序后， ACK燈保持亮，且不響應(yīng)新的中斷請求（僅一級中斷）。3.ICOE向下經(jīng)“與門”控制PC1 信號， ICOE的另一個作用是

3、通過號“或門”控制EM中指令的輸出，保證在輸出中斷指令B8H時， EM不輸出。4.5. 試驗箱外擴系統(tǒng)6.74LS08 結(jié)構(gòu)俯視圖三、實驗內(nèi)容1. 用 74LS 08 芯片搭建當(dāng)電鍵 K1 和 K2 都為 1 時不產(chǎn)生中斷請求信號的外部電路。2. 編制中斷服務(wù)子程序使 OUT交替顯示 AA、 BB三次后返回源程序。源程序為實驗七完成的交替顯示11 和 55 的程序。(1).運行上述程序，在完成AA、BB交替顯示三次之前恢復(fù) K1K2都為 1 的狀態(tài)。記錄 OUT顯示的現(xiàn)象、 REQ燈和 ACK燈的情況以及 ST 寄存器的值及改變情況。(2).運行上述程序，在完成AA、BB交替顯示時不恢復(fù) K1

4、K2都為 1 的狀態(tài)。記錄 OUT顯示的現(xiàn)象、 REQ燈和 ACK燈的情況以及ST 寄存器的值及改變情況。R2記錄主程序延遲時間，R1與主程序顯示同步。分析上述二種顯示現(xiàn)象的原因。四、實驗步驟1. 用 74LS 08 芯片搭建當(dāng)電鍵 K1 和 K2 都為 1 時不產(chǎn)生中斷請求信號的外部電路。打開電源，進入手動模式。將試驗箱的外擴箱的1 和 K1相連， 2 和 K2相連， 7 接地，40 接電源 vcc 。開關(guān)都為1 時不產(chǎn)生中斷請求信號。按一下 l就會產(chǎn)生中斷。2. 啟動桌面上 COMPUTE.EXE軟件。 連接通信口： COM1/COM2 點擊源程序編寫程序：sta:mov a,#11hmo

5、v r1,aoutmov a,#10hloop1:sub a,#1hmov r2,ajz loop2jmp loop1loop2:mov a,#55hmov r1,aoutmov a,#10hloop3:sub a,#1hmov r2,ajz stajmp loop3org 50hmov r0,#04hloop4:mov a,r0sub a,#1hmov r0,ajz exitmov r0,amov a,#aahoutmov a,#5hloop5:sub a,#1hjz loop6jmp loop5loop6:mov a,#bbhoutmov a,#5hloop7:sub a,#1hjz lo

6、op4jmp loop7exit:mov a,r1outmov a,r2add a,#0hretiend 保存，文件名后需加.asm 后綴。打開試驗箱，編譯下載。 全速運行按下中斷鍵，在aa 與 bb 交替顯示 3 次之前松開中斷鍵，記錄OUT顯示， REQ燈 ACK燈的情況，及ST 寄存器的值及改變情況。運行上述程序，在完成aa 與 bb 交替顯示時不松開中斷鍵，記錄OUT顯示， REQ燈 ACK燈的情況，及ST寄存器的值及改變情況。五、實驗現(xiàn)象剛開始運行 11 與 55 交替出現(xiàn)， R1 與 OUT顯示同步， R2記錄的是主程序的延遲時間，執(zhí)行中斷前， ACK和 REQ燈均不亮， ST 寄

7、存器為 00， OUT顯示 11 和 55，按一下中斷鍵松開后，就會產(chǎn)生中斷，調(diào)用中斷程序，aa 與 bb 交替出現(xiàn)， ACK和 REQ燈均亮， R0記錄 aa 與 bb 交替出現(xiàn)的次數(shù)，由3 依次減 1，依次出現(xiàn) 3、 2、 1，然后 R2保持中斷時的主程序的延遲時間，R1保持中斷時OUT顯示的值，然后中斷結(jié)束后，ACK和 REQ燈又不亮，從R2記錄的延遲時間開始，OUT顯示 R1 記錄的主程序的值，依次交替出現(xiàn)11 和 55.剛開始運行 11 與 55 交替出現(xiàn)， R1 與 OUT顯示同步， R2記錄的是主程序的延遲時間，執(zhí)行中斷前， ACK和 REQ燈均不亮， ST 寄存器為 00， O

8、UT顯示 11 和 55。按下中斷鍵后不放開，執(zhí)行中斷時， ACK和 REQ亮起， OUT交替顯示 aa 和 bb，直到中斷程序依次交替顯示 3 次 aa 與 bb 后，再放開，那么 OUT會一直交替顯示 aa 與 bb， ACK 和 REQ燈暗掉后又馬上亮，寄存器 R1顯示 11，寄存器 R2 顯示 06.六、實驗結(jié)論在完成 aa 與 bb 交替顯示 3 次之前，松開中斷鍵，這樣產(chǎn)生中斷后，中斷返回，進行原來的程序執(zhí)行。在完成 aa，bb 交替顯示 3 次時，不松開中斷鍵，這樣就一直進行中斷，無法返回原來的程序執(zhí)行。七、建議八、體會通過這次試驗，我了解了中斷機制，知道了中斷的原理，知道了如何進行程序中斷和中斷程序的返回和如何對斷點進行保存，知道了中斷機制的重要性。在實驗過程中，編寫那個延遲和中斷子程序的時候，出現(xiàn)了很多波折，R2 記錄主程序的延遲時間，這個老是顯示不對，然后中斷返回時不是從中斷斷點開始接著執(zhí)行的，后來老師提示了一下，修改了一下程序，終