《計(jì)算機(jī)組成原理》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

PAGEPAGE3《計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)實(shí)驗(yàn)二、運(yùn)算器實(shí)驗(yàn) 1實(shí)驗(yàn)三、微程序控制器實(shí)驗(yàn) 3實(shí)驗(yàn)四 主存儲(chǔ)器擴(kuò)展實(shí)驗(yàn) 6聯(lián)機(jī)通訊指南 10實(shí)驗(yàn)二、運(yùn)算器實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.深入了解AM2901運(yùn)算器的功能與具體用法4片AM2901的級(jí)聯(lián)方法；2.深化運(yùn)算器部件的組成，設(shè)計(jì)、控制與使用等；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：在脫機(jī)方式下，用一些數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)多種操作，以控制其操作過(guò)程與功能，檢查所得結(jié)果的正確性；在聯(lián)機(jī)方式下，用一些數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)多種操作，以控制其操作過(guò)程與功能，檢查所得結(jié)果的正確性；實(shí)驗(yàn)主要步驟：1.將TEC—2機(jī)功能開(kāi)關(guān)FS4置1（向上撥）。2.將TEC—2機(jī)運(yùn)行方式置為單步方式，即step/cont撥向step一邊。3．用D0＋0—>R0將立即數(shù)D0置人寄存器R0SW2SW1數(shù)據(jù)I8—I6123I5—I3456I2—I0789SST101112A口1234B口5678SCi910SSH1112011000111000000000000000AAAAH撥好上述開(kāi)關(guān)后，按壓STEP鍵一次4．用D1＋0—>R1將立即數(shù)D1置人寄存器R1SW2SW1數(shù)據(jù)I8—I6123I5—I3456I2—I0789SST101112A口1234B口5678SCi910SSH11120110001110000000000100005555H撥好上述開(kāi)關(guān)后，按壓STEP鍵一次5．對(duì)R1和R0進(jìn)行多種算數(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算（當(dāng)S2S1S0為110時(shí)，顯示ALU運(yùn)算結(jié)果，S2S1S0為000時(shí)，顯示SVZC狀態(tài)：H25＝S，H26＝V，H27＝Z，H28＝C）I876123I543456I210789A口1234B口5678按STEP前按STEP后ALU數(shù)據(jù)SZVCALU數(shù)據(jù)SZVCR0+R1→R001100000100010000FFFFH00005554H1000R0+0→R0R0-R1→R0R0+0→R0R0∨R1→R0R0+0→R0R0∧R1→R0R0+0→R06.其它運(yùn)算D功能I876123I543456I210789A口1234B口5678SCi910ALUStep前ALUStep后1234D+0→R801100011110000012341234FAABD+0→R9R8+R9→R8R8-R9→R8R8+1→R8R8-1→R8R8-R9R8∧R9R8+0→R8R9+0→R9R8→R9R9+0→R9二．聯(lián)機(jī)方式1．啟動(dòng)TEC－2機(jī)，進(jìn)入監(jiān)控程序狀態(tài)（具體見(jiàn)附件，聯(lián)機(jī)通訊指南）2．用“A”命令輸入程序在命令行提示符狀態(tài)下輸入：A800↙屏幕將顯示：0800：之后繼續(xù)輸入：MOV R0,AAA↙MOV R1,5555↙ADD R0,R1↙SUB R0,R1↙OR R0,R1↙AND R0,R1↙RET↙↙用“G”命令運(yùn)行程序在命令行狀態(tài)下輸入：G800↙執(zhí)行上面的輸入的程序4．用“R”命令觀察運(yùn)行結(jié)果及狀態(tài)在命令行提示符下輸入：R↙觀察運(yùn)行結(jié)果及狀態(tài)屏幕將顯示：R0＝5555 R1＝5555……PC＝0800…………F＝000001110800：2C00 MOV R0,AAAA用“T”或“P”命令單步執(zhí)行，用“R”命令觀看結(jié)果及狀態(tài)在命令行提示符下輸入：T↙或P↙重復(fù)執(zhí)行第四步，觀察運(yùn)行結(jié)果及狀態(tài)實(shí)驗(yàn)三、微程序控制器實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.理解掌握計(jì)算機(jī)各種指令的執(zhí)行過(guò)程2．理解掌握計(jì)算機(jī)控制器的組成3．理解掌握計(jì)算機(jī)控制器的設(shè)計(jì)2.理解動(dòng)態(tài)微程序設(shè)計(jì)的概念；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：選定指令操作碼，指令格式，設(shè)計(jì)一條指令，其功能是把用絕對(duì)地址表示的內(nèi)存單元A的內(nèi)容與內(nèi)存單元B的內(nèi)容相加，結(jié)果存放在B單元中實(shí)驗(yàn)主要步驟：指令格式：D4XXADDR1ADDR2功能：(ADDR1)+(ADDR)→ADDR22．微程序PC→AR,PC+1→PC: 0000 0E 00 A0 B5 54 02MEM→AR: 0000 0E 00 10 F0 00 02MEM→Q: 0000 0E 00 00 F0 00 00PC→AR,PC+1→PC: 0000 0E 00 A0 B5 54 02MEM→AR: 0000 0E 00 10 F0 00 02MEM+Q→Q: 0000 0E 01 00 E0 00 00Q→MEM,CC#=0: 0029 03 00 10 20 00 103.啟動(dòng)TEC－2機(jī)，進(jìn)入監(jiān)控程序狀態(tài)（具體見(jiàn)附件，聯(lián)機(jī)通訊指南）4.將微碼輸入到由900H開(kāi)始的內(nèi)存單元中（1）用“E”命令輸入微碼在命令行提示符狀態(tài)下輸入：E900↙屏幕顯示：0900：繼續(xù)輸入：0000 0E00 A0B5 5402 00000E00 10F0 0002 0000 0E0000F0 0000 0000 0E00 5402 0000 0E00 10F0 00020000 0E01 00E0 0000 00290300 1020 0010↙ (2)以“D”命令察看輸入的微碼在命令行提示符下輸入：D900↙屏幕顯示：0900 0000 0E00 A0B5 5402 0000 0E00 10F0 00020908 0000 0E00 00F0 0000 0000 0E00 0910 0000 0E00 10F0 0002 0000 0E01 00E0 00000918 0029 0300 1020 0010……觀察內(nèi)容是否正確將微碼加載到控存中用命令“A”輸入加載微碼的程序在命令行提示符下輸入：A800↙屏幕顯示：0800：繼續(xù)輸入：MOV R1,900↙ ;微碼在控存中的首地址MOV R2,7↙ ；共7條微命令MOV R3,100↙ ；微碼在控存中的首地址LDMC↙ ；加載微碼指令RET↙↙用“G“命令運(yùn)行加載微碼的程序在命令行提示符下輸入：G800↙微碼被裝入起始地址微100H的控存中輸入程序，運(yùn)行薪指令用“A”命令輸入程序在命令行提示符下輸入：A820↙屏幕顯示：0820：繼續(xù)輸入：MOV R0,0023↙MOV [A00],R0↙MOV [A01],R0↙NOP↙NOP↙NOP↙ RET↙↙(2)用“E”命令輸入新指令 在命令行提示符狀態(tài)下輸入：E826↙屏幕顯示：0826：繼續(xù)輸入：D400 0A00 0A01(3)用“U”命令察看輸入的程序在命令行提示符狀態(tài)下輸入：U820↙屏幕顯示：0820：2C00 0023 MOV R0,00230822；3400 0A00 MOV [0A0824:3400 0A01 MOV [0A01],R00826:D400 DW D4000827:0A0828:0A01 ADC R0,R10829:AC00 RET ……用“G”命令運(yùn)行程序在命令行提示符狀態(tài)下輸入：G820↙ 觀察運(yùn)算結(jié)果用“D”命令察看運(yùn)行結(jié)果在命令行提示符狀態(tài)下輸入：DA00↙屏幕顯示：0A00 0023 0046……0A01單元為0046，即為運(yùn)算的正確結(jié)果實(shí)驗(yàn)四 主存儲(chǔ)器擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.掌握主存儲(chǔ)器系統(tǒng)設(shè)計(jì)知識(shí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：內(nèi)存數(shù)據(jù)手工撥入操作，用讀出方式檢查操作結(jié)果的正確性讀出內(nèi)存0000H—OOOFH16個(gè)內(nèi)存單元并記錄寫(xiě)入內(nèi)存0800H—080FH16個(gè)單元數(shù)據(jù)并讀出記錄內(nèi)存儲(chǔ)器擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)主要步驟：用手撥數(shù)據(jù)方式讀寫(xiě)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)此時(shí)：S2S1S0=101 顯示地址總線 S2S1S0=111 顯示內(nèi)部總線（撥入或讀出的數(shù)據(jù)） 存儲(chǔ)器寫(xiě)FS1—FS4＝0100STEP置連續(xù)脈沖方式操作步驟：=1\*GB3①撥好存儲(chǔ)器的首地址，按RESET；=2\*GB3②撥入數(shù)據(jù)，按STEPCLK寫(xiě)入該數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)器地址自動(dòng)加1；=3\*GB3③重復(fù)=2\*GB3②，連續(xù)寫(xiě)入數(shù)據(jù)。操作時(shí)，可以讓LED燈在撥入數(shù)據(jù)時(shí)顯示內(nèi)部總線，觀察撥入的數(shù)據(jù)，寫(xiě)入時(shí)顯示地址總線，觀察將要寫(xiě)入的存儲(chǔ)器地址=4\*GB3④數(shù)據(jù)要寫(xiě)入不連續(xù)的存儲(chǔ)器單元時(shí)，轉(zhuǎn)=1\*GB3①重新開(kāi)始存儲(chǔ)器讀FS1—FS4＝0110STEP置連續(xù)脈沖方式操作步驟：=1\*GB3①撥好存儲(chǔ)器的首地址，按RESET；=2\*GB3②用LED燈顯示IＢ總線，觀察從存儲(chǔ)器讀出的數(shù)據(jù)，或顯示AB總線。觀察存儲(chǔ)器的地址；=3\*GB3③每按一次STEPCLK，順序讀出存儲(chǔ)單元的內(nèi)容=4\*GB3④需讀不連續(xù)的存儲(chǔ)器單元時(shí)，轉(zhuǎn)=1\*GB3①重新開(kāi)始存儲(chǔ)器擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)原理電路圖連接圖 （5）單步命令實(shí)驗(yàn) =1\*GB3①?gòu)?000H開(kāi)始的內(nèi)存單元實(shí)驗(yàn)a.用“E”命令輸入數(shù)據(jù)在命令提示符狀態(tài)下輸入:E8000↙屏幕顯示：8000：繼續(xù)輸入：0000 1111 2222 3333 44445555 6666 7777 8888 9999↙B．用“D”命令察看輸入的數(shù)據(jù)在命令行提示符狀態(tài)下輸入：D8000↙屏幕顯示：8000 0000 1111 2222 3333 4444 5555 6666 77778008 8888 9999……觀看內(nèi)容是否正確 =2\*GB3②從8800H開(kāi)始的內(nèi)存單元實(shí)驗(yàn) A．用“E”命令輸入數(shù)據(jù)在命令提示符狀態(tài)下輸入:E8800↙屏幕顯示：8800：繼續(xù)輸入：0000 1111 2222 3333 44445555 6666 7777 8888 9999↙B．用“D”命令察看輸入的數(shù)據(jù)在命令行提示符狀態(tài)下輸入：D8800↙屏幕顯示：8800 0000 1111 2222 3333 4444 5555 6666 77778808 8888 9999……觀看內(nèi)容是否正確 (6)連續(xù)程序?qū)嶒?yàn) =1\*GB3①?gòu)?000H開(kāi)始的內(nèi)存單元實(shí)驗(yàn)a.用“A”命令輸入程序在命令提示符狀態(tài)下輸入:A800↙屏幕顯示：0800：繼續(xù)輸入：MOV R0,8000↙MOV R1,0000↙MOV R2,800↙MOV [R0],R1↙INC R0↙INC R1↙DEC R2↙ JP NZ,806↙RET↙↙=2\*GB3②用“G”命令執(zhí)行輸入的程序在命令行提示符狀態(tài)下輸入：G800↙=3\*GB3③用“D”命令察看程序?qū)У膱?zhí)行結(jié)果在命令行提示符狀態(tài)下輸入：D8000↙屏幕顯示：8000 0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 00078008 0008 0009 000A 000B 000C 000D 000E 000F……=2\*GB3②從8800H開(kāi)始的內(nèi)存單元實(shí)驗(yàn)a.用“A”命令輸入程序在命令提示符狀態(tài)下輸入:A800↙屏幕顯示：0800：繼續(xù)輸入：MOV R0,8800↙MOV R1,0000↙MOV R2,800↙MOV [R0],R1↙INC R0↙INC R1↙DEC R2↙ JP NZ,806↙RET↙↙=2\*GB3②用“G”命令執(zhí)行輸入的程序在命令行提示符狀態(tài)下輸入：G800↙=3\*GB3③用“D”命令察看程序?qū)У膱?zhí)行結(jié)果在命令行提示符狀態(tài)下輸入：D8800↙屏幕顯示：8800 0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 00078808 0008 0009 000A 000B 000C 000D 000E 000F……聯(lián)機(jī)通訊指南準(zhǔn)備準(zhǔn)備一臺(tái)PC機(jī)把TEC—2在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上放好，將TEC－2的隨機(jī)電源放TEC－2的左側(cè)，確任電源開(kāi)關(guān)處于關(guān)斷的狀態(tài)。連接電源線將TEC－2電源的直流輸出插頭P8插在TEC－2板左側(cè)的插座P8上；將TEC－2電源的直流輸出插頭P9插在TEC－2板左上側(cè)的插座P9上。（注意：不要接反P8和P9，否則會(huì)燒機(jī)器和電源）將TEC－2電源的電源線一端接電源的交流輸入插孔，另一端接220V交流電源接線盒。注意：TEC－2電源的交流電源線必須和計(jì)算機(jī)的電源線接在同一個(gè)有地線的電源接線盒上，以保證兩設(shè)備共地，否則，可能燒毀電源線或機(jī)器。連接TEC－2盒PC準(zhǔn)備好隨機(jī)提供的TEC－2和PC的串口通訊電纜。該電纜一端是9孔的插頭，另一端是25孔的插頭。注意：TEC－2隨機(jī)提供多條通訊電纜，請(qǐng)一定正確選用，以免錯(cuò)誤連接造成聯(lián)機(jī)失敗。把串口通訊電纜的9孔插頭接在TEC－2接的上板左下角V70插座上，25孔插頭插在計(jì)算機(jī)的串口上（COM1或COM2）。如果PC上沒(méi)有25針的串口或25針的串口已被其它設(shè)備占用，用TEC機(jī)隨機(jī)提供的一個(gè)9轉(zhuǎn)25的轉(zhuǎn)換器，把25孔的插頭轉(zhuǎn)換成9針的插頭，接在9針的串口上。TEC－2的初始設(shè)置將TEC－2大板下方紐子開(kāi)關(guān)S2—S0撥成100（向上為”1”，向下為“0” FS1—FS4撥成1010（向上為”1”，向下為“0將CONT/STEP紐子開(kāi)關(guān)撥到CONT位置。開(kāi)機(jī)打開(kāi)計(jì)算機(jī)電源開(kāi)關(guān)，正常啟動(dòng)計(jì)算機(jī)打開(kāi)TEC—2電源開(kāi)關(guān)，TEC－2大板左上角一排指示燈亮。加載通訊軟件用戶(hù)可以根據(jù)聯(lián)機(jī)PC的軟硬件配置情況選擇以下三種方式之一運(yùn)行聯(lián)機(jī)通訊軟件。起動(dòng)計(jì)算機(jī)成功后，出現(xiàn)C：\KSSYS>D:↙D：\>CD TEC-2↙D：\TEC-2>PCEC↙正確執(zhí)行上述操作就會(huì)在計(jì)算機(jī)屏幕上出現(xiàn)以下界面：**************************************************************Experiment computer←→IBM－PC series (MS-DOS)Asynchronous communicationSend/Receive file between TEC-2 and IBM_PCBY Computer Architecture Lab. Tsinghua Unversity Jan.1994F10→Display Main MenuALT F10→Copy Sceen toFileSCA.TMPRS232 Serial Port Number [1/2]:1**************************************************************2.用計(jì)算機(jī)的串口COM1和TEC－2通訊，選擇“1”用計(jì)算機(jī)的串口COM2TEC－2通訊，選擇“2，直接回車(chē)；此時(shí)計(jì)算機(jī)屏幕出現(xiàn)以下設(shè)置的信息：************************************************************** Baud Rate=9600bits/secondParity=NoneStopBit=1BitCharacterLength=8bitsChangethesecharacters?(N)**************************************************************此界面的設(shè)置為推薦設(shè)置，鍵入“N”回車(chē)。然后按壓TEC