计算机组成与结构实验讲义

导读:实验二脱机运算器实验,2.1实验目的,深化运算器部件的组成、设计、控制与使用等知识,2.2实验说明,是指让运算器从教学计算机整机中脱离出来,下面先把前边讲过的、与该实验直接有关的结论性内容汇总如下,做脱机运算器实验时,脱机运算器实验的环境图:,TEC-XP16系统脱机运算器实验微型开关各字段的控制功能表:,运算器组成线路和信息连接关系图:,2.3实验步骤,2.按下表所列的操作在机器上进行运算器

计算机组成与结构实验讲义

例4:设计一个程序在显示器上循环显示95个(包括空格字符)可打印字符。 <1>在命令行提示符状态下输入:

A 20A0↙ 屏幕将显示: 20A0:

从地址20A0H开始输入下列程序:

A 20A0 ;从内存的20A0单元开始建立用户的第一个程序 20A0: MVRD R1,7E ;向寄存器传送立即数 20A2: MVRD R0,20 ;

20A4: OUT 80 ;通过串行接口输出R0低位字节内容到显示器屏幕 20A5: PUSH R0 ;保存R0寄存器的内容到堆栈中 20A6: IN 81 ;读串行接口的状态寄存器的内容

20A7: SHR R0 ;R0寄存器的内容右移一位,最低位的值移入标志位C 20A8: JRNC 20A6 ;条件转移指令,当标志位C不是1时转到20A6地址 20A9: POP R0 ;从堆栈中恢复R0寄存器的原内容

20AA: CMP R0,R1 ;比较两个寄存器的内容是否相同,相同则标志位Z=1 20AB: JRZ 20A0 ;条件转移指令,当标志位Z为1时转到20A0地址 20AC: INC R0 ;把R0寄存器的内容增加1

20AE: JR 20A4 ;无条件转移指令,一定转移到20A4地址 20AF: RET ;子程序返回指令,程序结束 <2> 在命令行提示符状态下输入: G 20A0↙

运行过后, 可以观察到显示器上会显示出所有可打印的字符。

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实验二 脱机运算器实验

2.1 实验目的

深入了解AM2901运算器的功能与具体用法,4片AM2901的级连方式,深化运算器部件的组成、设计、控制与使用等知识。 2.2 实验说明

脱机运算器实验,是指让运算器从教学计算机整机中脱离出来,只能通过开关、按键控制教学机的运算器完成指定的运算功能,并通过指示灯观察运算结果。

下面先把前边讲过的、与该实验直接有关的结论性内容汇总如下。 1. 12位微型开关的具体控制功能分配如下:

A口、B口地址:送给AM2901器件用于选择源与目的操作数的寄存器编号; I8-I0:选择操作数来源、运算操作功能、选择操作数处理结果和运算器输出内容的3组3位的控制码;

SCi、SSH和SST:用于确定运算器最低位的进位输入、移位信号的入/出和怎样处理AM2901产生的状态标志位的结果。

2.开关位置说明:

做脱机运算器实验时,要用到提供24位控制信号的微动开关和提供16位数据的拨动开关。微动开关是红色的,一个微动开关可以提供12位的控制信号,标有micro switch 1和micro switch 2;数据开关是黑色的,左边的标有SWH的是高8位,右边的标有SWL的是低8位。

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脱机运算器实验的环境图:

TEC-XP16 系统脱机运算器实验微型开关各字段的控制功能表:

运算器组成线路和信息连接关系图:

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2.3 实验步骤

1. 将教学机左下方的5个拨动开关置为1XX00(单步、16位、脱机);先按一下“RESET”按键,再按一下“START”按键,进行初始化。

2. 按下表所列的操作在机器上进行运算器脱机实验,将结果填入表中:其中D1取为0101H,D2取为1010H;通过两个12位的红色微型开关向运算器提供控制信号,通过16位数据开关向运算器提供数据,通过指示灯观察运算结果及状态标志。

注:用*标记的运算,表示D1、D2的数据是由拨动开关SW给出的,开关给的是二进制的信号,注意二进制和十六进制间的转换。

按“START”按键之前,ALU输出的是计算结果,参照ALU的操作周期的时序可知A、B口数据锁存是在时钟的下降沿,通用寄存器的接收是在低电平,所以要想寄存器接收ALU的计算结果必须按一次“START”按键。

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