合肥工业大学计算机组成原理实验报告.doc

实验一基本运算器实验
一、实验目的
了解运算器的组成结构；掌握运算器的工作原理。
二、实验内容
1、连线说明：
ALU单元：S0..S3(JP18)——开关区单元：K20..K23(JP89)ALU单元：Wa、wB、rALU、CN_I(JP19)——开关区单元：K15..K12(JP92)ALU单元：ALU_D0..ALU_D7(JP25)——扩展区单元：JP62ALU单元：IN0..IN7(JP22)——开关区单元：K0..K7(JP97) 2、打开实验仪电源，按CON单元的nRST按键，将ALU的A、B、FC、FZ、FS、I清零；如果EXEC键上方指示灯不亮，请按一次EXEC键，点亮指示灯，表示实验仪在运行状态。
3、给暂存器A赋初值
（1）拨动开关区单元的K7..K0开关，形成二进制数01011000（或其它值）；指示灯亮，表示该位是‘1’，灭为‘0’。
（2）拨动开关区单元K15(wA)、K14(wB)、K13(rALU)、K12(CN_I)开关，赋wA=0（允许写A）、wB=1（禁止写B）、rALU=1(不允许ALU输出)、CN_I=0，按CON单元的STEP按键一次,产生一个T1的下降沿，将二进制数01011000写入暂存器A中，ALU单元的A_7…A_0LED上显示A中的值
4、给暂存器B赋初值
（1）拨动开关区单元的K7..K0开关，形成二进制数10101011（或其它值）。
（2）赋wA=1（禁止写A）、wB=0（允许写B）、rALU=1(不允许ALU输出)、CN_I=0，按CON单元的STEP按键一次,产生一个T2的下降沿，将二进制数10101011写入暂存器B中，ALU单元的R_7…R_0LED上显示B中的值
5、赋wA=1（禁止写A）、wB=1（禁止写B）、rALU(K10)=0,按uSTEP键，进入T3节拍，
节拍DS169DS168T1、T2、T3无效
（T1=0、T2=0、T3=0）00T1
（T1=1、T2=0、T3=0）01T2
（T1=0、T2=1、T3=0）10T3
（T1=0、T2=0、T3=1）11说明：1-亮；0-灭当rALU(K13)=0，如果S3S2S1S0的值是0000时，T2、T3节拍时，允许ALU结果输出；S3S2S1S0的值是其它数值，T3节拍时，允许ALU结果输出，显示于扩展区的二位数码管、DS94..DS101的LED上。
6、根据后边的“运算结果表”，改变K20（S0）、K21（S1）、K22（S2）、K23（S3）、K12（CN_I）的值，观察并记录运算器的输出。例如：S0=0，S1=0，S2=0，S3=0，ALU的D7_D0=58H；FC、FZ、FS、I不变。
注意：只有按CON单元的STEP按键一次，产生一个T3的下降沿，ALU才将标志位FC、FZ、FS、I写入标志寄存器PSW中，才能在ALU单元的FZ、FC、FS、I指示灯上看到结果。
如果实验仪、PC联机操作，则可通过软件中的数据通路图来观测实验结果，方法是：打开软件，在星研软件的工具条中选择“运算器实验”，打开运算器实验的数据通路图。
进行上面的手动操作，点击工具条上单节拍或单周期命令图标，数据通路图会反映当前运算器所做的操作。

三、实验结果及分析
运算结果表
运算类型ABS3S2S1S0CN_I结果逻辑运算58AB00000ALU=（58）FC=（0）FZ=（0）FS=(0)58AB00001ALU=（AB）FC=（0）FZ=（0）FS=(0)58AB0001XALU=（FB）FC=（0）FZ=（0）FS=(0)0010XALU=（08）FC=（0）FZ=（0）FS=(0)0011XALU=（F3）FC=（0）FZ=（0）FS=(0)0100XALU=（A7）FC=（0）FZ=（0）FS=(0)移位运算01010ALU=（0B）FC=（0）FZ=（0）FS=(0)01011ALU=（2C）FC=（0）FZ=（0）FS=(0)01100ALU=（2C）FC=（0）FZ=（0）FS=(0)0110(FC=0)1ALU=（2C）FC=（0）FZ=（0）FS=(0)0110(FC=1)ALU=（AC）FC=（0）FZ=（0）FS=(0)01110ALU=（B0）FC=（1）FZ=（0）FS=(0)0111(FC=0)1ALU=（B0）FC=（0）FZ=（0）FS=(0)0111(FC=1)ALU=（B1）FC=（1）FZ=（0）FS=(0)算术运算10000ALU=（03）FC=（0）FZ=（0）FS=(0)1000(FC=0)1ALU=（03）FC=（0）FZ=（0）FS=(0)1000(FC=1)ALU=（04）FC=（1）FZ=（0）FS=(0)10010ALU=（AD）FC=（0）FZ=（0）FS=(