广工计算机组成原理实验报告4500字.docx
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广工计算机组成原理实验报告4500字
计算机组成原理实验报告
课程名称计算机组成原理实验
学院
专业班级
学号
学生姓名
指导教师
2014年7月3日
实验一:
基础汇编语言程序设计实验........................................................................5
1实验目的.............................................................................................................5
2实验设备及器材.................................................................................................5
3实验说明和原理.................................................................................................5
4实验内容.............................................................................................................6
5实验步骤.............................................................................................................6
6实验截图及思考题.............................................................................................7
7实验思考与心得.................................................................................................9
实验二:
脱机运算器实验..........................................................................................10
1实验目的...........................................................................................................10
2实验设备与器材...............................................................................................10
3实验说明和原理...............................................................................................10
4实验内容...........................................................................................................11
5实验步骤/表格填写.........................................................................................11
6实验思考与心得...............................................................................................12
实验三:
存储器部件教学实验..................................................................................13
1实验目的...........................................................................................................13
2实验设备与器材...............................................................................................13
3实验说明和原理...............................................................................................13
4实验内容...........................................................................................................14
5实验步骤与截图...............................................................................................14
6实验思考与心得...............................................................................................16
实验四:
组合逻辑控制器部件教学实验..................................................................17
1实验目的...........................................................................................................17
2实验设备与器材...............................................................................................17
3实验说明和原理...............................................................................................17
4实验内容...........................................................................................................19
5实验步骤/填表.................................................................................................19
6实验思考与心得...............................................................................................23
实验五:
微程序控制器部件教学实验......................................................................24
1实验目的...........................................................................................................24
2实验设备与器材...............................................................................................24
3实验说明和原理...............................................................................................24
4实验内容...........................................................................................................25
5实验步骤与截图...............................................................................................26
6实验思考与心得...............................................................................................29
实验六:
输入/输出接口扩展实验............................................................................31
1实验目的...........................................................................................................31
2实验设备与器材...............................................................................................313实验说明和原理...............................................................................................31
4实验内容...........................................................................................................32
5实验步骤与pc端截图....................................................................................32
6实验思考与心得...............................................................................................34
实验七:
中断实验......................................................................................................35
1实验目的...........................................................................................................35
2实验设备与器材...............................................................................................35
3实验说明和原理...............................................................................................35
4实验内容...........................................................................................................36
5实验步骤与中断程序编写...............................................................................36
6实验思考与心得...............................................................................................39
实验九:
fpga芯片实现非流水线的cpu系统(综合实验).....................................40
1实验目的...........................................................................................................40
2实验设备与器材...............................................................................................40
3实验说明和原理...............................................................................................41
4实验内容...........................................................................................................41
5实验步骤与烧录过程.......................................................................................41
6实验思考与心得...............................................................................................43
学院学号:
姓名教师评定实验题目基础汇编语言程序设计实验
实验一:
基础汇编语言程序设计实验
1实验目的
?
学习和了解tec-xp+教学实验监控命令的用法;
?
学习和了解tec-xp+教学实验系统的指令系统;
?
学习简单的tec-xp+教学实验系统汇编程序设计。
2实验设备及器材
?
工作良好的pc机;
?
tec-xp+教学实验系统和仿真终端软件pcec。
3实验说明和原理
实验原理在于汇编语言能够直接控制底层硬件的状态,通过简单的汇编指令
查看、显示、修改寄存器、存储器等硬件内容。
实验箱正如一集成的开发板,而我们正是通过基础的汇编语言对开发板进行使用和学习,过程中我们不仅需要运用汇编语言的知识,还需要结合数字逻辑中
所学的关于存储器、触发器等基本器件的原理,通过串口通讯,实现程序的烧录,
实验箱与pc端的通讯。
4实验内容
1)学习联机使用tec-xp+教学实验系统和仿真终端软件pcec;
2)学习使用windows界面的串口通讯软件;
3)使用监控程序的r命令显示/修改寄存器内容、d命令显示存储内容、e命令
修改存储内容;
4)使用a命令写一小段汇编程序,u命令反汇编输入的程序,用g命令连续
运行该程序,用t、p命令单步运行并观察程序单步执行情况。
5实验步骤
1)准备一台串口工作良好的pc机器;
2)将tec-xp+放在实验台上,打开实验箱的盖子,确定电源处于断开状态;
3)将黑色的电源线一段接220v交流电源,另一端插在tec-xp+实验箱的电源
插座里;
5)将tec-xp+实验系统左下方的六个黑色的控制机器运行状态的开关置于正
确的位置,再找个实验中开关应置为001100(连续、内存读指令、组合逻辑、
联机、16位、mach),
6)控制开关的功能在开关上、下方有标识;开关拨向上方表示1,拨向下方表示
0,x表示任意,其他实验相同;
7)打开电源,船型开关盒5v电源指示灯亮;
8)在pc机上运行pcec16.exe文件,根据连接的pc机的串口设置所用pc机
的串口为1或2,其他的设置一般不用改动,直接回车即可;(8)按一下
reset按键,再按一下start按键,主机上显示:
6实验截图及思考题
【例1】设计一个小程序,用次数控制在终端屏幕上输出’0’到’9’十个
数字符
代码输入:
a2020
2020mvrdr2,000a
mvrdr0,0030
out80
decr2
jrz202e
处
pushr0
2028in81
shrr0
jrnc2028
popr0
incr0
jr2024
202eret
;送入输出字符个数;“0”字符的ascii码送寄存器r0;输出保存在r0低位字节的字符;输出字符个数减1;判10个字符输出完否,已完,则转到程序结束;未完,保存肋的值到堆栈中;查询接口状态,判字符串行输出完成否,;未完成,则循环等待;已完成,准备输出下一字符并从堆栈恢复r0的值;得到下一个要输出的字符;转去输出字符
该程序的执行码放在2020起始的连续内存区中。
若送入源码的过程中有错,
系统会进行提示,等待重新打入正确汇编语句。
在输入过程中,在应打入语句的
位置直接打回车则结束输入过程。
结果显示:
思考题:
若把in81,shrr0,jrnc2028三个语句换成4个mvrrr0,
r0语句,该程序执行过程会出现什么现象?
试分析并实际执行一次。
答:
该程序改变这三条语句后,若用t命令单条执行,会依次显示0~9十个
数字。
若用g命令运行程序,程序执行速度快,端口输出速度慢,这样就会跳跃输出。
【例2】从键盘上连续打入多个属于0到9的数字符并在屏幕上显示,遇到
非数字字符结束输入过程.
代码输入:
结果显示:
【例3】计算1到10的累加和。
代码输入:
结果显示:
7实验思考与心得
这是第一次计组的上机实验,初步了解到tec-xp+教学系统的概况,通过仿
真终端软件pcec以及windows界面的串口通讯软件,结合对汇编基本指令
的学习,让我们熟悉计组的实验工具和流程,为后续的实验打下基础。
对汇编基本指令的学习,让我对汇编语言以及嵌入式系统方向产生了兴趣,
并且通过汇编语言的学习,发现在高级语言中简单的加法或变量申请,在底层实
现的过程是相当复杂的。
使用汇编语言直接控制硬件,让我们亲身感受到一个简
单的指令操作硬件时,硬件所发生的变化,貌似回到了70年代的计算机学习一
样,而且在实验一的学习过程中,懂得了一些基于实验箱的汇编小程序,与单片
机的使用有很多相似之处,十分有趣。
另外,实验一过程中使用绝对地址,直接访问内存的数据,让我们脱离操作
系统的封装,更好地体会到直接控制硬件的感觉。
然而,对于大程序的编写,基
本的汇编语言的编程难度比起高级语言高了不少,但汇编的学习的确促进了我们
对计算机的认识。
计算机学院学号:
姓名教师评定实验题目脱机运算器实验
实验二:
脱机运算器实验
1实验目的
?
深入了解am2901运算器的功能与具体用法;
?
深化运算器部件的组成、设计、控制与使用等知识。
2实验设备与器材
?
tec-xp+教学实验系统和仿真终端软件pcec。
3实验说明和原理
本次实验脱离pc端,主要通过实验箱进行。
因此这个实验更像数据逻辑的
电路实验。
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,此时,
它的全部控制与操作均需通过两个12位的微型开关来完成,这就谈不上执行指
令,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。
4实验内容
在脱机方式下,对于给定指令分析其执行过程中运算的步骤,通过对am2901运算器反需控制信号的设置,使之完成运算,并核对运算结果。
5实验步骤/表格填写
在脱机方式下,通过设置sw1、sw2、sw3各微码字段和数据开关,可实现多种运算,以实现aaaah->r1为例说明操作过程。
1)按照下表中的微码和数据开关,对运算器进行设置。
操作步骤如下:
cach);先按一下restet按键,再按一下start按键,进行初始化。
b)通过16个数据开关设置立即数aaaah。
c)通过sw1、sw2、sw3设置各微码。
2)按一次start键,立即数xxxxh置入r1,通过显示灯察看按start键后的输出。
若要进行其它操作:
a)重新设置sw1、sw2、sw3、数据开关,通过显示灯观察输出。
b)然后按start键执行操作,通过显示灯观察按下start键后的输出,检查运算结果是否正确。
3)完成下表的各种运算,记录按start键前和按start键后的alu输出及标志位c、z、v、s的值。
6实验思考与心得
初步了解运算器芯片am2901的结构,本次实验初步知道它能实现r+s、s-r、r-s三种算术运算功能,和五种逻辑运算功能。
选择alu的八种运算(三种算术运算、五种逻辑运算)功能中的一种。
是通过三位功能选择码i5、i4、i3实现。
选择送入alu的两个操作数据r和s的组合关系(数据来源)。
是用i2、i1、i0三位操作数选择码控制实现的。
选择运算结果或有关数据以什么方式送往何处,这主要指通用寄存器组和q寄存器执不执行接收操作或移位操作,以及向芯片的输出信息y提供的是什么内容。
这是通过i8、i7、i6三位结果选择码控制实现的。
因此我们通过了解am2901运算器的逻辑功能,懂得通过查表用指令微码
来实现一些简单的逻辑功能
.
计算机学院
姓名教师评定实验题目存储器部件教学实验
实验三:
存储器部件教学实验
1实验目的
?
熟悉rom芯片和ram芯片在功能和使用方法等方面的相同和差异之处。
学习用编程器设备向eeprom芯片内写入一批数据的过程和方法。
?
理解并熟悉通过字、位扩展技术实现扩展存储器系统容量的方案。
?
了解静态存储器系统使用的各种控制信号之间正常的时序关系。
?
了解如何通过读、写存储顺的指令实现对58c65rom芯片的读、写操作。
?
加深理解存储器部件在计算机整机系统中的作用。
2实验设备与器材
?
tec-xp+教学实验系统和仿真终端软件pcec。
3实验说明和原理
内存储器原理:
内存储器是计算机中存放正在运行中的程序和相关数据的部件。
在教学计算机存储器部件设计中,出于简化和容易实现的目的,选用静态存储器芯片实现内存储器的存储体,包括唯读存储区和随读写存储区两部分,rom存储区选用4片长度8位、容易8kb的58c65芯片实现,ram存储区选用2片长度8位、容量2kb的6116芯片实现,每2个8位的芯片合成一组用于组成16位长度的内存字,6个芯片被分成3组,其地址空间分配关
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- 关 键 词:
- 计算机 组成 原理 实验 报告 4500