实验(一):运算器实验

一、实验内容与目的

        实验要求:

        利用 CP226 实验仪的 K16..K23开关做为DBUS数据,其它开关做为控制信号,将数据写累加器A和工作寄存器W,并用开关控制ALU的运算方式,实现运算器的功能,将结果送入OUT寄存器。

        实验目的:

        了解模型机中算术、逻辑运算单元的控制方法。

二、实验步骤

2.1 实验一::A,W 寄存器实验

将 55H 写入 A 寄存器

        二进制开关 K23-K16 用于 DBUS[7:0]的数据输入,置数据 55 H。

K23K22K21K20K19K18K17K16
01010101

        置控制信号为(未给出的控制信号置为“1”):

X2X1X0AEN
0000

        按住 STEP 脉冲键,按键按下时,输入端口 IN 的红色选择指示灯亮,表明数据源端是 IN,寄存器 A 的黄色选择指示灯亮,表明数据的目标端是 A 寄存器。放开 STEP 键,电路产生一个上升沿,数据 55H 被写入 A 寄存器。

        X2X1X0=000,输入端口 IN 打开,二进制开关 K23-K16 的数据输出到 DBUS 上

        AEN=0,使得累加器 A 的写使能有效,数据写入 A,一次数据通路完成。注意:一次操作完成后,所有的控制信号复位至无效状态“1”。

将66H 写入 W 寄存器

        二进制开关 K23-K16 用于 DBUS[7:0]的数据输入,置数据 66H

K23K22K21K20K19K18K17K16
01100110

        置控制信号为(未给出的控制信号置为“1”):

X2X1X0WEN
0000

        按住 STEP 脉冲键,按键按下时,输入端口 IN 的红色选择指示灯亮,表明数据源端是 IN,寄存器 W 的黄色选择指示灯亮,表明选择 W 寄存器。放开 STEP 键,电路产生一个上升沿,数据 66H 被写入 W 寄存器。

2.2 实验二:ALU 实验

        模型机中的 ALU 由一片 CPLD 实现,有8种运算,通过 S2,S1,S0 来选择,运算数据由寄存器 A 及寄存器 W 给出,运算结果输出到直通门 D。运算功能表如下:

S2S1S0功能
000A+W
001A-W
010A|W
011A&W
100A+W+C带进位加
101A-W-C带进位减
110~AA 取反
111A输出 A

        将 55H 写入A 寄存器,将 33H 写入W 寄存器,置下表的控制信号,检验运算器的运算结果(X 表示任意)。

Cy INS2S1S0结果(直通门 D)注释
X00088H加运算
X00122H减运算
X01077H或运算
X01111H与运算
010088H带进位加运算
110089H带进位加运算
010122H带进位减运算
110121H带进位减运算
X110AAH取反运算
X11155H输出 A

2.3 实验三:状态寄存器实验

        模型机运算器的状态寄存器有两个状态位 Rz 和 RCy,当 FEN 有效时,每次运算完毕后运算结果的特征会被打入状态寄存器的状态位。如果运算结果为零时 Rz 灯亮起,如果加法运算最高位有进位时或减法运算最高位有借位时 RCy 亮起。

        将 55H 写入A 寄存器,将 33H 写入W 寄存器,ALU 做减法,查看状态位 Rz 和 RCy。

        将 55H 分别写入 A 寄存器和 W 寄存器,ALU 做减法,查看状态位 Rz。

        将 33H 写入A 寄存器,将 55H 写入W 寄存器,ALU 做减法,查看状态位 RCy。

实验习题

        将两位实验者学号的最后两位写入分别写入 A 寄存器和 W 寄存器,与运算之后结果送到 OUT 寄存器输出(注意学号本身是 10 进制)。

三、实验过程分析

2.1 实验一

        将 55H 写入 A 寄存器,实验现象如图1所示。

图1 55H写入寄存器A

        将66H 写入 W 寄存器,实验现象如图2所示。

图2 66H写入寄存器A

3.2 实验二

        ALU 实现8种运算,如图3-12所示。

图3 加运算

图4 减运算

图5 或运算

图6 与运算

图7 带进位加运算

图8 带进位加运算

图9 带进位减运算

图10 带进位减运算

图11 取反运算

图12 输出A

3.3 实验三

        将 55H 写入A 寄存器,将 33H 写入W 寄存器,ALU 做减法,查看状态位 Rz 和 Rcy,如图13所示。

图13 55H-33H

        将 55H 分别写入 A 寄存器和 W 寄存器,ALU 做减法,查看状态位 Rz,如图14所示。

图14 55H-55H

        将 33H 写入A 寄存器,将 55H 写入W 寄存器,ALU 做减法,查看状态位 RCy,如图15所示。

图15 33H-55H

实验习题

        学号相加,如图16所示

图16 学号相加

四、实验总结

本次实验旨在通过利用 CP226 实验仪的开关,结合累加器 A、工作寄存器 W 和 ALU 运算器,实现运算器的功能,并了解模型机中算术、逻辑运算单元的控制方法。通过实验的设计和操作,我们深入了解了计算机组成原理中运算器的工作原理、数据传输方式、运算方式以及状态寄存器的作用。以下是对实验过程和结果的详细总结。

在实验一中,我们进行了 A、W 寄存器实验。通过将 55H 写入 A 寄存器和将 66H 写入 W 寄存器,我们成功将指定的数据存入对应的寄存器中。这一步骤验证了 CP226 实验仪的开关作为数据输入的功能,并确保了寄存器的准备工作。这个实验使我们对寄存器的数据存储和读取操作有了更深入的理解。

在实验二中,我们进行了 ALU 实验。ALU 是模型机中的算术、逻辑运算单元,通过选择 S2、S1、S0 控制信号来决定具体的运算方式。在这个实验中,我们将 55H 写入 A 寄存器,将 33H 写入 W 寄存器,并根据控制信号的不同选择进行运算。通过观察 ALU 输出端的直通门 D,我们可以验证运算器的运算结果。通过实验,我们学会了通过控制信号来选择运算方式,并能够观察和分析运算结果。

在实验三中,我们进行了状态寄存器实验。状态寄存器包含 Rz 和 RCy 两个状态位,用于记录运算结果的特征,如结果是否为零、是否产生进位或借位等。在本次实验中,我们打开 FEN(特征使能)信号,进行运算,并观察状态寄存器的状态位。通过观察 Rz 灯和 RCy 灯的亮灭情况,我们可以判断运算结果的特征。这个实验让我们更好地理解了状态寄存器在运算过程中的作用和重要性。

通过以上实验,我们对模型机中的运算器功能和控制方法有了更深入的理解。实验过程中,我们成功地利用 CP226 实验仪的开关作为数据输入,并将数据写入累加器 A 和工作寄存器 W。我们还通过选择不同的控制信号,控制 ALU 的运算方式,观察了运算结果。同时,通过打开 FEN 信号,我们了解了状态寄存器的功能和运算结果的特征。

通过本次实验,我们认识到计算机组成原理中运算器的重要性,它是计算机实现算术和逻辑运算的核心组件。掌握运算器的功能和控制方法对于理解计算机的工作原理以及进行计算机系统设计和优化具有重要意义。

本次实验不仅帮助我们巩固了理论知识,还让我们实际操作了模型机,加深了对计算机硬件的认识。我们学会了如何利用开关控制数据和信号的输入,观察和分析运算结果,了解状态寄存器的作用。这些实践操作提高了我们对计算机系统的理解和能力,并为今后的学习和研究打下了坚实的基础。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.rhkb.cn/news/184206.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系长河编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

C# TCP Server服务端多线程监听RFID读卡器客户端上传的读卡数据

本示例使用设备介绍:液显WIFI无线网络HTTP协议RFID云读卡器可编程实时可控开关TTS语-淘宝网 (taobao.com) using System; using System.Collections.Generic; using System.ComponentModel; using System.Data; using System.Drawing; using System.Linq; using Sy…

EM@解三角形@正弦定理@余弦定理

文章目录 abstract解三角形基本原理不唯一性 正弦定理直角三角形中的情形推广锐角三角形钝角情形 小结:正弦定理 余弦定理直角三角形中的情形非直角情形小结:余弦定理公式的角余弦形式 abstract 解直角三角形问题正弦定理和余弦定理的推导 对于非直角情形,都是直角情形的推广同…

机器视觉的试卷批改系统 - opencv python 视觉识别 计算机竞赛

文章目录 0 简介1 项目背景2 项目目的3 系统设计3.1 目标对象3.2 系统架构3.3 软件设计方案 4 图像预处理4.1 灰度二值化4.2 形态学处理4.3 算式提取4.4 倾斜校正4.5 字符分割 5 字符识别5.1 支持向量机原理5.2 基于SVM的字符识别5.3 SVM算法实现 6 算法测试7 系统实现8 最后 0…

微服务架构深入理解 | 技术栈

💗wei_shuo的个人主页 💫wei_shuo的学习社区 🌐Hello World ! 微服务架构深入理解 | 技术栈 服务网关 服务网关是在微服务架构中扮演重要角色的组件,它是系统对外的入口,负责接收和处理客户端的请求&#x…

【算法 | 模拟No.3】leetcode 38. 外观数列

个人主页:兜里有颗棉花糖 欢迎 点赞👍 收藏✨ 留言✉ 加关注💓本文由 兜里有颗棉花糖 原创 收录于专栏【手撕算法系列专栏】【Leetcode】 🍔本专栏旨在提高自己算法能力的同时,记录一下自己的学习过程,希望…

鸿蒙原生应用开发-DevEco Studio超级终端模拟器的使用

一、了解超级终端模拟器支持的设备情况 该特性在DevEco Studio V2.1 Release及更高版本中支持。 目前超级终端模拟器支持“PhonePhone”、“PhoneTablet”和“PhoneTV”的设备组网方式,开发者可以使用该超级终端模拟器来调测具备跨设备特性的应用/服务,如…

中远麒麟堡垒机SQL注入漏洞复现

简介 中远麒麟堡垒机用于运维管理的认证、授权、审计等监控管理,在该产品admin.php处存在SQL 注入漏洞。 漏洞复现 FOFA语法: body"url\"admin.php?controlleradmin_index&actionget_user_login_fristauth&username" 或者 c…

redis: 记录一次线上redis内存占用过大问题解决过程

引言 记录一次线上redis占用过大的排查过程,供后续参考 问题背景 测试同事突然反馈测试环境的web系统无法登陆,同时发现其他子系统也存在各类使用问题 排查过程 1、因为首先反馈的是测试环境系统无法登陆,于是首先去查看了登陆功能的报错…

【STM32】HAL库UART含校验位的串口通信配置BUG避坑

【STM32】HAL库UART含校验位的串口通信配置BUG避坑 文章目录 UART协议校验位HAL库配置含校验位的串口配置BUG避坑附录:Cortex-M架构的SysTick系统定时器精准延时和MCU位带操作SysTick系统定时器精准延时延时函数阻塞延时非阻塞延时 位带操作位带代码位带宏定义总线函…

Vuex状态管理(简单易懂、全网最全)

目录 Vuex是什么? 如何部署 如何使用 state 基础使用 在计算属性属性中使用 使用展开运算符 mutations 基础使用 使用辅助函数(mapMutations)简化 使用常量替代 Mutation 事件类型 getters actions 使用辅助函数(…

启动Hbase出现报错

报错信息:slave1:head: cannot open/usr/local/hbase-2.3.1/bin/../logs/hbasewanggiqi-regionserver-slavel.out’ for reading: No such file or direslave2: head: cannot open/usr/local/hbase-2.3.1/bin/../logs/hbasewangqiqi-regionserver-slave2.out’ for …

计算机毕业论文内容参考|基于spingboot的金融投资顾问推荐系统

文章目录 导文文章重点摘要前言绪论课题背景:国内外现状与趋势:课题内容:相关技术与方法介绍系统分析系统设计系统实现总结与展望1本文总结2后续工作展望导文 计算机毕业论文内容参考|基于spingboot的金融投资顾问推荐系统 文章重点 摘要 基于SpingBoot的金融投资顾问推荐…

汽车生产RFID智能制造设计解决方案与思路

汽车行业需求 汽车行业正面临着快速变革,传统的汽车制造方式正在向柔性化、数字化、自动化和数据化的智能制造体系转变,在这个变革的背景下,汽车制造企业面临着物流、生产、配送和资产管理等方面的挑战,为了应对这些挑战&#xf…

ch579串口编程笔记

“CH579SFR.h”库文件,关于串口中断部分 /* UART interrupt identification values for IIR bits 3:0 */ #define UART_II_SLV_ADDR 0x0E // RO, UART0 slave address match #define UART_II_LINE_STAT 0x06 // R…

PTE SST和RL模板

目录 事实证明,SST分值占比很小,不是很需要好好练 SST的模板: RL模板: 给你一个模版供参考: RA技巧 为什么说日本人团结 This lecture mainly talked about the importance of words and the sound of words and…

10道高频webpack面试题快问快答

面试中的快问快答 快问快答的情景在面试中非常常见。 在面试过程中,面试官通常会使用快问快答的方式来快速评估面试者的基础知识、思维能力和反应速度。 这种情景下,面试官会提出一系列简短的问题,并期望面试者能够迅速做出回答或提供简洁明…

在微信小程序中怎么实现报名功能

在当今数字化时代,微信小程序已经成为各行各业进行营销和客户管理的必备工具。其中,报名功能作为微信小程序的一个重要应用场景,为企业或组织提供了方便、高效、实时的数据收集与管理方式。本文将为你详细介绍如何在微信小程序中实现报名功能…

MathType2024优秀的数学公式编辑工具

数学是许多学科中必不可少的一部分,而数学公式在学术和科学领域使用广泛。然而,许多人在创建和编辑数学公式时面临困难。 作为软件开发人员,在编写技术文档时通常也会需要输入一些复杂数学、物理公式,而 Word 中的公式编辑有时使…

阿里开源中间件一览

1. 概述以及竞品对比 间件介绍官方链接竞品竞品介绍异同点对比Dubbo高性能的RPC框架,用于实现分布式服务的调用和管理。DubbogRPC gRPC是由Google开源的一款高性能、通用的RPC框架,支持多种编程语言 链接:gRPC Dubbo更注重于服务治理和可扩展…

【Web】在前端中CSS的语法

CSS规则是由两个主要的部分构成:选择器、以及一条或多条声明。 选择器通常是需要改变的HTML元素。 每条声明由一个属性和一个值组成。 属性(Property)是需要设置的样式属性(Style attribute)。每一个属性有一个值。…