怎么连接计算机组成原理实验仪软件

计算机组成原理实验箱教程

计算机组成原理实验箱教程,计算机组成原理实验教程(2016)(1)

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1、计算机组成原理实验教程(2016)(1)计算机组成原理 实验教程 山西大学计算机与信息技术学院 XXXX年8月 1 计算机组成原理实验教程 山西大学计算机与信息技术学院 实验系统硬件布局图 实验注意事项 1、根据实验要求接线。由于实验箱中配备的排线只有2口、4口、6口和8口四种，当需要用1口、3口线时，可用2口、4口替代，但要注意连线两端的颜色一定要对应。 2、接好线路并检查无误后，再打开实验箱的电源。 3、插线、拔线前一定要关闭电源，不要带电操作。 4、电源关闭后，不能立即重启，至少间隔30秒。 5、使用前后仔细检查主机板，防止导线、元件等物品落入导致线路短路、元件损坏。 6、实验分组第一次。

2、确定后，即固定不变。 7、实验结束后收好线，关闭电源，清理桌面，将椅子摆放整齐。 1 计算机组成原理实验教程 山西大学计算机与信息技术学院 实验一 基本运算器实验 1.1 实验目的 (1) 了解运算器的组成结构。 (2) 掌握运算器的工作原理。 1.2 实验设备 PC 机一台，TD-CMA 实验系统一套。 1.3 实验原理 本实验的原理如图 1-1 所示。 运算器内部含有三个独立运算部件，分别为算术、逻辑和移位运算部件，要处理的数据存于暂存器 A 和暂存器 B，三个部件同时接受来自 A 和 B 的数据，各部件对操作数进行何种运算由控制信号 S3S0 和 CN 来决定，任何时候，多路选择开关只选。

3、择三部件中一个部件的结果作为 ALU 的输出。如 果是影响进位的运算，还将臵进位标志 FC，在运算结果输出前，臵 ALU 零标志。ALU 中所有模块集成在一片 CPLD 中。 图 1-1 运算器原理图 运算器部件由一片 CPLD 实现。ALU 的输入和输出通过三态门 74LS245 连到 CPU 内总线 上，另外还有指示灯标明进位标志 FC 和零标志 FZ。请注意：实验箱上凡丝印标注有马蹄形标 记 ，表示这两根排针之间是连通的。图中除 T4 和 CLR，其余信号均来自于 ALU 单元 的排线座，实验箱中所有单元的 T1、T2、T3、T4 都连接至控制总线单元的 T1、T2、T3、T4，CLR 。

4、都连接至 CON 单元的 CLR 按钮。T4 由时序单元的 TS4 提供 ，其余控制信号均由 CON 单元的二进制数据开关模拟给出。控制信号中除 T4 为脉冲信号外，其余均为电平信号，其中 ALU_B 为低有效，其余为高有效。 暂存器 A 和暂存器 B 的数据能在 LED 灯上实时显示，原理如图 1-2 所示(以A0 为例，其它1 计算机组成原理实验教程 山西大学计算机与信息技术学院 相同)。进位标志 FC、零标志 FZ 和数据总线 D7D0 的显示原理也是如此。 VCC 1K A0 图1-2 A0显示原理图 ALU 和外围电路的连接如图 1-3 所示，图中的小方框代表排针座。 运算器的逻辑功。

5、能表如表 1-1 所示，其中 S3 S2 S1 S0 CN 为控制信号，FC 为进位标志，FZ 为运算器零标志，表中功能栏内的 FC、FZ 表示当前运算会影响到该标志。 图 1-3 ALU 和外围电路连接原理图 表 1-1 运算器逻辑功能表(表中?X?为任意态，下同) 运算类型 S3 S2 S1 S0 0000 CN X X X X X X 0 1 0 1 X X X X X X X X F=A(直通) F=B(直通) F=AB F=A+B F= A 功 能 逻辑运算 0001 0010 0011 0100 (FZ) (FZ) (FZ) (FZ) (FZ) (FC，FZ) (FZ) (FC，F。

6、Z) (FC) (FC，FZ) (FC，FZ) (FC，FZ) (FC，FZ) (FC，FZ) 移位运算 0101 0110 0111 F=A 不带进位循环右移 B(取低 3 位)位 F=A 逻辑右移一位 F=A 带进位循环右移一位 F=A 逻辑左移一位 F=A 带进位循环左移一位 臵 FC=CN F=A 加 B F=A 加 B 加 FC F=A 减 B F=A 减 1 F=A 加 1 (保留) (保留) 1000 1001 1010 算术运算 1011 1100 1101 1110 1111 2 计算机组成原理实验教程 山西大学计算机与信息技术学院 1.4 实验步骤 (1) 按图 1-4 连。

7、接实验电路，并检查无误。图中将用户需要连接的信号用圆圈标明(其它实验相同)。 图 1-4 实验接线图 (2) 将时序与操作台单元的开关 KK2 臵为单拍档，开关 KK1、KK3 臵为运行档。 (3) 打开电源开关，如果听到有嘀报警声，说明有总线竞争现象，应立即关闭电源，重新检查接线，直到错误排除。然后按动 CON 单元的 CLR 按钮，将运算器的 A、B 和 FC、FZ 清零。 (4) 用输入开关向暂存器 A 臵数。 拨动 CON 单元的 SD27SD20 数据开关，形成用户指定的二进制数，数据显示亮为1，灭为0。 臵 LDA=1，LDB=0，连续按动时序单元的ST按钮，产生一个T4上升沿，则。

8、将二进制数臵入暂存器 A 中，暂存器 A 的值通过 ALU 单元的 A7A0 八位 LED 灯显示。 (5) 用输入开关向暂存器 B 臵数。 拨动 CON 单元的 SD27SD20 数据开关，形成另外一个二进制数。 臵 LDA=0，LDB=1，连续按动时序单元的 ST 按钮，产生一个T4上升沿，则将二进制数臵入暂存器 B 中，暂存器 B 的值通过 ALU 单元的 B7B0 八位 LED 灯显示。 (6) 改变运算器的功能设臵，观察运算器的输出。臵 ALU_B=0、LDA=0、LDB=0，然后按表 1-1 臵 S3、S2、S1、S0 和 Cn 的数值，并观察数据总线 LED 显示灯显示的结果。如。

9、臵 S3、S2、S1、 S0 为 0010，运算器作逻辑与运算，臵 S3、S2、S1、S0 为 1001，运算器作加法运算。 如果实验箱和 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，选择联机软件的?实验运算器实验?，打开运算器实验的数据通路图，如图 1-5 所示。进行上面的手动操作，每按动一次 ST 按钮，数据通路图会有数据的流动，反映当前运算器所做的操作，或在软件中选择?调试单节拍?，其作用相当于将时序单元的状态开关 KK2 臵为单拍档后按动了一次 ST 按钮，数据通路图也会反映当前运算器所做的操作。 重复上述操作，并完成表 1-2。然后改变 A、B 的值，验证 FC、FZ 的锁存功能。 3。

如何用单片机实现带光耦隔离的反激电源

电脑装机需要以下配件：

1、CPU

中央处理器（CPU，Central Processing Unit）是一块超大规模的集成电路，是一台计算机的运算核心（Core）和控制核心（ Control Unit）。它的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。

中央处理器主要包括运算器（算术逻辑运算单元，ALU，Arithmetic Logic Unit）和高速缓冲存储器（Cache）及实现它们之间联系的数据（Data）、控制及状态的总线（Bus）。它与内部存储器（Memory）和输入/输出（I/O）设备合称为电子计算机三大核心部件。

2、主板

电脑机箱主板，又叫主机板(mainboard)、系统板(systemboard)或母板(motherboard)；它分为商用主板和工业主板两种。它安装在机箱内，是微机最基本的也是最重要的部件之一。

主板一般为矩形电路板，上面安装了组成计算机的主要电路系统，一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、键和面板控制开关接口、指示灯插接件、扩充插槽、主板及插卡的直流电源供电接插件等元件。

3、显卡

是个人计算机最基本组成部分之一，用途是将计算机系统所需要的显示信息进行转换驱动显示器，并向显示器提供逐行或隔行扫描信号，控制显示器的正确显示，是连接显示器和个人计算机主板的重要组件，是“人机对话”的重要设备之一。

4、电源

电源是将其它形式的能转换成电能的装置。

电源自“磁生电”原理，由水力、风力、海潮、水坝水压差、太阳能等可再生能源，及烧煤炭、油渣等产生电力来源。

5、内存

内存是计算机中重要的部件之一，它是与CPU进行沟通的桥梁。计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的，因此内存的性能对计算机的影响非常大。

内存(Memory)也被称为内存储器和主存储器，其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。

只要计算机在运行中，CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运算，当运算完成后CPU再将结果传送出来，内存的运行也决定了计算机的稳定运行。 内存是由内存芯片、电路板、金手指等部分组成的。

6、电脑散热器

计算机部件中大量使用集成电路。众所周知，高温是集成电路的大敌。高温不但会导致系统运行不稳，使用寿命缩短，甚至有可能使某些部件烧毁。导致高温的热量不是来自计算机外，而是计算机内部，或者说是集成电路内部。

散热器的作用就是将这些热量吸收，然后发散到机箱内或者机箱外，保证计算机部件的温度正常。多数散热器通过和发热部件表面接触，吸收热量，再通过各种方法将热量传递到远处，比如机箱内的空气中，然后机箱将这些热空气传到机箱外，完成计算机的散热。?

散热器的种类非常多，CPU、显卡、主板芯片组、硬盘、机箱、电源甚至光驱和内存都会需要散热器，这些不同的散热器是不能混用的，而其中最常接触的就是CPU的散热器。

7、硬盘

硬盘是电脑主要的存储媒介之一，由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成。碟片外覆盖有铁磁性材料。

硬盘有固态硬盘（SSD 盘，新式硬盘内有sata固态、m.2固态、pci-e固态，而m.2固态又有nvme的m.2和sata的m.2）、机械硬盘（HDD 传统硬盘内有3.5寸、2.5寸的，还有5400转和7200转）、混合硬盘（HHD 一块基于传统机械硬盘诞生出来的新硬盘）。

SSD采用闪存颗粒来存储，HDD采用磁性碟片来存储，混合硬盘(HHD: Hybrid Hard Disk)是把磁性硬盘和闪存集成到一起的一种硬盘。绝大多数硬盘都是固定硬盘，被永久性地密封固定在硬盘驱动器中。

8、显示器

显示器（display）通常也被称为监视器。显示器是属于电脑的I/O设备，即输入输出设备。它是一种将一定的电子文件通过特定的传输设备显示到屏幕上再反射到人眼的显示工具。

集成主板：

全集成主板通常指那些直接集成了显卡、声卡和网卡等部件的主板，其中以集成显卡为重要特征。虽然全集成主板并不是主流产品，但它以较低的价格及安装的简便性，还是在主板市场占有一席之地。

全集成主板上的显卡、声卡等部分由于要占用一些系统资源，所以它的性能与非集成主板相比要差一些，这也是全集成主板不能成为主流产品的重要原因。尽管全集成主板性能相对要低，但我们可以通过合理的设置与优化来提高它的性能。

用单片机实现带光耦隔离的反激电源：单个的光藕有4个引脚，其中两个是发光二极管的阴极和阳极，另外两个是接收侧，相当於三极管的发射极和集电极，发光侧有正向电流流过。

这两个图都有问题，光耦P521内部的三极管是NPN的，没有你画的PNP型的。P1.0一侧接的电源是+20V，为什么要用20V，这样会烧坏P1.0引脚的。其实很简单的，也用不着画两个图，没有什么好坏之分。

控制器：

(1) 从内存中取出一条指令，并指出下一条指令在内存中的位置。

(2) 对指令进行译码和测试，并产生相应的操作控制信号，以便于执行规定的动作。

(3) 指挥并控制CPU、内存和输入输出设备之间数据流动的方向。

微处理器内通过内部总线把ALU、计数器、寄存器和控制部分互联，并通过外部总线与外部的存储器、输入输出接口电路联接。外部总线又称为系统总线，分为数据总线DB、地址总线AB和控制总线CB。通过输入输出接口电路，实现与各种外围设备连接。