计算机组成原理实验六程序计数器

洛阳理工学院实验报告6系别计算机系班级学号姓名课程名称计算机组成与系统结构实验日期2015.5.18实验名称程序计数器成绩实验目的：掌握模型机中程序计数器PC的工作原理及其控制方法。实验条件：CPTH实验仪实验内容：1、实验要求利用CPTH实验仪上的K16..K23开关做为DBUS的数据，其它开关做为控制信号，实现程序计数器PC的写入及加1功能。2、实验原理PC是由两片74HC141构成的八位带预置记数器，预置数据来自数据总线。记数器的输出通过74HC245（PCOE）送到地址总线。PC值还可以通过74HC245（PCOE_D）送回数据总线。PC原理图由图13所示。图13寄存器W原理图在CPTH中，PC+1由PCOE取反产生。当RST=0时，PC记数器被清0。当LDPC=0时，在CK的上升沿，预置数据被打入PC记数器。当PC+1=1时，在CK的上升沿，PC记数器加1。当PCOE=0时，PC值送地址总线。PC打入控制电路由一片74HC151构成(isp1016实现)。原理图如图14所示。功能表见下表。当ELP=1时，LDPC=1，不允许PC被预置。当ELP=0时，LDPC由IR3，IR2，Cy，Z确定。当IR3IR2=1X时，LDPC=0，PC被预置。当IR3IR2=00时，LDPC=非Cy，当Cy=1时，PC被预置。当IR3IR2=01时，LDPC=非Z，当Z=1时，PC被预置。图14PC打入控制原理图3、实验步骤(1)按照下表连接线。(2)按照下表设置控制信号。按一次STEP脉冲键，CK产生一个上升沿，数据PC被加1。(3)二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据12H：置控制信号为：每置控制信号后，按一下STEP键，观察PC的变化。实验结果及分析：结果根据实验步骤连接好实际电路，按内容要求利用CPTH实验仪上的K16..K23开关做为DBUS的数据，其它开关做为控制信号，实现程序计数器PC的写入及加1功能。完成结果如下图所示：数据PC被加1LDPC为1，黄色PC预置指示灯灭LDPC为0，黄色PC预置指示灯亮分析首先设置手动模式：按[TV/ME]键三次，进入Hand......手动状态。系统清零K23-K16开关置零，按[RST]钮。设置控制信号K5,K0为0和1，每按一次STEP脉冲键，CK产生一个上升沿，数据PC被加1。二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据12H：K23-K16依次置为：00010010。置控制信号，K4,K3,K2,K1,K0为XXXX1，LDPC数值为1，黄色PC预置指示灯灭；置控制信号，K4,K3,K2,K1,K0为00X10，LDPC数值为0，黄色PC预置指示灯亮；置控制信号，K4,K3,K2,K1,K0为00X00，LDPC数值为1，黄色PC预置指示灯灭；置控制信号，K4,K3,K2,K1,K0为011X0，LDPC数值为0，黄色PC预置指示灯亮；置控制信号，K4,K3,K2,K1,K0为010X0，LDPC数值为1，黄色PC预置指示灯灭；置控制信号，K4,K3,K2,K1,K0为1XXX0，LDPC数值为0，黄色PC预置指示灯亮。实验总结：这次实验的内容是实现程序计数器PC的写入及加1功能。通过阅读实验原理，理解电路图一步一步根据实验要求做实验，很顺利的完成了实验内容，知道了程序计数器的原理，掌握模型机中程序计数器PC的工作原理及其控制方法。给我感触最深的是理论知识很重要。