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计算机组成基础原理实验报告1认识性实验华北电力大学李梅.doc

科 技 学 院综合实验报告 2011 -- 2012 年度第 一 学期名 称 计算机组成原理综合实验 题 目 认识性实验 院 系 信息工程系 班 级 学 号 学生姓名 南方小羊 指导教师 李梅 王晓霞 设计周数 第十八周 成 绩 日期 年 月 一、目的与要求1. 学习和了解TEC-XP16教学实验系统监控命令的用法；2. 学习和了解TEC-XP16教学实验系统的指令系统；3. 学习简单的TEC-XP16教学实验系统汇编程序设计；4. 在使用该教学机之前，应先熟悉教学机的各个组成部分，及其使用方法。实验内容1 学习联机使用TEC-XP16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命令显示存储器内容、E命令修改存储器内容；4 使用A命令写一小段汇编程序，U命令反汇编刚输入的程序，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 完成以下几个思考题思考题1 若把下面给出的例2程序中IN 81, SHR R0, JRNC 2028三个语句换成4个MVRR R0，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。思考题2编写程序实现下述功能键盘可以输入A-Z的大写字母，一旦输入A-Z大写字母以外的字符就退出程序。思考题3设计一个有读写内存和子程序调用指令的程序,功能是读出内存中的字符，将其显示到显示器的屏幕上，转换为小写字母后再写回存储器原存储区域。二、实验正文1.实验内容11 实验仪器的基本启动步骤1 实验具体操作步骤(a)准备一台串口工作良好的PC机；(b)将TEC-XP16放在实验台上，打开实验箱的盖子，确定电源处于 断开状态；(c)将黑色的电源线一端接220V交流电源，另一端插在TEC-XP16实验箱的电源插座里；(d)取出通讯线，将通讯线的一端的9芯插头接在TEC-XP16实验箱上的串口“COM1”上，另一端接到PC机的串口上；(e)将TEC-XP16实验系统左下方的五个黑色的控制机器运行状态的开关置于正确的位置，在找个实验中开关应置为00110(连续、内存读指令、组合逻辑、联机、16位)，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，其它实验相同；(f)打开电源，船形开关和5V电源指示灯亮。(g)在PC机上运行PCEC16.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”, 其它的设置一般不用改动,直接回车即可。具体步骤附后(h)按一下“RESET”按键,再按一下“START”按键，主机上显示 TEC-2000 CRT MONITOR Version 1.0 April 2001 Computer Architectur Lab.， Tsinghua University Programmed by He Jia 2 实验注意事项(a)连接电源线和通讯线前TEC-XP16实验系统的电源开关一定要处于断开状态，否则可能会对 TEC-XP16实验系统上的芯片和PC机的串口造成损害；(b)五个黑色控制开关的功能示意图如下 单步 手动置指令 组合逻辑 联机 8位 上面 下面连续 从内存读指令 微程序 脱机 16位(c)几种常用的工作方式(开关拨到上方表示为1，拨到下方为0；)工作方式5个拨动开关连续运行程序、组合逻辑控制器、联机、16位机00110连续运行程序、微程序控制器、联机、16位机00010单步、手动置指令、组合逻辑控制器、联机、16位机11110单步、手动置指令、微程序控制器、联机、16位机1101016位机、脱机运算器实验1XX003 仿真终端软件PCEC的操作步骤(a) 双击PCEC16图标，出现如下所示的界面(b) 系统默认选择串口1，用户可根据实际情况选择串口1或是串口2(这里的串口指的是和 TEC-XP16教学实验系统相连的PC机的串口)，按回车后出现如下界面(c) 图中是系统设定的一些传输参数，建议用户不要改动，直接回车。按一下“RESET”按钮放开后再按一下“START”按钮，出现界面如下所示(d) 此时表明TEC-XP16机器联机通讯正常。4) 软件操作注意事项(a)用户在选择串口时，选定的是PC机的串口1或串口2，而不是TEC-XP16实验系统上的串口。即选定的是用户实验时通讯线连接的PC机的端口；(b)如果在运行到第五步时没有出现应该出现的界面，用户需要检查是不是打开了两个软件界面，若是，关掉其中一个再试；(c)有时若TEC-XP16实验系统不通讯，也可以重新启动软件或是重新启动PC再试；(d)在打开该应用软件时，其它的同样会用到该串口的应用软件要先关掉。5)联机通讯失败自检如果上述的硬件和软件的操作都正确，联机却依旧失败，用户可以进行如下测试(a)测试PC机的串口是否能正常工作，或是换一台PC或换同一台PC的另一个串口再试，在换串口时要将TEC-XP16实验系统断电，换完后重新启动实验系统和软件；(b)检查机器上的元器件插接是否正确(建议用户对照能够正常通讯的实验系统进行详细检查)，有没有被学生动过，尤其是扩展内存和扩展I/O接口时，芯片方向是否插对，片选信号有没有连接；(c)检查相应的短路子是否连接正确； (d)建议教师预留一台运行正常的TEC-XP16实验系统备用，机器出问题后可以对照检查。12 监控程序R命令、D命令、E命令的基本用法显示/修改寄存器内容命令R格式R寄存器名功能不带参数时，是显示全部寄存器及状态寄存器的值，并反汇编当前pc所指的一条指令，其中状态的显示格式为“F8位二进制数”，其前六位分别对应于C、Z、V、S、PI、PO的值。带参数时，是修改相应寄存器的值，如RRO再输入36，表示把16进制的值赋给RO显示寄存器的内容命令D格式D adr功能从指定(或默认的)地址开始显示内存128个存储字的内容。连续的D命令，保证显示内容前后正确的连续关系，即每次执行D命令，会将地址值加上128。修改寄存器内容命令E格式E adr 功能从指定(或默认的)地址逐字节修改每个内存单元的内容，要求用户输入一个新的值。如果要连续修改下面的单元的内容，则应在输入新值后按空格键。若用户敲了回车键，则会结束E命令的执行过程。13 思考题1的设计与实现例2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。1 在命令行提示符状态下输入A 2020 屏幕将显示2020从地址2020H开始输入下列程序2020MVRD R2,00OA；送入输出字符个数2022MVRD R0,0030；“0”字符的ASCII码送寄存器R02024OUT 80；输出保存在R0低位字节的字符2025DEC R2；输出字符个数减12026JRZ 202E；判10个字符输出完否,已完，则转到程序结束处2027PUSH R0；未完，保存R0的值到堆栈中2028IN 81；查询接口状态，判字符串行输出完成否,2029SHR R0；202AJRNC 2028；未完成, 则循环等待 202BPOP R0；已完成, 准备输出下一字符并从堆栈恢复R0的值202CINC R0；得到下一个要输出的字符202DJR 2024；转去输出字符202ERET202F该程序的执行码放在2020H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, 等待重新输入正确汇编语句。在输入过程中, 在应输入语句的位置直接打回车则结束输入过程。2 用“G”命令运行程序在命令行提示符状态下输入G 2020执行结果为012345678914 思考题2的设计与实现Code Segment Assume CSCode,DSCodechar db 26 dupStart push cs pop es lea di,char mov cx,26 mov al,A cldWrite stosb inc al loop WriteExit_Proc mov ah,4ch ;结束程序 int 21hCode ENDS END Start ;编译到此结束15 思考题3的设计与实现E 20F0 0041 0042 0043 0044 0045 0046；送入将被显示的6个字符到内存20F0开始的存储区域中 A 2080 (2080)MVRD R3，0006；指定被读数据的个数 MVRD R2，20F0；指定被读、写数据内存区首地址 (2084)LDRR R0，R2；读内存中的一个字符到R0寄存器 CLLA 2100；调子程序，完成显示功能 DEC R3；检查输出的字符个数 JRZ 208B；完成输出则结束程序的执行过程 INC R2；未完成，修改内存地址 JR 2084；转移，循环执行规定的处理 (208B)RET A 2100 (2100)OUT 80 MVRD R1，0020 ADD R0，R1 STRR R2，R0；写R0中的字符到内存，地址同LDRR所用的地址 (2105)IN 81 SHR R0 JRNC 2105；为完成输出过程则循环测试 RET三、综合实验总结

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