计算机组成原理实验报告三

《计算机组成原理》实验报告主要围绕程序计数器（PC）的工作原理和操作进行，旨在让学生深入了解计算机系统的基础构造和程序执行流程。实验分为两个部分，分别是PC加一实验和PC打入实验，通过实际操作加深对PC控制逻辑的理解。 一、实验目的： 1. 理解PC作为程序控制器的工作方式，它是如何存储并更新当前指令地址的。 2. 学习程序执行的顺序执行和跳转指令的实现机制，这是理解控制流的关键。 二、实验原理： PC由两片74HC161构成，形成一个八位带预置功能的计数器。预置值来源于数据总线，而计数器的输出通过74HC245送到地址总线。当PC+1为1时，PC会在时钟上升沿增加1。如果RST为0，计数器会被清零；当LDPC为0时，预置数据会在时钟上升沿打入计数器。PC的打入控制电路由74HC151实现，其输出受ELP、IR3、IR2、Cy和Z标志位的影响，决定是否允许PC被预置或根据条件改变。 三、实验内容： 实验1中，通过设置控制信号K5（PCOE）和K0（ELP）为01，每次按STEP键，CK产生上升沿，PC加一。 实验2中，利用二进制开关K23-K16输入数据到DBUS[7:0]，通过设置不同控制信号IR3, IR2, JRZ, JRC和ELP，观察PC的变化，理解不同条件下的PC预置和更新。 四、实验体会及建议： 实验提供了一个实际操作的平台，使学生能够亲手验证理论知识，提升实践技能。在实验过程中，可能会遇到微小偏差，这通常与操作步骤的准确性有关。通过及时调整和修正，可以增强问题解决能力和理论与实践的结合能力。实验内容的设置既涵盖了基础概念，也提供了足够的实践机会，有助于激发学生对计算机组成原理的兴趣，增强学习信心。对于未来实验内容的安排，可以考虑增加更多复杂指令系统的模拟，以提高学生的综合分析能力。 总结来说，这个实验报告详尽地介绍了PC的工作机制，包括其预置、增加和控制逻辑，通过实际操作加深了学生对计算机组成原理核心概念的理解。同时，实验过程中的问题解决和反思，促进了学生的独立思考和实践能力的提升。