计算机组成原理实验手册：元器件原理与设计

"组成原理实验图" 这篇文档是关于计算机组成原理课程设计的一份实验指导材料，涵盖了多个关键实验，旨在帮助学生理解和掌握计算机硬件的基本组成元素及其工作原理。实验内容包括常用部件实验、运算器组成实验、微程序控制器实验、CPU综合实验，以及一个简单计算机的设计示范。 在**第一节计算机组成原理常用部件实验**中，实验的主要目标是让学生熟悉并掌握数据选择器、寄存器、计数器、译码器和节拍发生器等基本部件的结构、设计、功能、应用及测试方法。这些部件是构建计算机运算器、总线、控制器、存储系统和数据通路的基础。ispLSI1032E芯片被用作实验平台，它的输入和输出资源被详细描述，以便学生进行编程和调试。 **实验1 数据选择器**，要求学生理解数据选择器的作用，即从多个数据输入中根据控制信号选择一路数据输出。这涉及到逻辑控制的概念，如多路复用器的使用。 **实验2 寄存器**，是用于临时存储数据的设备，学生需要了解其工作原理，包括如何读写数据，以及不同类型的寄存器（如数据寄存器、地址寄存器等）的应用。 **实验3 计数器**，涉及到数字系统的计数功能，包括计数器的类型（如模N计数器、同步计数器、异步计数器）和它们在系统中的作用。 **实验4 译码器**，是实现数字逻辑中的多路选择和驱动功能的电路，比如地址译码器用于选择主存中的特定位置。 **实验5 节拍发生器**，用于产生计算机操作所需的定时信号，是控制系统节拍的关键组件。 **第二节 运算器组成实验**，主要涵盖逻辑运算电路、移位器电路和运算器电路的设计，这些都是执行算术和逻辑运算的核心部分。 **第三节 微程序控制器实验**，介绍微程序设计技术，使学生了解如何通过微指令来控制计算机的执行流程。 **第四节 CPU综合实验**，旨在综合运用前面学到的知识，设计一个简单的CPU模型。 **第五节 一个简单计算机设计示范**，提供了一个完整的计算机设计实例，帮助学生将理论知识应用于实际系统设计。 **附录**中，详细介绍了ispEXPERT(ispLEVER)库和库元件的使用说明，这是一个用于FPGA编程和设计的工具，对于实现硬件电路至关重要。 通过这些实验，学生不仅能深入理解计算机组成原理，还能提升动手能力和问题解决技巧，为后续的硬件设计和系统级理解打下坚实基础。