计算机组成原理实验汇总

合集下载

计算机组成原理实验

计算机组成原理实验

计算机组成原理实验一、实验目的本实验旨在通过实际操作,加深对计算机组成原理的理解,掌握计算机硬件的基本原理和工作方式。

二、实验设备和材料1. 计算机主机:型号为XXX,配置了XXX处理器、XXX内存、XXX硬盘等。

2. 显示器:型号为XXX,分辨率为XXX。

3. 键盘和鼠标:标准配置。

4. 实验板:包括CPU、内存、存储器、输入输出接口等模块。

5. 逻辑分析仪:用于分析和调试电路信号。

6. 示波器:用于观测电路信号的波形。

三、实验内容1. 实验一:CPU的工作原理a. 将实验板上的CPU模块插入计算机主机的CPU插槽中。

b. 连接逻辑分析仪和示波器,用于观测和分析CPU的工作信号和波形。

c. 打开计算机主机,启动操作系统。

d. 运行一段简单的程序,观察CPU的工作状态和指令执行过程。

e. 通过逻辑分析仪和示波器的数据分析,了解CPU的时钟信号、数据总线、地址总线等工作原理。

2. 实验二:内存的存储和读写a. 将实验板上的内存模块插入计算机主机的内存插槽中。

b. 打开计算机主机,启动操作系统。

c. 编写一个简单的程序,将数据存储到内存中。

d. 通过逻辑分析仪和示波器的数据分析,观察内存的写入和读取过程,了解内存的存储原理和读写速度。

3. 实验三:存储器的工作原理a. 将实验板上的存储器模块插入计算机主机的存储器插槽中。

b. 打开计算机主机,启动操作系统。

c. 编写一个简单的程序,读取存储器中的数据。

d. 通过逻辑分析仪和示波器的数据分析,观察存储器的读取过程,了解存储器的工作原理和数据传输速度。

4. 实验四:输入输出接口的工作原理a. 将实验板上的输入输出接口模块插入计算机主机的扩展插槽中。

b. 打开计算机主机,启动操作系统。

c. 编写一个简单的程序,通过输入输出接口实现数据的输入和输出。

d. 通过逻辑分析仪和示波器的数据分析,观察输入输出接口的工作过程,了解数据的传输和控制原理。

四、实验结果分析1. 实验一:通过观察CPU的工作状态和指令执行过程,可以验证CPU的时钟信号、数据总线、地址总线等工作原理是否正确。

计算机组成原理实验(接线、实验步骤)

计算机组成原理实验(接线、实验步骤)

计算机组成原理实验(接线、实验步骤)实验⼀运算器[实验⽬的]1.掌握算术逻辑运算加、减、乘、与的⼯作原理;2.熟悉简单运算器的数据传送通路;3.验证实验台运算器的8位加、减、与、直通功能;4.验证实验台4位乘4位功能。

[接线]功能开关:DB=0 DZ=0 DP=1 IR/DBUS=DBUS接线:LRW:GND(接地)IAR-BUS# 、M1、M2、RS-BUS#:接+5V控制开关:K0:SW-BUS# K1:ALU-BUSK2:S0 K3:S1 K4:S2K5:LDDR1 K6:LDDR2[实验步骤]⼀、(81)H与(82)H运算1.K0=0:SW开关与数据总线接通K1=0:ALU输出与数据总线断开2.开电源,按CLR#复位3.置数(81)H:在SW7—SW0输⼊10000001→LDDR2=1,LDDR1=0→按QD:数据送DR2置数(82)H:在SW7—SW0输⼊10000010→LDDR2=0,LDDR1=1→按QD:数据送DR1 4.K0=1:SW开关与数据总线断开K1=1:ALU输出与数据总线接通5. S2S1S0=010:运算器做加法(观察结果在显⽰灯的显⽰与进位结果C的显⽰)6.改变S2S1S0的值,对同⼀组数做不同的运算,观察显⽰灯的结果。

⼆、乘法、减法、直通等运算1.K0K1=002.按CLR#复位3.分别给DR1和DR2置数4.K0K1=115. S2S1S0取不同的值,执⾏不同的运算[思考]M1、M2控制信号的作⽤是什么?运算器运算类型选择表选择操作S2 S1 S00 0 0 A&B0 0 1 A&A(直通)0 1 0 A+B0 1 1 A-B1 0 0 A(低位)ΧB(低位)完成以下表格ALU-BUS SW-BUS# 存储器内容S2S1S0 DBUS C输⼊时:计算时:DR1:01100011DR2:10110100(与)DR1:10110100DR2:01100011(直通)DR1:01100011DR2:01100011(加)DR1:01001100DR2:10110011(减)DR1:11111111DR2:11111111(乘)实验⼆双端⼝存储器[实验⽬的]1.了解双端⼝存储器的读写;2.了解双端⼝存储器的读写并⾏读写及产⽣冲突的情况。

计算机组成原理实验报告

计算机组成原理实验报告

实验一:脱机运算器实验实验目的:了解AM2901运算器的功能与用法,2片AM2901的级连方式,深化运算器部件的组成、设计、控制与使用等知识。

实验仪器:TEC-2000实验仪实验原理:脱机运算器实验,是让运算器从教学计算机整机中脱离出来,此时它的全部控制与操作均需通过两个12位的微型开关来完成,这就不能执行指令,只能通过开头、按键控制教学机的运算器完成指定的运算功能,并通过指示灯观察运算结果。

实验内容:1、将教学机左下方的5个拨动开关置为1XX10(单步、8位、脱机);先按RESET 按键,再按START按键,进行初始化。

2、按下表所列操作在8位机上进行运算器脱机实验,结果如表所示。

其中D1取为01H,D2取为10H;通过两个12位的红色微型开关向运算器提供控制倍,通过8位数据开关向运算器提供数据(高8位的数据开结果分析:由结果可知,只要按AM2901芯片功能给出其相应的控制信号,即可完成相应的功能。

另AM2901操作周期如下:A、B口数据锁存通用寄存器接收即在下降沿时,A、B口数据锁存器锁存数据,在低电平时通用寄存器接收数据,因此在压START前,ALU输出为结果,压START后,产生高电平到低电平的变化,此时ALU输出的结果存入通用寄存器中,而ALU则输出操作再次被执行的结果,但该结果没有存入通用寄存器中,则下次操作时使用的寄存器值为存入值(表中表现为压START前值)。

实验结论:通过此项实验使我们了解了AM2901运算器的功能与用法,熟悉了2片AM2901的级连方式,以及深化运算器部件的组成、设计、控制与使用等知识,让我们加深了对AM2901运算器各项特性的认知程度。

实验二:控制器部件教学实验实验目的:通过教学计算机中已经设计好并正常运行的几条典型指令的功能、格式和执行流程后,设计几条指令的功能、格式和执行流程,并在教学计算机上实现、调试正确。

达到以下目的:1、理解计算机控制器的功能、组成知识2、学习计算机各类典型指令的执行流程3、对指令格式、寻址方式、指令系统、指令分类等建立总体概念4、学习组合逻辑控制器的设计过程和相关技术实验仪器:TEC-2000教学计算机实验原理:控制器设计是学习计算机总体组成的设计的重要部分,要在TEC-2000教学机上完成实验,要了解以下内容:1、TEC-2000的功能部件及其连接关系;2、TEC-2000的每个功能部件的功能和控制其运行办法;3、TEC-2000支持的指令格式和指令执行流程分组情况;4、TEC-2000中已经设计并正常运行的各类指令的功能、格式和执行流程,也包括控制器设计与实现中的具体线路和控制信号的组成;5、自己要实现的指令格式、功能、执行流程设计中必须遵从的约束条件。

计算机组成原理实验报告

计算机组成原理实验报告

计算机组成原理实验报告实验目的,通过本次实验,深入了解计算机组成原理的相关知识,掌握计算机硬件的基本组成和工作原理。

实验一,逻辑门电路实验。

在本次实验中,我们学习了逻辑门电路的基本原理和实现方法。

逻辑门电路是计算机中最基本的组成部分,通过逻辑门电路可以实现各种逻辑运算,如与门、或门、非门等。

在实验中,我们通过搭建逻辑门电路并进行实际操作,深入理解了逻辑门的工作原理和逻辑运算的实现过程。

实验二,寄存器和计数器实验。

在本次实验中,我们学习了寄存器和计数器的原理和应用。

寄存器是计算机中用于存储数据的重要部件,而计数器则用于实现计数功能。

通过实验操作,我们深入了解了寄存器和计数器的内部结构和工作原理,掌握了它们在计算机中的应用方法。

实验三,存储器实验。

在实验三中,我们学习了存储器的原理和分类,了解了不同类型的存储器在计算机中的作用和应用。

通过实验操作,我们进一步加深了对存储器的认识,掌握了存储器的读写操作和数据传输原理。

实验四,指令系统实验。

在本次实验中,我们学习了计算机的指令系统,了解了指令的格式和执行过程。

通过实验操作,我们掌握了指令的编写和执行方法,加深了对指令系统的理解和应用。

实验五,CPU实验。

在实验五中,我们深入了解了计算机的中央处理器(CPU)的工作原理和结构。

通过实验操作,我们学习了CPU的各个部件的功能和相互之间的协作关系,掌握了CPU的工作过程和运行原理。

实验六,总线实验。

在本次实验中,我们学习了计算机的总线结构和工作原理。

通过实验操作,我们了解了总线的分类和各种总线的功能,掌握了总线的数据传输方式和时序控制方法。

结论:通过本次实验,我们深入了解了计算机组成原理的相关知识,掌握了计算机硬件的基本组成和工作原理。

通过实验操作,我们加深了对逻辑门电路、寄存器、计数器、存储器、指令系统、CPU和总线的理解,为进一步学习和研究计算机组成原理奠定了坚实的基础。

希望通过不断的实践和学习,能够更深入地理解和应用计算机组成原理的知识。

计算机组成原理综合性实验

计算机组成原理综合性实验

《计算机组成原理》综合性实验实验一、复杂模型机设计实验实验二、用CPLD实现模型计算机的设计实验实验三、具有中断处理功能的模型机设计实验实验四、具有并行处理功能的模型机设计实验实验五、具有定时功能的模型机设计实验实验一、复杂模型机设计实验1.1模型计算机设计的基本指导思想设计一台完整的计算机,大致需按如下的顺序来考虑。

1) 确定设计目标确定所设计计算机的功能和用途。

2) 确定指令系统确定数据的表示格式、位数、指令的编码、类型、需要设计哪些指令及使用的寻址方式。

3) 总体结构与数据通路总体结构设计包含确定各部件设置以及它们之间的数据通路结构。

在此基础上,就可以拟出各种信息传输路径,以及实现这些传输所需要的微命令。

对于部件设置,比如要确定运算器部件采用什么结构,控制器是微程序控制还是硬联控制等。

综合考虑计算机的速率、性能价格比、可靠性等要求,设计合理的数据通路结构,确定采用何种方案的内总线及外总线。

数据通路不同,执行指令所需要的操作就不同,计算机的结构也就不一样。

4) 设计指令执行流程数据通路确定后,就可以设计指令系统中每条指令的执行流程。

根据指令的复杂程度,确定每条指令所需要的机器周期数。

对于微程序控制的计算机,根据总线结构,需考虑哪些微操作可以安排在同一条微指令中,哪些微操作不能安排在同一条微指令中。

5) 确定微程序地址根据后续微地址的形成方法,确定每个微程序地址及分支转移地址。

6) 微指令代码化根据微指令格式,将微程序流程中的所有微指令代码化,转化成相应的二进制代码,写入到控制存储器中的相应单元中。

7) 组装、调试在总调试前,先按功能模块进行组装和分调,因为只有各功能模块工作正常后,才能保证整机的正常运行。

当所有功能模块都调试正常后,进入总调试。

连接所有模块,用单步微指令方式执行机器指令的微程序流程图,当全部微程序流程图检查完后,若运行结果正确,则在内存中装入一段机器指令,进行其他的运行方式等功能调试及执行指令的正确性验证。

计组实验报告(共10篇)

计组实验报告(共10篇)

计组实验报告(共10篇)计组实验报告计算机组成原理实验报告一一、算术逻辑运算器1. 实验目的与要求:目的:①掌握算术逻辑运算器单元ALU(74LS181)的工作原理。

②掌握简单运算器的数据传输通道。

③验算由74LS181等组合逻辑电路组成的运输功能发生器运输功能。

④能够按给定数据,完成实验指定的算术/逻辑运算。

要求:完成实验接线和所有练习题操作。

实验前,要求做好实验预习,掌握运算器的数据传送通道和ALU 的特性,并熟悉本实验中所用的模拟开关的作用和使用方法。

实验过程中,要认真进行实验操作,仔细思考实验有关的内容,把自己想得不太明白的问题通过实验去理解清楚,争取得到最好的实验结果,达到预期的实验教学目的。

实验完成后,要求每个学生写出实验报告。

2. 实验方案:1.两片74LS181(每片4位)以并/串联形式构成字长为8为的运算器。

2.8为运算器的输出经过一个输入双向三态门(74LS245)与数据总线相连,运算器的两个数据输入端分别与两个8位寄存器(74LS273)DR1和DR2的输出端相连,DR1和DR2寄存器是用于保存参加运算的数据和运算的结果。

寄存器的输入端于数据总线相连。

3.8位数据D7~D0(在“INPUT DEVICE”中)用来产生参与运算的数据,并经过一个输出三态门(74LS245)与数据总线相连。

数据显示灯(BUS UNIT)已与数据总线相连,用来显示数据总线上所内容。

4.S3、S2、S1、S0是运算选择控制端,由它们决定运算器执行哪一种运算(16种算术运算或16种逻辑运算)。

5.M是算术/逻辑运算选择,M=0时,执行算术运算,M=1时,执行逻辑运算。

6.Cn是算术运算的进位控制端,Cn=0(低电平),表示有进位,运算时相当于在最低位上加进位1,Cn=1(高电平),表示无进位。

逻辑运算与进位无关。

7.ALU-B是输出三态门的控制端,控制运算器的运算结果是否送到数据总线BUS上。

低电平有效。

计算机组成原理实验

计算机组成原理实验

IN ADD OUT JMP – 通过串口连接实验系统和PC机 – 运行CMPP联机软件,装载程序文件 – 调用“复杂模型机”通路图,注意观察单步 微指令和单步机器指令的运行过程
实验一 系统认识实验

实验报告要点:
– 数字计算机结构原理图
– 本系统的四条指令
IN ADD OUT JMP – 实验思考题 – 实验小结
– 74LS245三态门,控制输入输出操作 ALU-B置低电平:输出运算结果 SW-B置低电平:输入数据进入总线 – 74LS273实现两个操作数的数据锁存 LDDR1/LDDR2置高电平 脉冲触发-T4 – 总线灯(LED)显示总线上的数据
245芯片 181芯片 273芯片 181芯片 273芯片 总线灯
实验三 控制器实验

微命令(微信号)
– 直接作用于控制电路的控制命令
微操作
– CPU在执行指令中,由微命令控制实现的最
基本操作


送指令地址、取指、读指令、译码、送操作数地 址、取操作数、运算、写回结果等 微操作是指令执行部件接受微命令后进行的操作

微周期
– 读取一条微指令并完成相应微操作所用时间,

C字段
9 0 0 0 0 1 1 1 8 0 0 1 1 0 0 1 7 0 1 0 1 0 1 0 P(1) P(2) P(3) P(4) AR LDPC 选择
实验三 控制器实验

A字段
15 0 0 0 0 1 1 1 14 0 0 1 1 0 0 1 13 0 1 0 1 0 1 0 LDRi LDDR1 LDDR2 LDIR LOAD LDAR 选择

实验二 运算器实验
集成逻辑芯片74LS181 – 4位ALU单元 逻辑功能表

计算机组成原理全部实验

计算机组成原理全部实验

计算机科学技术系王玉芬2012年11月3日基础实验部分该篇章共有五个基础实验组成,分别是:实验一运算器实验实验二存储器实验实验三数据通路组成与故障分析实验实验四微程序控制器实验实验五模型机CPU组成与指令周期实验实验一运算器实验运算器又称作算术逻辑运算单元(ALU),是计算机的五大基本组成部件之一,主要用来完成算术运算和逻辑运算。

运算器的核心部件是加法器,加减乘除运算等都是通过加法器进行的,因此,加快运算器的速度实质上是要加快加法器的速度。

机器字长n位,意味着能完成两个n位数的各种运算。

就应该由n个全加器构成n位并行加法器来实现。

通过本实验可以让学生对运算器有一个比较深刻的了解。

一、实验目的1.掌握简单运算器的数据传输方式。

2.掌握算术逻辑运算部件的工作原理。

3. 熟悉简单运算器的数据传送通路。

4. 给定数据,完成各种算术运算和逻辑运算。

二、实验内容:完成不带进位及带进位的算术运算、逻辑运算实验。

总结出不带进位及带进位运算的特点。

三、实验原理:1.实验电路图图4-1 运算器实验电路图2.实验数据流图图4-2 运算器实验数据流图3.实验原理运算器实验是在ALU UNIT单元进行;单板方式下,控制信号,数据,时序信号由实验仪的逻辑开关电路和时序发生器提供,SW7-SW0八个逻辑开关用于产生数据,并发送到总线上;系统方式下,其控制信号由系统机实验平台可视化软件通过管理CPU来进行控制,SW7-SW0八个逻辑开关由可视化实验平台提供数据信号。

(1)DR1,DR2:运算暂存器,(2)LDDR1:控制把总线上的数据打入运算暂存器DR1,高电平有效。

(3)LDDR2:控制把总线上的数据打入运算暂存器DR2,高电平有效。

(4)S3,S2,S1,S0:确定执行哪一种算术运算或逻辑运算(运算功能表见附录1或者课本第49页)。

(5)M:M=0执行算术操作;M=1执行逻辑操作。

(6)/CN :/CN=0表示ALU运算时最低位加进位1;/CN=1则表示无进位。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

计算机组成原理实验教程杭州师范大学国际服务工程学院1.1 基本运算器实验1.1.1 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。

1.1.2 实验设备PC机一台,TD-CMA实验系统一套。

1.1.3 实验原理本实验的原理如图1-1-1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(有些处理器体系结构把移位运算器放于算术和逻辑运算部件之前,如ARM),各部件对操作数进行何种运算由控制信号S3…S0和CN来决定,任何时候,多路选择开关只选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。

逻辑运算部件由逻辑门构成,较为简单,而后面又有专门的算术运算部件设计实验,在此对这两个部件不再赘述。

移位运算采用的是桶形移位器,一般采用交叉开关矩阵来实现,交叉开关的原理如图1-1-2所示。

图中显示的是一个4X4的矩阵(系统中是一个8X8的矩阵)。

每一个输入都通过开关与一个输出相连,把沿对角线的开关导通,就可实现移位功能,即:(1) 对于逻辑左移或逻辑右移功能,将一条对角线的开关导通,这将所有的输入位与所使用的输出分别相连,而没有同任何输入相连的则输出连接0。

(2) 对于循环右移功能,右移对角线同互补的左移对角线一起激活。

例如,在4位矩阵中使用‘右1’和‘左3’对角线来实现右循环1位。

(3) 对于未连接的输出位,移位时使用符号扩展或是0填充,具体由相应的指令控制。

使用另外的逻辑进行移位总量译码和符号判别。

12图1-1-1 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 都连接至CON 单元的CLR 按钮。

T4由时序单元的TS4提供(时序单元的介绍见附录二),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。

out[0]out[1]out[2]out[3]图1-1-2 交叉开关桶形移位器原理图暂存器A 和暂存器B 的数据能在LED 灯上实时显示,原理如图1-1-3所示(以A0为例,其它相同)。

进位标志FC 、零标志FZ 和数据总线D7…D0的显示原理也是如此。

VCC A0图1-1-3 A0显示原理图ALU和外围电路的连接如图1-1-4所示,图中的小方框代表排针座。

运算器的逻辑功能表如表1-1-1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1-1-4 ALU和外围电路连接原理图表1-1-1 运算器逻辑功能表31.1.4 实验步骤(1) 按图1-1-5连接实验电路,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1-1-5 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。

①拨动CON单元的SD27…SD20数据开关,形成二进制数01100101(或其它数值),数据显示亮为‘1’,灭为‘0’。

②臵LDA=1,LDB=0,连续按动时序单元的ST按钮,产生一个T4上沿,则将二进制数01100101臵入暂存器A中,暂存器A的值通过ALU单元的A7…A0八位LED灯显示。

(5) 用输入开关向暂存器B臵数。

①拨动CON单元的SD27…SD20数据开关,形成二进制数10100111(或其它数值)。

②臵LDA=0,LDB=1,连续按动时序单元的ST按钮,产生一个T4上沿,则将二进制数10100111臵入暂存器B中,暂存器B的值通过ALU单元的B7…B0八位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1-1-1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(软件使用说明请看附录一),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1-1-6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4反映当前运算器所做的操作。

重复上述操作,并完成表1-1-2。

然后改变A、B的值,验证FC、FZ的锁存功能。

图1-1-6 数据通路图表1-1-2 运算结果表52.1 静态随机存储器实验2.1.1 实验目的掌握静态随机存储器RAM工作特性及数据的读写方法。

2.1.2 实验设备PC机一台,TD-CMA实验系统一套。

2.1.3 实验原理实验所用的静态存储器由一片6116(2K×8bit)构成(位于MEM单元),如图2-1-1所示。

6116有三个控制线:CS(片选线)、OE(读线)、WE(写线),其功能如表2-1-1所示,当片选有效(CS=0)时,OE=0时进行读操作,WE=0时进行写操作,本实验将CS常接地。

图2-1-1 SRAM 6116引脚图由于存储器(MEM)最终是要挂接到CPU上,所以其还需要一个读写控制逻辑,使得CPU 能控制MEM的读写,实验中的读写控制逻辑如图2-1-2所示,由于T3的参与,可以保证MEM 的写脉宽与T3一致,T3由时序单元的TS3给出(时序单元的介绍见附录2)。

IOM用来选择是对I/O还是对MEM进行读写操作,RD=1时为读,WR=1时为写。

表2-1-1 SRAM 6116功能表CS WE OE功能1 0 0 0×1×1不选择读写写67XMRDRD T3WR图2-1-2 读写控制逻辑实验原理图如图2-1-3所示,存储器数据线接至数据总线,数据总线上接有8个LED 灯显示D7…D0的内容。

地址线接至地址总线,地址总线上接有8个LED 灯显示A7…A0的内容,地址由地址锁存器(74LS273,位于PC&AR 单元)给出。

数据开关(位于IN 单元)经一个三态门(74LS245)连至数据总线,分时给出地址和数据。

地址寄存器为8位,接入6116的地址A7…A0,6116的高三位地址A10…A8接地,所以其实际容量为256字节。

RDWR图2-1-3 存储器实验原理图实验箱中所有单元的时序都连接至时序与操作台单元,CLR 都连接至CON 单元的CLR 按钮。

实验时T3由时序单元给出,其余信号由CON 单元的二进制开关模拟给出,其中IOM 应为低(即MEM 操作),RD 、WR 高有效,MR 和MW 低有效,LDAR 高有效。

2.1.4 实验步骤(1) 关闭实验系统电源,按图2-1-4连接实验电路,并检查无误,图中将用户需要连接的信号用圆圈标明。

(2) 将时序与操作台单元的开关KK1、KK3臵为运行档、开关KK2臵为‘单步’档(时序单元的介绍见附录二)。

(3) 将CON 单元的IOR 开关臵为1(使IN 单元无输出),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。

图2-1-4 实验接线图(4) 给存储器的00H、01H、02H、03H、04H地址单元中分别写入数据11H、12H、13H、14H、15H。

由前面的存储器实验原理图(图2-1-3)可以看出,由于数据和地址由同一个数据开关给出,因此数据和地址要分时写入,先写地址,具体操作步骤为:先关掉存储器的读写(WR=0,RD=0),数据开关输出地址(IOR=0),然后打开地址寄存器门控信号(LDAR=1),按动ST产生T3脉冲,即将地址打入到AR中。

再写数据,具体操作步骤为:先关掉存储器的读写(WR=0,RD=0)和地址寄存器门控信号(LDAR=0),数据开关输出要写入的数据,打开输入三态门(IOR=0),然后使存储器处于写状态(WR=1,RD=0,IOM=0),按动ST产生T3脉冲,即将数据打入到存储器中。

写存储器的流程如图2-1-5所示(以向00地址单元写入11H 为例):WR = 0RD = 0IOM = 0IOR = 0LDAR = 0WR = 0RD = 0IOM = 0IOR = 0LDAR = 1T3=WR = 0RD = 0IOM = 0IOR = 0LDAR = 0WR = 1RD = 0IOM = 0IOR = 0LDAR = 0T3=图2-1-5 写存储器流程图(5) 依次读出第00、01、02、03、04号单元中的内容,观察上述各单元中的内容是否与前面写入的一致。

同写操作类似,也要先给出地址,然后进行读,地址的给出和前面一样,而在进行读操作时,应先关闭IN单元的输出(IOR=1),然后使存储器处于读状态(WR=0,RD=1,IOM=0),此时数据总线上的数即为从存储器当前地址中读出的数据内容。

读存储器的流程如图2-1-6所示(以从00地址单元读出11H为例):8WR= 0RD = 0IOM = 0IOR = 0LDAR = 0WR = 0RD = 0IOM = 0IOR = 0LDAR = 1T3=WR = 0RD = 0IOM = 0IOR = 1LDAR = 0WR = 0RD = 1IOM = 0IOR = 1LDAR = 0图2-1-6 读存储器流程图如果实验箱和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(软件使用说明请看附录1),方法是:打开软件,选择联机软件的‚【实验】—【存储器实验】‛,打开存储器实验的数据通路图,如图2-1-7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,反映当前存储器所做的操作(即使是对存储器进行读,也应按动一次ST按钮,数据通路图才会有数据流动),或在软件中选择‚【调试】—【单周期】‛,其作用相当于将时序单元的状态开关臵为‘单步’档后按动了一次ST按钮,数据通路图也会反映当前存储器所做的操作,借助于数据通路图,仔细分析SRAM的读写过程。

相关文档
最新文档