合肥工业大学计算机组成原理实验报告

合集下载

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》实验报告一

《计算机组成原理》实验报告一

《计算机组成原理》实验报告一一、实验目的:编写程序、上机调试、运行程序是进一步学习和掌握汇编语言程序设计的必要手段。

通过本次实验, 学习、掌握运行汇编程序的相关知识。

1、二、实验内容:2、熟悉实验用微机的软、硬件配置(1)硬件: Intel Celeron 500GHz CPU、128M内存(8M作共享显存)、intel810芯片主板、集成i752显卡、maxtro20G硬盘、ps/2接口鼠标、PS/2接口键盘。

(2)软件:DOS 操作系统Windows98 seMASM汇编语言程序3、熟悉运行汇编语言所需的应用程序汇编程序使MASM连接程序使用LINK程序调试程序使用DEBUG程序4、熟悉汇编语言源程序上机操作过程(1)编辑源文件(选择可使用的文本编辑器)(2)汇编源程序文件(3)连接目标文件(4)运行可执行文件5、汇编操作举例用edit编辑myprog.asm文件;(见下图)用MASM.exe编译myprog.asm生成myprog.obj文件;C:\masm\bin> masm.exe由图中可以看出:0 个警告错误0个严格错误汇编通过, 生成mygrog.obj目标文件(如果有严格错误, 汇编不能通过, 必须返回编辑状态更改程序。

)用link.exe命令链接myhprog.obj生成myprog.exe文件!C:\masm\bin> link.exeC:\masm\bin> myprog.exe运行程序结果为:屏幕显示“Hi! This is a dollar sign terminated string.”三、实验总结:1.可以在DOS或Windows状态编辑汇编源程序2.可以使用EDIT 或记事本编辑汇编源程序, 源程序必须以.asm为扩展名。

在记事本中保存文件时, 可以加双引号“myprog.asm”,文件名就不会出现myprog.asm.txt的错误3.熟悉相关的DOS 命令cd 进入子目录mkdir 建立子目录xcopy *.* /s 拷贝当前目录下所有文件及子目录format a: 格式化A盘4.在Windows 系统下运行汇编程序, 有时会有问题, 建议大家熟悉DOS命令,DOS编辑工具, 在DOS状态下运行汇编程序。

合肥工业大学计算机组成原理实验报告(DOC)

合肥工业大学计算机组成原理实验报告(DOC)

实验一基本运算器实验一、实验目的了解运算器的组成结构;掌握运算器的工作原理。

二、实验内容1、连线说明:如果EXEC键上方指示灯不亮,请按一次EXEC键,点亮指示灯,表示实验仪在运行状态。

3、给暂存器A赋初值(1)拨动开关区单元的K7..K0开关,形成二进制数01011000(或其它值);指示灯亮,表示该位是‘1’,灭为‘0’。

(2)拨动开关区单元K15(wA)、K14(wB)、K13(rALU)、K12(CN_I)开关,赋wA=0(允许写A)、wB=1(禁止写B)、rALU=1(不允许ALU输出)、CN_I=0,按CON单元的STEP按键一次,产生一个T1的下降沿,将二进制数01011000写入暂存器A中,ALU单元的A_7…A_0LED 上显示A中的值4、给暂存器B赋初值(1)拨动开关区单元的K7..K0开关,形成二进制数10101011(或其它值)。

(2)赋wA=1(禁止写A)、wB=0(允许写B)、rALU=1(不允许ALU输出)、CN_I=0,按CON单元的STEP按键一次,产生一个T2的下降沿,将二进制数10101011写入暂存器B 中,ALU单元的R_7…R_0LED上显示B中的值5T3节拍,当rALU(K13)=0,如果S3S2S1S0的值是0000时,T2、T3节拍时,允许ALU结果输出;S3S2S1S0的值是其它数值,T3节拍时,允许ALU结果输出,显示于扩展区的二位数码管、DS94..DS101的LED上。

6、根据后边的“运算结果表”,改变K20(S0)、K21(S1)、K22(S2)、K23(S3)、K12(CN_I)的值,观察并记录运算器的输出。

例如:S0=0,S1=0,S2=0,S3=0,ALU的D7_D0 = 58H;FC、FZ、FS、I不变。

注意:只有按CON单元的STEP按键一次,产生一个T3的下降沿,ALU才将标志位FC、FZ、FS、I写入标志寄存器PSW中,才能在ALU单元的FZ、FC、FS、I指示灯上看到结果。

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计算机组成原理实验报告引言计算机组成原理是计算机科学与技术专业中的一门重要课程,通过实验学习可以更好地理解和掌握计算机的基本原理和结构。

本实验报告将介绍我在学习计算机组成原理课程中进行的实验内容和实验结果。

实验一:二进制与十进制转换在计算机中,数据以二进制形式存储和处理。

通过这个实验,我们学习了如何将二进制数转换为十进制数,以及如何将十进制数转换为二进制数。

通过实际操作,我更深入地了解了二进制与十进制之间的转换原理,并且掌握了转换的方法和技巧。

实验二:逻辑门电路设计逻辑门电路是计算机中的基本组成部分,用于实现不同的逻辑运算。

在这个实验中,我们学习了逻辑门的基本原理和功能,并通过电路设计软件进行了实际的电路设计和模拟。

通过这个实验,我深入理解了逻辑门电路的工作原理,并且掌握了电路设计的基本方法。

实验三:组合逻辑电路设计组合逻辑电路是由多个逻辑门组合而成的电路,用于实现复杂的逻辑功能。

在这个实验中,我们学习了组合逻辑电路的设计原理和方法,并通过实际的电路设计和模拟,实现了多个逻辑门的组合。

通过这个实验,我进一步掌握了逻辑电路设计的技巧,并且了解了组合逻辑电路在计算机中的应用。

实验四:时序逻辑电路设计时序逻辑电路是由组合逻辑电路和触发器组合而成的电路,用于实现存储和控制功能。

在这个实验中,我们学习了时序逻辑电路的设计原理和方法,并通过实际的电路设计和模拟,实现了存储和控制功能。

通过这个实验,我进一步了解了时序逻辑电路的工作原理,并且掌握了时序逻辑电路的设计和调试技巧。

实验五:计算机指令系统设计计算机指令系统是计算机的核心部分,用于控制计算机的操作和运行。

在这个实验中,我们学习了计算机指令系统的设计原理和方法,并通过实际的指令系统设计和模拟,实现了基本的指令功能。

通过这个实验,我深入了解了计算机指令系统的工作原理,并且掌握了指令系统设计的基本技巧。

实验六:计算机硬件系统设计计算机硬件系统是由多个模块组成的,包括中央处理器、存储器、输入输出设备等。

合肥工业大学计算机体系结构实验报告

合肥工业大学计算机体系结构实验报告

实验一主板架构的测试一、实验目的及要求了解Internet系列主板的基本构架二、实验设备(环境)及要求多核计算机,windows os ,CPU-Z,GPU-Z。

三、实验内容与步骤1.执行计算机硬件检测程序CPU-Z,GPU-Z;2.记录所用计算机的CPU ID号,Cache大小,指令集,CPU型号,电压,内存,主板,SPD和GPU等所有显示的信息;3.在任务和设备管理器中查看CPU是否为双核?四、实验结果与数据处理1.执行计算机硬件检测程序CPU-Z,GPU-Z;2.记录所用计算机的CPU ID号,Cache大小,指令集,CPU型号,电压,内存,主板,SPD和GPU等所有显示的信息;3.在任务和设备管理器中查看CPU是否为双核?在任务管理器中可以看到CPU为双核:在设备管理器中可以看到CPU为4线程:五、分析与讨论结论:对电脑的构架有的更深的了解。

1.此台电脑CPU是Inter i5,3.20GHz,三级缓存;2.从CPU-Z中的核心时钟频率可以判断计算机的性能,时钟频率越高越好;3.从任务管理器和系统属性上并不能准确的判断CPU的核数,需要用CPU-Z进行检测才能真正确定计算机的核数。

实验一熟悉WinDLX的使用一、实验目的1.熟练掌握WinDLX模拟器的操作和使用2.熟悉DLX指令集结构及其特点二、实验内容1.用WinDLX模拟器执行求阶乘程序fact.s。

这个程序说明浮点指令的使用。

该程序从标准输入读入一个整数,求其阶乘,然后将结果输出。

该程序中调用了input.s中的输入子程序,这个子程序用于读入正整数。

2.用WinDLX模拟器执行求最大公约数程序gcm.s。

该程序从标准输入读入两个整数,求他们的最大公约数,然后将结果写到标准输出。

该程序中调用了input.s中的输入子程序。

3.通过上述使用WinDLX,总结WinDLX的特点。

三、实验报告认真记录实验数据或显示结果。

如实填写实验报告。

机综实验报告

机综实验报告

一、实验模块计算机组成原理实验二、实验标题计算机组成原理实验报告三、实验内容本次实验主要围绕计算机组成原理展开,通过实际操作和理论分析,加深对计算机硬件组成和工作原理的理解。

四、实验目的1. 理解计算机硬件的基本组成,包括CPU、内存、I/O接口等。

2. 掌握计算机各组成部分之间的数据传输和通信方式。

3. 了解计算机的基本工作原理,包括指令的执行过程和中断处理等。

4. 通过实验,提高动手能力和问题解决能力。

五、实验环境实验地点:学校机房实验设备:计算机组成原理实验箱(EL-JY-II型)实验软件:相关实验软件六、实验步骤及实验结果1. CPU实验(1)实验连线:将CPU、内存、I/O接口等设备按照实验要求进行连接。

(2)写数据:向内存写入数据,通过CPU读取数据并输出。

(3)实验结果:观察数据是否正确传输,分析CPU的工作原理。

2. 内存实验(1)实验连线:将内存与CPU、I/O接口等设备连接。

(2)往存储器写数据:向内存写入数据。

(3)从存储器读数据:从内存读取数据,观察数据是否正确。

(4)实验结果:分析内存的工作原理,验证内存读写功能。

3. I/O接口实验(1)实验连线:将I/O接口与CPU、内存等设备连接。

(2)实验步骤:通过I/O接口进行数据传输。

(3)实验结果:观察数据是否正确传输,分析I/O接口的工作原理。

4. 中断实验(1)实验连线:将中断设备与CPU、内存等设备连接。

(2)实验步骤:模拟中断发生,观察CPU如何响应中断。

(3)实验结果:分析中断处理过程,理解中断在计算机中的作用。

七、实验结果的分析与总结1. 通过本次实验,我们深入了解了计算机硬件的基本组成和工作原理,掌握了CPU、内存、I/O接口等设备的工作方式。

2. 实验过程中,我们学会了如何进行实验连线、数据传输和中断处理等操作,提高了动手能力和问题解决能力。

3. 实验结果表明,计算机硬件各部分之间协同工作,共同完成指令的执行和数据的处理。

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引言计算机组成原理是计算机科学与技术的基础课程之一,通过实验可以更好地理解和掌握计算机的组成和工作原理。

本文将结合实验的过程和结果,详细论述计算机组成原理的一些关键概念和实际应用。

一、实验目的本次实验的目的是通过搭建一个简单的计算机系统,深入了解计算机的各个组成模块,如中央处理器(CPU)、存储器、输入输出设备等,并验证计算机的基本工作原理。

二、实验内容本次实验分为两个部分,第一部分是计算机系统的搭建,包括CPU的设计与实现、存储器的设计与实现等;第二部分是对已搭建的系统进行功能测试,包括寄存器的读写、指令的执行等。

1. CPU的设计与实现CPU是计算机的核心处理单元,它负责执行各种指令,并控制计算机的运行状态。

在本次实验中,我们采用了冯·诺依曼结构的单周期CPU设计,包括指令寄存器、算术逻辑单元、控制单元等组成部分。

通过在实验中的操作和执行,我们深入理解了指令的编码方式、运算的过程等。

2. 存储器的设计与实现存储器是计算机系统中的主要组成部分,用于存放指令和数据。

在本次实验中,我们设计了一个简单的存储器,采用了随机存取存储器(RAM)的结构。

通过实验中的存储器读写操作,我们了解了存储器的寻址方式、数据的存取过程等。

三、实验结果与分析经过实验的搭建和测试,我们成功完成了计算机系统的建设,并验证了其基本功能。

在测试过程中,我们发现了一些问题和改进之处,例如CPU的时钟频率过低导致指令执行速度较慢,存储器的容量不足等。

通过对这些问题的研究和分析,我们能够进一步优化和改进计算机系统的性能。

四、实验心得体会通过本次实验,我进一步加深了对计算机组成原理的理解和掌握。

实验中我不仅学到了理论知识,还通过动手搭建和操作实际的计算机系统,加深了对计算机组成原理的实际应用的理解。

同时,我也意识到计算机的设计和实现是一个综合性强的工程,需要考虑多方面的问题,如硬件的选择与优化、指令的设计与调度等。

计算机组成原理综合实验报告

计算机组成原理综合实验报告

计算机组成原理综合实验报告一、实验目的本次计算机组成原理综合实验旨在深入理解计算机组成的基本原理,通过实际操作和设计,巩固所学的理论知识,并培养实践动手能力和创新思维。

二、实验设备本次实验所使用的设备包括计算机硬件实验平台、数字逻辑实验箱、示波器、万用表等。

三、实验内容1、运算器实验设计并实现一个简单的运算器,能够完成加法、减法、乘法和除法运算。

通过实验,深入理解运算器的工作原理,包括数据的输入、运算过程和结果的输出。

2、控制器实验构建一个基本的控制器,实现指令的读取、译码和执行过程。

了解控制器如何控制计算机的各个部件协同工作,以完成特定的任务。

3、存储系统实验研究计算机的存储系统,包括主存和缓存的工作原理。

通过实验,掌握存储单元的读写操作,以及如何提高存储系统的性能。

4、输入输出系统实验了解计算机输入输出系统的工作方式,实现与外部设备的数据传输。

四、实验步骤1、运算器实验步骤(1)确定运算器的功能和架构,选择合适的逻辑器件。

(2)连接电路,实现加法、减法、乘法和除法运算的逻辑。

(3)编写测试程序,输入不同的数据进行运算,并观察结果。

2、控制器实验步骤(1)分析控制器的工作流程和指令格式。

(2)设计控制器的逻辑电路,实现指令的译码和控制信号的生成。

(3)编写测试程序,验证控制器的功能。

3、存储系统实验步骤(1)连接存储单元,设置地址线、数据线和控制线。

(2)编写读写程序,对存储单元进行读写操作,观察数据的存储和读取情况。

(3)通过改变缓存策略,观察对存储系统性能的影响。

4、输入输出系统实验步骤(1)连接输入输出设备,如键盘、显示器等。

(2)编写程序,实现数据的输入和输出。

(3)测试输入输出系统的稳定性和可靠性。

五、实验结果1、运算器实验结果通过测试程序的运行,运算器能够准确地完成加法、减法、乘法和除法运算,结果符合预期。

2、控制器实验结果控制器能够正确地译码指令,并生成相应的控制信号,使计算机各个部件按照指令的要求协同工作。

  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)。

实验一基本运算器实验一、实验目的了解运算器的组成结构;掌握运算器的工作原理。

二、实验内容1、连线说明:如果EXEC键上方指示灯不亮,请按一次EXEC键,点亮指示灯,表示实验仪在运行状态。

3、给暂存器A赋初值(1)拨动开关区单元的K7..K0开关,形成二进制数01011000(或其它值);指示灯亮,表示该位是‘1’,灭为‘0’。

(2)拨动开关区单元K15(wA)、K14(wB)、K13(rALU)、K12(CN_I)开关,赋wA=0(允许写A)、wB=1(禁止写B)、rALU=1(不允许ALU输出)、CN_I=0,按CON单元的STEP按键一次,产生一个T1的下降沿,将二进制数01011000写入暂存器A中,ALU单元的A_7…A_0LED 上显示A中的值4、给暂存器B赋初值(1)拨动开关区单元的K7..K0开关,形成二进制数10101011(或其它值)。

(2)赋wA=1(禁止写A)、wB=0(允许写B)、rALU=1(不允许ALU输出)、CN_I=0,按CON单元的STEP按键一次,产生一个T2的下降沿,将二进制数10101011写入暂存器B 中,ALU单元的R_7…R_0LED上显示B中的值5T3节拍,当rALU(K13)=0,如果S3S2S1S0的值是0000时,T2、T3节拍时,允许ALU结果输出;S3S2S1S0的值是其它数值,T3节拍时,允许ALU结果输出,显示于扩展区的二位数码管、DS94..DS101的LED上。

6、根据后边的“运算结果表”,改变K20(S0)、K21(S1)、K22(S2)、K23(S3)、K12(CN_I)的值,观察并记录运算器的输出。

例如:S0=0,S1=0,S2=0,S3=0,ALU的D7_D0 = 58H;FC、FZ、FS、I不变。

注意:只有按CON单元的STEP按键一次,产生一个T3的下降沿,ALU才将标志位FC、FZ、FS、I写入标志寄存器PSW中,才能在ALU单元的FZ、FC、FS、I指示灯上看到结果。

如果实验仪、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,方法是:打开软件,在星研软件的工具条中选择“运算器实验”,打开运算器实验的数据通路图。

进行上面的手动操作,点击工具条上单节拍或单周期命令图标,数据通路图会反映当前运算器所做的操作。

三、实验结果及分析四、思考题1.本实验系统中A寄存器的写入在什么时刻进行?B寄存器的写入在什么时刻进行?能否在一个机器周期内将A、B寄存器写入不同的数据?答:①按住STEP,CK由高变低,寄存器A的黄色灯亮,表明选择A寄存器。

放开STEP,CK由低变高,产生上升沿,数据55H被写入A寄存器。

②按住STEP,CK由高变低,寄存器B 的黄色灯亮,表明选择B寄存器。

放开STEP ,CK 由低变高,产生上升沿,数据33H 被写入B 寄存器。

③不允许在一个机器周期内将A、B寄存器写入不同的数据。

2.本实验系统中ALU的求补功能与8086CPU的求补指令功能是否相同?答:本实验系统中ALU可对8位位变量进行逻辑“AND”、“OR”、“XOR”循环、求补、清零等基本操作,还可以进行加、减、乘、除等基本运算。

而8086处理器的逻辑运算是16位。

实验二存储器实验1、实验目的1、掌握简单运算器的数据传送组成原理。

2、验证算术逻辑运算功能发生器74LS181的组合功能。

二、实验原理1、总线原理:由于本系统内使用8根地址线,8根数据线,所以使用1拍你74LS255作为数据总线,另一片74LS244作为地址总线,总线把整个系统分为内部数据、地址总线和外部数据、地址总线,由于数据总线需要进行由内、外部数据交换,所以由BUS信号来控制数据流向,当BUS=1时数据由内到外,当BUS=0时,数据由外到内。

2、由于本系统内使用8根地址线,8位数据线,所以6264的A8~A12接地,其实际容量为256,6264的数据、地址总线已经接在总线单元的外部总线上。

存储器有3个控制信号:地址总线设置存储地址,RM=0时,把存储器中的数据读出到总线上;当WM=0,并且EMCK有一个上升沿,把外部总线上的数据写到存储器中。

图7-6-1 存储器实验原理图实验所用的半导体静态存储器电路原理如图7-6-1所示,该静态存储器由一片6116(2Kx8)构成,其数据线(D7~D0)以8芯扁平线方式和数据总线(D7~D0)相连接,地址线由地址锁存器(74LS273)给出,该锁存器的输入/输出通过8芯扁平线分别连至数据总线接口和存储器地址接口。

地址显示单元显示AD7~AD0的内容。

数据开关经一三态门(74LS245)以8芯扁平线方式连至数据总线接口,分时给出地址和数据。

6116有3根控制线:CS(片选线)、OE(读线)、WR(写线)。

当片选有效CS=0时,OE=0时进行读操作,WR=0时进行写操作。

本实验中将OE引脚接地,在此情况下,当CS=0、WR=1时进行读操作,CS=0、WR=0时进行写操作,其写时间与T3脉冲宽度一致。

实验时T3脉冲由【单步】命令键产生,其它电平控制信号由二进制开关模拟,其中CE、SW-B、LDAR 为高电平有效,而WE为读/写(W/R)控制信号,当WE=0时进行读操作,当WE=1时进行写操作。

图7-6-2 实验连线示意图按图7-6-2所示,连接实验电路:①总线接口连接:用8芯扁平线连接图7-6-2中所有标明“”或“”或“”图案的总线接口。

②控制线与时钟信号“”连接:用双头实验导线连接图7-6-2中所有标明“”或“”图案的插孔(注:Dais-CMH的时钟信号已作内部连接)。

在闪动的“P.”状态下按动【增址】命令键,使LED显示器自左向右第4位显示提示符“L”,表示本装置已进入手动单元实验状态。

(若当前处“L”状态,本操作可略)。

(一)内部总线数据写入存储器给存储器的00、01、02、03、04地址单元中分别写入数据11、12、13、14、15,具体操作步骤如下(以向00地址单元写入数据11为例):注:【单步】键的功能是启动时序电路产生T1~T4四拍单周期脉冲(二)读存储器的数据到总线上依次读出第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。

具体操作步骤如下(以从00地址单元读出数据11为例):注:【单步】键的功能是启动时序电路产生T1~T4四拍单周期脉冲三、实验结果及分析实验所得结果与理论分析结果基本一致。

四、思考题1.本实验系统中所使用的存储芯片6116的容量有多大?系统中实际可访问的空间是多大?答:①存储器6116芯片容量2K*8位。

②实际可访存空间:2K。

2.本实验系统中存储器的读写控制信号如何得到的?它们各自在什么时候有效?答:①在CS=0下,OE=0时进行读操作,WR=0时进行写操作。

②OE引脚接地下,当CS=0、WR=1时进行读操作,CS=0、WR=0时进行写操作,其写时间与T3脉冲宽度一致。

③实验时T3脉冲由【单步】命令键产生,其它电平控制信号由二进制开关模拟,其中CE、SW-B、LDAR为高电平有效,而WE为读/写(W/R)控制信号,当WE=0时进行读操作,当WE=1时进行写操作。

实验三系统总线和具有基本输入输出功能的总线接口实验一、实验目的1、理解总线的概念及其特性。

2、掌握控制总线的功能和应用。

二、实验内容由于存储器和输入、输出设备最终是要挂接到外部总线上,所以需要外部总线提供数据信号、地址信号以及控制信号。

在该实验平台中,外部总线分为数据总线、地址总线和控制总线,分别为外设提供上述信号。

外部总线和 CPU 内总线之间通过三态门连接,同时实现了内外总线的分离和对于数据流向的控制。

地址总线可以为外部设备提供地址信号和片选信号。

由地址总线的高位进行译码,系统的 I/O 地址译码原理如图 4-1(在地址总线单元)。

由于使用 A6、 A7 进行译码, I/O 地址空间被分为四个区,如表 4-1 所示为了实现对于 MEM 和外设的读写操作,还需要一个读写控制逻辑,使得 CPU 能控制 MEM和 I/O 设备的读写,实验中的读写控制逻辑如图 4-2 所示,由于 T3 的参与,可以保证写脉宽与 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 设备还是对 MEM 进行读写操作,IOM=1 时对 I/O 设备进行读写操作,IOM=0 时对 MEM 进行读写操作。

RD=1 时为读,WR=1 时为写。

1.读写控制逻辑设计实验。

(1)按照图4-4实验接线图进行连线。

首先将时序与操作台单元的开关 KK1、KK3 置为‘运行’档,开关 KK2 置为‘单拍’档,按动 CON 单元的总清按钮 CLR,并执行下述操作。

①对 MEM 进行读操作(WR=0,RD=1,IOM=0),此时 E0 灭,表示存储器读功能信号有效。

②对 MEM 进行写操作(WR=1,RD=0,IOM=0),连续按动开关ST,观察扩展单元数据指示灯,指示灯显示为 T3 时刻时,E1 灭,表示存储器写功能信号有效。

③对 I/O 进行读操作(WR=0,RD=1,IOM=1),此时 E2 灭,表示 I/O 读功能信号有效。

④对 I/O 进行写操作(WR=1,RD=0,IOM=1),连续按动开关ST,观察扩展单元数据指示灯,指示灯显示为 T3 时刻时,E3 灭,表示 I/O 写功能信号有效。

2.基本输入输出功能的总线接口实验。

3、实验结果:(1)根据挂在总线上的几个基本部件,设计一个简单的流程:①输入设备将一个数打入 R0 寄存器。

②输入设备将另一个数打入地址寄存器。

③将 R0 寄存器中的数写入到当前地址的存储器中。

④将当前地址的存储器中的数用 LED 数码管显示。

(2)按照图 4-5 实验接线图进行连线。

(3)具体操作步骤图示如下:进入软件界面,选择菜单命令“【实验】—【简单模型机】”,打开简单模型机实验数据通路图。

将时序与操作台单元的开关 KK1、KK3 置为‘运行’档,开关 KK2 置为‘单拍’档,CON 单元所有开关置 0(由于总线有总线竞争报警功能,在操作中应当先关闭应关闭的输出开关,再打开应打开的输出开关,否则可能由于总线竞争导致实验出错),按动 CON 单元的总清按钮 CLR,然后通过运行程序,在数据通路图中观测程序的执行过程。

①输入设备将 11H 打入 R0 寄存器。

将 IN 单元置 00010001,K7 置为 1,关闭 R0 寄存器的输出;K6 置为 1,打开 R0 寄存器的输入;WR、RD、IOM 分别置为 0、1、1,对 IN 单元进行读操作;LDAR 置为 0,不将数据总线的数打入地址寄存器。

连续四次点击图形界面上的“单节拍运行”按扭(运行一个机器周期),观察图形界面,在 T4 时刻完成对寄存器 R0 的写入操作。

相关文档
最新文档