合肥工业大学计算机组成原理实验报告Word格式文档下载.doc
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功能
1
×
不选中6116
读
写
不确定
SRAM6116功能表
存贮器挂在CPU的总线上，CPU通过读写控制逻辑，控制MEM的读写。
实验中的读写控制逻辑如下图：
读写控制逻辑
M_nI/O用来选择对MEM还是I/O读写，M_nI/O=1，选择存贮器MEM；
M_nI/O=0，选择I/O设备。
nRD=0为读操作；
nWR=0为写操作。
对MEM、I/O的写脉冲宽度与T2一致；
读脉冲宽度与T2+T3一致，T2、T3由CON单元提供。
存贮器实验原理图
存贮器数据信号线与数据总线DBus相连；
地址信号线与地址总线ABus相连，6116的高三位地址A10..A8接地，所以其实际容量为256字节。
数据总线DBus、地址总线ABus、控制总线CBus与扩展区单元相连，扩展区单元的数码管、发光二极管上显示对应的数据。
IN单元通过一片74HC245（三态门），连接到内部数据总线iDBus上，分时提供地址、数据。
MAR由锁存器（74HC574，锁存写入的地址数据）、三态门（74HC245、控制锁存器中的地址数据是否输出到地址总线上）、8个发光二极管（显示锁存器中的地址数据）组成。
T2、T3由CON单元提供，按一次CON单元的uSTEP键，时序单元发出T1信号；
按一次uSTEP键，时序单元发出T2信号；
按一次uSTEP键，时序单元发出T3信号；
再按一次uSTEP键，时序单元又发出T1信号，……
按一次STEP键，相当于按了三次uSTEP键，依次发出T1、T2、T3信号。
其余信号由开关区单元的拨动开关模拟给出，其中M_nI/O应为高（即对MEM读写操作）电平有效，nRD、nWR、wMAR、nMAROE、IN单元的nCS、nRD都是低电平有效。
三、实验结果及分析
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?
2K*8位、256*8位
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？
通过手拨动开关来获得控制信号，OE：
实验二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
理解总线的概念及其特性；
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地址译码原理见下图（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，如表所示：
I/O地址译码原理图
A07A06
片选
地址范围
00
IO_nCE0
00-3F
01
IO_nCE1
40-7F
10
IO_nCE2
80-BF
11
IO_nCE3
C0-FF
I/O地址空间分配
CPU通过读写控制逻辑，控制MEM和I/O设备的读写。
M_nIO用来选择对MEM还是I/O读写，M_nIO=1，选择存贮器MEM；
M_nIO=0，选择I/O设备。
在理解读写控制逻辑的基础上我们设计一个总线传输的实验。
实验所用总线传输实验框图如下图所示，它将几种不同的设备挂至总线上，有存贮器、输入设备、输出设备、寄存器。
这些设备都需要有三态输出控制，按照传输要求恰当有序的控制它们，就可实现总线信息传输。
总线传输实验框图
一、读写控制逻辑实验
1、连线说明：
CBus单元：
M_nIO、nRD、nWR、nINTA（JP42）
——
开关区单元：
K15..K12（JP92）
nM_RD、nM_WR、nIO_RD、nIO_WR（JP50）
扩展区单元：
JP67
注意：
nINTA（K12）置“1”，使中断响应信号不干扰读写存贮器。
2、打开实验仪电源，按CON单元的nRST按键，复位实验仪
3、如果EXEC键上方指示灯点亮，表示实验仪在运行状态；
否则，按一次EXEC键，使EXEC键上方指示灯点亮
4、对MEM进行读操作（M_nIO=1、nRD=0、nWR=1），按CON单元的uSTEP键，在T2、T3时刻，扩展区单元JP67对应的DS159指示灯熄灭，DS160-DS162指示灯点亮，表示nM_RD读信号在T2、T3时刻有效
5、对MEM进行写操作（M_nIO=1、nRD=1、nWR=0），按CON单元的uSTEP键，在T2时刻，扩展区单元JP67对应的DS160指示灯熄灭，DS159、DS161、DS162指示灯点亮，表示nM_WR写信号在T2时刻有效
6、对I/O进行读操作（M_nIO=0、nRD=0、nWR=1），按CON单元的uSTEP键，在T2、T3时刻，扩展区单元JP67对应的DS161指示灯熄灭，DS159、DS160、DS162指示灯点亮，表示nIO_RD读信号在T2、T3时刻有效
7、对I/O进行写操作（M_nIO=0、nRD=1、nWR=0），按CON单元的uSTEP键，在T2时刻，扩展区单元JP67对应的DS162指示灯熄灭，DS159-DS161指示灯点亮，表示nIO_WR写信号在T2时刻有效
二、基本输入输出功能的总线接口实验。
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通过OUT单元用LED数码管显示。
2、连线说明：
K5..K12（JP92）
ALU单元：
rR0、wR0
K9、K8
IN0..IN7（JP22）
iDBus单元：
JP37
MAR单元：
nMAROE、wMAR（JP13）
K11、K10（JP94）
D0..D7（JP14）
iD0..iD7（JP38）
存贮器MEM单元：
A0..A7（JP72）
ABus单元：
A00..A07（JP56）
D0..D7（JP73）
DBus单元：
D0..D7（JP53）
M_nRD、M_nWR（JP71）
nM_RD、nM_WR（JP44）
IN单元：
IN0..IN7（JP101）
D0..D7（JP52）
nRD
nIO_RD（JP49）
nCS
GND
OUT单元：
nWR（JP68）
nIO_WR（JP48）
JP69
D0..D7（JP54）
JP70
JP65
注意：
3、具体操作步骤图示如下：
在星研软件的工具条中选择“简单模型机实验”，打开简单模型机实验的数据通路图。
（1）拨动开关区单元开关：
M_nIO=1、nRD=1、nWR=1、nINTA=1、rR0=1、wR0=1、wMAR=1；
nMAROE=0（允许地址寄存器MAR输出到地址总线）
（2）打开实验仪电源
（3）通过输入设备（IN单元）将数据55H写入R0寄存器
将IN单元置01010101，wR0=0,允许写寄存器R0，M_nIO=0、nRD=0、nWR=1，点击星研软件“单节拍运行”按扭（运行一个机器周期），观察通路图，T2、T3时刻IN单元输出数据，在T3的下降沿IN单元输出的数据写入R0。
wR0=1，结束写R0操作
（4）读R0中数据写入存贮器MEM的15H单元
将IN单元置00010101，wMAR=0，允许写MAR，M_nIO=0、nRD=0、nWR=1，点击星研软件“单节拍运行”按扭（运行一个机器周期），观察通路图，在T3的下降沿IN单元输出的数据写入地址寄存器MAR。
wMAR=1,结束写MAR操作。
rR0=0,允许读寄存器R0；
M_nIO=1、nRD=1、nWR=0，允许写存贮器；
点击星研软件“单节拍运行”按扭（运行一个机器周期），观察通路图，在T2的时刻完成对存贮器的写入操作。
rR0=1，M_nIO=1、nRD=1、nWR=1，结束写MEM操作。
（5）将当前地址的存贮器中数据读出，写入R0寄存器中。
wR0=0,允许写寄存器R0；
M_nIO=1、nRD=0、nWR=1，允许读存贮器；
点击星研软件“单节拍运行”按扭（运行一个机器周期），观察通路图，T2、T3时刻MEM单元输出数据，在T3的下降沿MEM单元输出的数据写入R0。
wR0=1，M_nIO=1、nRD=1、nWR=1，结束写R0操作。
（6）读R0寄存器，数据写入OUT单元，用数码管显示数据。
rR0=0,允许读寄存器R0；
M_nIO=0、nRD=1、nWR=0，允许写I/O设备；
点击星研软件“单节拍运行”按扭（运行一个机器周期），观察通路图，在T2的下降沿，R0寄存器输出的数据写入OUT单元。
rR0=1、M_nIO=1、nRD=1、nWR=1，结束本次操作。
本次实验由于是2人完成，由我的学号作为地址，将另一个人的学号输出。
１．本实验系统中外设的读写控制信号如何得到的？
对外设的读、写控制信号能不能同时发出？
对存储器呢？
本实验系统中外设的读写控制信号是拨开关得到的，对外设的读、写控制信号不能同时发出，对存储器的读、写控制信号也不能同时发出。
２．总线上的部件输出数据时为什么要加三态门？
三态门是一种扩展逻辑功能的输出级，也是一种控制开关。
主要是用于总线的连接，因为总线只允许同时只有一个使用者。
通常在数据总线上接有多个器件，每个器件通过OE/CE之类的信
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