計算機組成原理實驗指導(dǎo)書

1、實驗一 8位算術(shù)邏輯運算實驗一、實驗?zāi)康?、掌握算術(shù)邏輯運算器單元ALU（74LS181）的工作原理。2、掌握簡單運算器的數(shù)據(jù)傳送通路組成原理。3、驗證算術(shù)邏輯運算功能發(fā)生器74LSl8l的組合功能。4、按給定數(shù)據(jù)，完成實驗指導(dǎo)書中的算術(shù)邏輯運算。二、實驗內(nèi)容1、實驗原理實驗中所用的運算器數(shù)據(jù)通路如圖1.1所示。其中運算器由兩片74LS181以并串形成8位字長的ALU構(gòu)成。運算器的輸出經(jīng)過一個三態(tài)門74LS245 （U33）到ALUO1插座，實驗時用8芯排線和內(nèi)部數(shù)據(jù)總線BUSD0D7插座BUSl6中的任一個相連，內(nèi)部數(shù)據(jù)總線通過LZDOLZD7顯示燈顯示；運算器的兩個數(shù)據(jù)輸入端分別由二個鎖存

2、器74LS273（U29、U30）鎖存，兩個鎖存器的輸入并聯(lián)后連至插座ALUBUS，實驗時通過8芯排線連至外部數(shù)據(jù)總線EXD0D7插座EXJlEXJ3中的任一個；參與運算的數(shù)據(jù)來自于8位數(shù)據(jù)開并KD0KD7，并經(jīng)過一三態(tài)門74LS245（U51）直接連至外部數(shù)據(jù)總線EXD0EXD7，通過數(shù)據(jù)開關(guān)輸入的數(shù)據(jù)由LD0LD7顯示。 圖1.1中算術(shù)邏輯運算功能發(fā)生器74LS18l（U3l、U32）的功能控制信號S3、S2、Sl、S0、CN、M并行相連后連至SJ2插座，實驗時通過6芯排線連至6位功能開關(guān)插座UJ2，以手動方式用二進制開關(guān)S3、S2、S1、S0、CN、M來模擬74LSl8l（U31、U32

3、）的功能控制信號S3、S2、S1、S0、CN、M；其它電平控制信號LDDRl、LDDR2、ALUB、SWB以手動方式用二進制開關(guān)LDDRl、LDDR2、ALUB、SWB來模擬，這幾個信號有自動和手動兩種方式產(chǎn)生，通過跳線器切換，其中ALUB、SWB為低電平有效，LDDRl、LDDR2為高電平有效。另有信號T4為脈沖信號，在手動方式下進行實驗時，只需將跳線器J23上T4與手動脈沖發(fā)生開關(guān)的輸出端SD相連，按動手動脈沖開關(guān)，即可獲得實驗所需的單脈沖。2、實驗接線本實驗用到4個主要模塊：（1）低8位運算器模塊（2）數(shù)據(jù)輸入并顯示模塊（3）數(shù)據(jù)總線顯示模塊（4）功能開關(guān)模塊（借用微地址輸入模塊）。根據(jù)

4、實驗原理詳細接線如下：（1）ALUBUS連EXJ3；（2）ALU01連BUSl；（3）SJ2連UJ2； （4）跳線器J23上T4連SD； （5）LDDRl、LDDR2、ALUB、SWB四個跳線器撥在左邊(手動方式)；（6）AR跳線器撥在左邊，同時開關(guān)AR撥在“1”電平。3、實驗步驟（1）連接線路，仔細查線無誤后，接通電源。（2）用二進制數(shù)碼開關(guān)KD0KD7向DRl和DR2寄存器置數(shù)。方法：關(guān)閉ALU4輸出三態(tài)門(ALUB=1)，開啟輸入三態(tài)門(SWB=0)，輸入脈沖T4按手動脈沖發(fā)生按鈕產(chǎn)生。設(shè)置數(shù)據(jù)開關(guān)具體操作步驟圖示如下：LDDR1=1LDDR2=0T4= 數(shù)據(jù)開關(guān)置數(shù)開輸入三態(tài)門數(shù)據(jù)存入

5、寄存器DR1ALUB=1SWB=0KD7KD000110101數(shù)據(jù)開關(guān)置數(shù)開輸入三態(tài)門數(shù)據(jù)存入寄存器DR2ALUB=1SWB=0LDDR1=0LDDR2=1T4= KD7KD001001000說明：LDDRl、LDDR2、ALUB、SWB四個信號電平由對應(yīng)的開關(guān)LDDRl、LDDR2、ALUB、SWB給出，撥在上面為“1”，撥在下面為“0”，電平值由對應(yīng)的顯示燈顯示，T4由手動脈沖開關(guān)給出。 （3）檢驗DRl和DR2中存入的數(shù)據(jù)是否正確，利用算術(shù)邏輯運算功能發(fā)生器74LSl 8l的邏輯功能進行驗算，即M=1。具體操作如下：關(guān)閉數(shù)據(jù)輸入三態(tài)門SWB=1，打開ALU輸出三態(tài)門ALUB=0，當置S3

6、、S2、S1、S0、M為11111時，總線指示燈顯示DR1中的數(shù)，而置成10101時總線指示燈顯示DR2中的數(shù)（4）驗證74LSl81的算術(shù)運算和邏輯運算功能（采用正邏輯）在給定DRl35、DR2=48的情況下，改變算術(shù)邏輯運算功能發(fā)生器的功能設(shè)置，觀察運算器的輸出，填入實驗報告表中，并和理論分析進行比較、驗證。三、實驗電路本實驗中使用的運算器數(shù)據(jù)通路如圖1.1所示。四、74LS181功能表實驗中用到的運算器74LS181功能表如表1.1所示。表1.1 運算器74LS181功能表（正邏輯）4位ALUS3 S2 S1 S0（算數(shù)運算）（邏輯運算）n=1無進位n=0有進位0 0 0 00 0 0

7、10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 1F=AF=A+BF=A+BF=減1F=A加（A*B）F=（A+B）加（A*B）F=A減B減1F=（A*B）減1F=A加A*BF=A加BF=（A+B）加A*BF=A*B減1F=A加AF=（A+B）加AF=（A+B）加AF=A減1F=A加1F=（A+B）加1F=（A+ B）加1F=0F=A加（A*B）加1F=(A+B)加(A* B)加1F=A減BF=（A*B）F=A加A*B加1F=A加B加1F=(A+

8、B)加A*B加1F=A*BF=A加A加1F=(A+B)加A加1F=(A+ B)加A加1F=AF= AF=（A+B）F= A*BF=0F= (A*B)F= BF=(AB)F=(A* B)F= A+BF= (AB)F=BF=A*BF=1F=A+BF=A+BF=A其中：“+”表示或運算；“*”表示與運算；“”表示異或運算圖1.1 運算器數(shù)據(jù)通路五、實驗數(shù)據(jù)1、實驗數(shù)據(jù)記錄加數(shù)1 DR1加數(shù)2DR2S3S2 S1S0M0（算術(shù)運算）M1（邏輯運算）Cn=1無進位Cn=0有進位3548000000010010001101000101011001111000100110101011110011011110

9、1111FF F FF F FFFF F F F F F F FF F F F F F F F F F F F F F F FFFFFFF F F F F F F F F F 加數(shù)1DR1加數(shù)2DR2S3S2 S1S0M0（算術(shù)運算）M1（邏輯運算）Cn=1無進位Cn=0有進位354800000001010101111011110011011111F（35）F（7D）F（B2）F（34）F（FF）F（6A）F（B2） F（34） F（36）F（7E）F（B3） F（35） F（00）F（6B） F（B3）F（35）F（CA）F（82）F（B7）F（35） F（00） F（FF）F（B7）F（3

10、5）2、 理論計算結(jié)果 六、思考題1、在向DR1和DR2寄存器置數(shù)時S3、S2、S1、S0、M、Cn如何設(shè)置？2、DR1置數(shù)完成后，如果不關(guān)閉控制端，LDDR1會怎樣？3為什么在讀取74LS181的輸出結(jié)果時要打開輸出三態(tài)門的控制端ALUB ？實驗二 帶進位控制8位算術(shù)邏輯運算實驗一、實驗?zāi)康?、驗證帶進位控制的算術(shù)邏輯運算發(fā)生器74LSl8l的功能。2、按指定數(shù)據(jù)完成幾種指定的算術(shù)運算。 二、實驗內(nèi)容1、實驗原理帶進位控制運算器的實驗原理如圖2.1所示，在實驗一的基礎(chǔ)上增加進位控制部分，其中高位74LS181（U31）的進位CN4通過門UN4E、UN2C、UN3B進入UN5B的輸入端D，其寫

11、入脈沖由T4和AR信號控制，T4是脈沖信號，在手動方式下進行實驗時，只需將跳線器J23上T4與手動脈沖發(fā)生開關(guān)的輸出端SD相連，按動手動脈沖開關(guān)，即可獲得實驗所需的單脈沖。AR是電平控制信號（低電平有效），可用于實現(xiàn)帶進位控制實驗。從圖中可以看出，AR必須為“0”電平，D型觸發(fā)器74LS74（UN5B）的時鐘端CLK才有脈沖信號輸入。才可以將本次運算的進位結(jié)果CY鎖存到進位鎖存器74LS74（UN5B）中。2、實驗接線實驗連線(1)(5)同實驗一，詳細如下：（1）ALUBUS連EXJ3；（2）ALUO1連BUSl；（3）SJ2連UJ2；（4）跳線器J23上T4連SD；（5）LDDRl、LDDR

12、2、ALUB、SWB四個跳線器撥在左邊（手動方式)；（6）AR、299B跳線器撥在左邊，同時開關(guān)AR撥在“0電平，開關(guān)299B撥在“1”電平；（7）J25跳線器撥在右邊。（8）總清開關(guān)撥在“1”電平。若總清開關(guān)撥在“0”電平，Cy清零。3、實驗步驟（1）仔細查線無誤后，接通電源。（2）用二進制數(shù)碼開關(guān)KDOKD7向DRl和DR2 寄存器置數(shù)。方法：關(guān)閉ALU輸出三態(tài)門ALUB=1，開啟輸入三態(tài)門SWB=0，輸入脈沖T4按手動脈沖發(fā)生按鈕產(chǎn)生。如果選擇參與操作的兩個數(shù)據(jù)分別為55H、AAH，將這兩個數(shù)存入DR1和DR2的具體操作步驟如下：LDDR1=1LDDR2=0T4= 數(shù)據(jù)開關(guān)置數(shù)開輸入三態(tài)

13、門數(shù)據(jù)存入寄存器DR1ALUB=1SWB=0KD7KD001010101LDDR1=0LDDR2=1T4= 數(shù)據(jù)開關(guān)置數(shù)開輸入三態(tài)門數(shù)據(jù)存入寄存器DR2ALUB=1SWB=0KD7KD010101010（3）開關(guān)ALUB=0，開啟輸出三態(tài)門，開關(guān)SWB=1，關(guān)閉輸入三態(tài)門，同時讓LDDR1=0，LDDR2=0。（4）如果原來有進位，CY=1，進位燈亮，但需要清零進位標志時，具體操作方法如下：u AR信號置為“0”電平，DRl寄存器中的數(shù)應(yīng)小于FF。u S3、S2、S1、S0、M的狀態(tài)置為0 0 0 0 0。u 按動手動脈沖發(fā)生開關(guān)，CY=0，即清進位標志。注：進位標志指示燈CY亮?xí)r，表示進位標

14、志為“1”，有進位；進位標志指示燈CY滅時，表示進位位為“0”，無進位。（5）驗證帶進位運算及進位鎖存功能 這里有兩種情況：l 進位標志已清零，即CY=0，進位燈滅。² 使開關(guān)CN=0，再來進行帶進位算術(shù)運算。例如步驟（2）參與運算的兩個數(shù)為55H和AAH，當S3、S2、S1、S0狀態(tài)為10010，此時輸出數(shù)據(jù)總線顯示燈上顯示的數(shù)據(jù)為DRl加DR2再加初始進位位“1” （因CN=0），相加的結(jié)果應(yīng)為ALU=00，并且產(chǎn)生進位，此時按動手動脈沖開關(guān)，則進位標志燈亮，表示有進位。² 使開關(guān)CN=1，當S3、S2、S1、S0狀態(tài)為10010，則相加的結(jié)累ALU=FF，并且不產(chǎn)生進

15、位。l 原來有進位，即CY=1，進位燈亮。此時不考慮CN的狀態(tài)，再來進行帶進位算術(shù)運算。同樣步驟（2）參與運算的兩個數(shù)為55H和AAH，當S3、S2、S1、S0、M狀態(tài)為10010，此時輸出數(shù)據(jù)總線顯示燈上顯示的數(shù)據(jù)為DRl加DR2再加當前進位標志CY，相加的結(jié)果同樣為ALU=00，并且產(chǎn)生進位，此時按動手動脈沖開關(guān)，則進位標志燈亮，表示有進位。三、實驗電路帶進位控制運算器的實驗原理電路如圖2.1所示。四、驗證兩種操作下帶進位的運算功能的實驗數(shù)據(jù)記錄 Cy=0 進位燈滅DR1DR2S3 S2 S1 S0M=0,CN=0(帶進位算術(shù)運算) 運算結(jié)果運算后進位狀態(tài)Cy理論計算結(jié)果8CH9FH0 0

16、 0 00 0 0 10 1 1 01 0 0 11 1 0 01 1 0 1 Cy=1 進位燈亮DR1DR2S3 S2 S1 S0M=0, Cy=1(帶進位算術(shù)運算) 運算結(jié)果運算后進位狀態(tài) Cy理論計算結(jié)果8CH9FH0 0 0 00 0 0 10 1 1 01 0 0 11 1 0 01 1 0 1五、思考題1、如何在進位運算操作前對進位標志清零？2、在進行進位運算操作時，在何種情況下要對進位標志清零？3、分析硬件電路說明在什么條件下，才能鎖存8位運算后的進位標志？圖2.1 帶進位控制運算器的數(shù)據(jù)通路實驗三 16位算術(shù)邏輯運算實驗一、實驗?zāi)康?、驗證算術(shù)邏輯運算功能發(fā)生器 74LS181

17、的16位運算組合功能。2、掌握16位運算器的數(shù)據(jù)傳送通路組成原理。3、按要求和給出的數(shù)據(jù)完成幾種指定的算術(shù)邏輯運算。二、實驗內(nèi)容1、實驗原理16位運算器數(shù)據(jù)通路如圖3.1所示，其中運算器由四片74LS181以并串形成16位字長的ALU構(gòu)成。低8位運算器的輸出經(jīng)過一個三態(tài)門74LS245（U33）到ALUO1插座，實驗時用8芯排線和內(nèi)部數(shù)據(jù)總線BUSD0D7插座BUS16中的任一個相連，低8位數(shù)據(jù)總線通過LZD0LZD7顯示燈顯示；高8位運算器的輸出經(jīng)過一個三態(tài)門74LS245（U33）到ALUO1插座，實驗時用8芯排線和高8位數(shù)據(jù)總線BUSD8D15插座KBUS1或KBUS2相連，高8位數(shù)據(jù)總

18、線通過LZD8LZD15顯示燈顯示；參與運算的四個數(shù)據(jù)輸入端分別由四個鎖存器74LS273（U29、U30、U29、U30）鎖存，實驗時四個鎖存器的輸入并聯(lián)后用8芯排線連至外部數(shù)據(jù)總線EXD0D7插座EXJ1EXJ3中的任一個；參與運算的數(shù)據(jù)源來自于8位數(shù)據(jù)開并KD0KD7，并經(jīng)過一三態(tài)門74LS245（U51）直接連至外部數(shù)據(jù)總線EXD0EXD7，輸入的數(shù)據(jù)通過LD0LD7顯示。2、實驗接線本實驗需用到6個主要模塊： 低8位運算器模塊； 數(shù)據(jù)輸入并顯示模塊； 數(shù)據(jù)總線顯示模塊； 功能開關(guān)模塊（借用微地址輸入模塊）； 高8位運算器模； 高8位（擴展）數(shù)據(jù)總線顯示模塊。根據(jù)實驗原理詳細接線如下（

19、接線同實驗一）： ALUBUS連EXJ3； ALUO1連BUS1； SJ2連UJ2； 跳線器J23上T4連SD； LDDR1、LDDR2、ALUB、SWB四個跳線器撥至左側(cè)（手動方式）； AR跳線器撥至左側(cè)，同時開關(guān)AR撥至“1”電平； ALUBUS 連EXJ2； ALUO1 連KBUS1； 跳線器J19、J25撥至左側(cè)（16位ALU狀態(tài)）； 高8位運算器區(qū)跳線器ZI2、CN0、CN4連上短路套。 ALUO1連KBUS1； 跳線器J19、J25撥至左側(cè)（16位ALU狀態(tài)）； 高8位運算器區(qū)跳線器ZI2、CN0、CN4連上短路套。圖3.1 16位運算器數(shù)據(jù)通路圖3、實驗步驟（1）連接線路，仔細查

20、線無誤后，接通電源。（2）用二進制數(shù)碼開關(guān)KD7KD0向DR1、DR2、DR3、DR4寄存器置數(shù)。方法：關(guān)閉ALU輸出三態(tài)門應(yīng)使ALUB=1（即開關(guān)ALUB=1），開啟輸入三態(tài)門應(yīng)使SWB=0（即開關(guān)SWB=0），選通哪一個寄存器用對應(yīng)開關(guān)LDDR1LDDR4（高電平有效），其中LDDR3、LDDR4開關(guān)在高8位運算器上部，輸入脈沖T4按手動脈沖發(fā)生按鈕。設(shè)置數(shù)據(jù)開關(guān)具體操作步驟圖示如下：KD7-D0=11111110數(shù)據(jù)開關(guān)置數(shù)ALUB=1SWB=0開輸入三態(tài)門LDDR1=1LDDR2=0數(shù)據(jù)存入寄存器DR1KD7-D0=00000010數(shù)據(jù)開關(guān)置數(shù)ALUB=1SWB=0開輸入三態(tài)門數(shù)據(jù)存入

21、寄存器DR2LDDR1=0LDDR2=1KD7-D0=00000001數(shù)據(jù)開關(guān)置數(shù)ALUB=1SWB=0開輸入三態(tài)門數(shù)據(jù)存入寄存器DR3KD7-D0=00000001數(shù)據(jù)開關(guān)置數(shù)ALUB=1SWB=0開輸入三態(tài)門數(shù)據(jù)存入寄存器DR4LDDR1=0LDDR2=0LDDR3=1LDDR4=0LDDR2=0LDDR3=0LDDR4=1LDDR1=0T4=T4=T4=T4=說明：LDDR1、LDDR2、ALUB、SWB、LDDR3、LDDR4六個信號電平由對應(yīng)的開關(guān)LDDR1、LDDR2、ALUB、SWB、LDDR3、LDDR4給出，撥至上面為“1”，撥至下面為“0”，電平值由對應(yīng)顯示燈顯示；T4由手

22、動脈沖開關(guān)給出。（3）驗證74LS181的16位算術(shù)運算和邏輯運算功能（采用正邏輯）。·開關(guān)SWB=1，關(guān)閉輸入三態(tài)門；·開關(guān)ALUB=0，打開輸出三態(tài)門；·LDDR1LDDR4四個開關(guān)全撥至“0”電平。說明：如果要實現(xiàn)16位帶進位控制算術(shù)邏輯運算，只需在實驗二的基礎(chǔ)上將開關(guān)AR=1置成AR=0即可。·根據(jù)表3.1所示內(nèi)容，置功能開關(guān)S3、S2、S1、S0、M、CN改變74LS181的算術(shù)運算和邏輯運算功能設(shè)置，觀察運算器輸出，將觀察結(jié)果填入表3.1中，并將理論計算結(jié)果寫入表3.2中，進行比較驗證。加數(shù)1高位 DR3加數(shù)1低位 DR1加數(shù)2高位 DR4加

23、數(shù)2低位 DR2S3 S2 S1 S0M0（算術(shù)運算）M1（邏輯運算）Cn=1無進位Cn=0有進位01FE 01020000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111FF F FF F FFFF F F F F F F FF F F F F F F F F F F F F F F FFFFFFF F F F F F F F F F 表3.1 實驗結(jié)果 加數(shù)1高位 DR3加數(shù)1低位 DR1加數(shù)2高位 DR4加數(shù)2低位 DR2S3 S2 S1 S0M0（算術(shù)運算）M1（邏輯運算）Cn=1無進位Cn=0有進位01 FE 0

24、10200000001010101111011110011011111F( 01FE )F( 01FE ) F( 02FA )F( 00FB ) F( 0101 )F( 03FC )F( 03FC ) F( 01FD ) F( 01FF )F( 01FF ) F( 02FB ) F( 00FC ) F( 0102 ) F( 03FD ) F( 03FD ) F( 01FE ) F(FE01 )F(FE01 )F(FEFD )F( 00FC )F( 0102 ) F( FFFF ) F( FFFF ) F( 01FE ) 表3.2 理論計算結(jié)果 注意：本實驗做完后，拔掉連線ALUBUS和ALUO

25、1，去掉短路套ZI2、CN0、CN4。三、設(shè)計內(nèi)容1、 若有兩個16位二進制數(shù) ：00FFH和2D5AH， 要求通過74LS181的運算，計算這兩數(shù)相與的結(jié)果。（1）實現(xiàn)的方法（2）實驗步驟（3）實驗結(jié)果（4）理論計算結(jié)果2、 若有兩個16位二進制數(shù) ：1234H和A987H， 要求通過74LS181的運算，計算這兩數(shù)之和。（1）實現(xiàn)的方法（2）實驗結(jié)果（3）理論計算結(jié)果3、若被減數(shù)為7C69H和減數(shù)為1234H， 要求通過74LS181的運算，計算這兩數(shù)之差。（1）實現(xiàn)的方法（2）實驗結(jié)果（3）兩數(shù)之差4、若被減數(shù)為1234 H和減數(shù)為7C69H， 要求通過74LS181的運算，計算這兩數(shù)之

26、差。和題4結(jié)果比較。（1）實驗步驟（2）實驗結(jié)果（3）實驗結(jié)果表示的是什么（4）比較題4和題3結(jié)果，并加以說明。實驗四 移位運算器實驗一、實驗?zāi)康尿炞C移位控制器的組合功能。二、實驗內(nèi)容1、實驗原理移位運算實驗原理如圖4.1所示。本實驗使用了一片74LS299（U34）作為移位發(fā)生器，其八位輸入輸出端引到8芯排座ALUO2，實驗時用8芯排線連至數(shù)據(jù)總線插座BUS4。299B信號由開關(guān)299B提供，控制其使能端，T4為其時鐘脈沖，手動方式實驗時將T4與手動脈發(fā)生器輸出端SD相連，即J23跳線器上T4連SD。由信號S0 、S1、 M控制其功能狀態(tài)，詳細見表4.1。圖4.1 移位運算實驗原理圖表4.1

27、 74LS299功能表2、實驗接線 ALUO2連BUS4； EXJ1連BUS3； SJ2連UJ2； 跳線器ALUB、299B、SWB撥至左側(cè)（手動位置），且開關(guān)ALUB撥至“1”電平，299B撥至“0”電平。 跳線器J23的T4連SD； 總清開關(guān)撥到“1”位置。3、實驗步驟 連接實驗線路，仔細查線無誤后接通電源。 置數(shù)，具體步驟如下： 移位，參照表4.1改變S0、 S1、 M、 299B 的狀態(tài)，按動手動脈沖開關(guān)以產(chǎn)生時鐘脈沖T4，觀察移位結(jié)果。KD7-D0=00110101數(shù)據(jù)開關(guān)置數(shù)SWB=0開輸入三態(tài)門S0=1S1=1數(shù)據(jù)置入移位寄存器SWB=1關(guān)輸入三態(tài)門T4=四、實驗數(shù)據(jù)記錄1、移位

28、寄存器初始數(shù)據(jù)為：35H第1次按動手動脈沖開關(guān)，移位寄存器數(shù)據(jù)為：第2次按動手動脈沖開關(guān)，移位寄存器數(shù)據(jù)為：第3次按動手動脈沖開關(guān)，移位寄存器數(shù)據(jù)為：第4次按動手動脈沖開關(guān)，移位寄存器數(shù)據(jù)為：2、實驗結(jié)果記錄表置入移位寄存器數(shù)據(jù)進位Cy299B S1 S0 M 移位操作移位后結(jié)果理論計算結(jié)果 9AH00 0 1 0100 0 1 1100 1 0 0100 1 0 11五、思考題若移位寄存器存放一個8位數(shù)，通過怎樣的移位運算后可使移位寄存器存放的數(shù)據(jù)保持不變？實驗五 存儲器實驗一、實驗?zāi)康恼莆侦o態(tài)隨機存取存儲器RAM工作特性及數(shù)據(jù)的讀寫方法。二、實驗內(nèi)容1、實驗原理主存儲器單元電路主要用于存放

29、實驗機的機器指令，如圖5.1所示，它的數(shù)據(jù)總線連到外部數(shù)據(jù)總線EXD0EXD7上；它的地址總線由地址寄存器單元電路中的地址寄存器74LS273（U37）給出，地址值由8個LED燈LAD0LAD7顯示，高電平點亮，低電平熄滅；在手動方式下，輸入數(shù)據(jù)由8位數(shù)據(jù)開關(guān)KD0KD7提供，并經(jīng)一三態(tài)門74LS245（U51）連至外部數(shù)據(jù)總線EXD0EXD7，實驗時將外部數(shù)據(jù)總線EXD0EXD7用8芯排線連到內(nèi)部數(shù)據(jù)總線BUSD0BUSD7，分時給出地址和數(shù)據(jù)。它的讀信號直接接地；它的寫信號和片選信號由寫入方式確定。該存儲器中機器指令的讀寫分手動和自動兩種方式。手動方式下，寫信號由W/R提供，片選信號由CE

30、提供；自動方式下，寫信號由控制CPU的P1.2提供，片選信號由控制CPU的P1.1提供。由于地址寄存器為8位，故接入6264的地址為A0A7，而高4位A8A12接地，所以其實際使用容量為256字節(jié)。6264有四個控制線：CS1為第一片選線、CS2為第二片選線、OE讀出使能線及WE寫使能線。其功能如表5.1所示。CS1片選線由CE控制（對應(yīng)開關(guān)CE）、OE讀出使能線直接接地、WE寫使能線由W/R控制（對應(yīng)開關(guān)WE）、CS2直接接+5V。圖5.1中信號線LDAR由開關(guān)LDAR提供，手動方式實驗時，跳線器LDAR撥至左側(cè)，脈沖信號T3由實驗機上時序電路模塊TS3提供，實驗時只需將J22跳線器連上即可

31、，T3的脈沖寬度可調(diào)。2、實驗接線 總清開關(guān)撥到“1”位置。MBUS連BUS2；EXJ1連BUS3；跳線器J22的T3連TS3；跳線器J16的SP連H23；跳線器SWB、CE、WE、LDAR撥至左側(cè)（手動位置）。圖5.1 主存儲器單元電路表5.1 6264功能表工作方式I/O輸入DIDO/OE/WE/CS1非選擇XHIGH-ZXXH讀出HIGH-ZDOLHL寫入DIHIGH-ZHLL寫入DIHIGH-ZLLL選擇XHIGH-ZHHL3、實驗步驟 連接實驗線路，仔細查線無誤后接通電源。 形成時鐘脈沖信號T3。方法如下：在時序電路模塊中有兩個二進制開關(guān)“運行控制”和“運行方式”。將“運行控制”開關(guān)

32、置為“運行”狀態(tài)、“運行方式”開關(guān)置為“連續(xù)”狀態(tài)時，按動“運行啟動”開關(guān)，則T3有連續(xù)的方波信號輸出，此時調(diào)節(jié)電位器W1，用示波器觀察，使T3輸出實驗要求的脈沖信號；本實驗中“運行方式”開關(guān)置為“單步”狀態(tài)，每按動一次“啟動運行”開關(guān)，則T3輸出一個正單脈沖，其脈沖寬度與連續(xù)方式相同。 向存儲器的00地址單元中寫入數(shù)據(jù)11，具體操作步驟如下：SWB=0CE=1LDAR=1T3= 數(shù)據(jù)開關(guān)置數(shù)開輸入三態(tài)門數(shù)據(jù)置入地址寄存器CE=1SWB=0SWB=1KD7D0=00000000LDAR=0SWB=00SWB=0CE=0WE=1LDAR=0T3= 數(shù)據(jù)開關(guān)置數(shù)開輸入三態(tài)門數(shù)據(jù)置入存儲器RAMSWB=1KD7D0=00010001如果要對其它地址單元寫入內(nèi)容，方法同上，只是輸入的地址和內(nèi)容不同。 讀出剛才寫入00地址單元的內(nèi)容，觀察內(nèi)容是否與寫入的一致。具體操作步驟如下：SWB=0CE=1LDAR=1T3= 數(shù)據(jù)開關(guān)置數(shù)開輸入三態(tài)門數(shù)據(jù)置入地址寄存器CE=1SWB=0SWB=1KD7D0=00000000SWB=1CE=0LDAR=0WE=0 數(shù)據(jù)從存儲器讀出三、實驗數(shù)據(jù)記錄1、根據(jù)存儲器的讀寫原理，填寫下表?？刂菩盘枌懙刂?寫內(nèi)容 讀內(nèi)容SWB開關(guān)LDAR 開關(guān)CE 開關(guān) WE開關(guān) 2、記錄向存儲器寫入數(shù)據(jù)的