計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)(存儲(chǔ)器).ppt

1、計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn),西工大軟微學(xué)院 李易,計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)課注意事項(xiàng),實(shí)驗(yàn)箱電源由桌上的電源插板供電，可能會(huì)有相鄰的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)箱共用電源插板的情況。請(qǐng)勿亂拔電源插板上的電源線。為了安全起見(jiàn)，實(shí)驗(yàn)完成后需關(guān)閉電源插板。 本實(shí)驗(yàn)室空開(kāi)電流余量較小，為了確保空開(kāi)不跳閘，保證正常的實(shí)驗(yàn)完成，實(shí)驗(yàn)后請(qǐng)關(guān)閉電腦顯示器和電源插板的電源。 實(shí)驗(yàn)成績(jī)按百分制給。 實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)當(dāng)堂寫當(dāng)堂交，過(guò)后實(shí)驗(yàn)成績(jī)?yōu)?。,問(wèn)題,從計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的角度來(lái)看，計(jì)算機(jī)是由哪幾部分組成的？ 運(yùn)算器是由哪些部件組成的？ CPU是由哪幾部分組成的？,解答,從計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的角度來(lái)看，計(jì)算機(jī)是由運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、控制器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備組成

2、。 運(yùn)算器是由算術(shù)邏輯部件（ALU）和若干通用寄存器組成。 運(yùn)算器和控制器合在一起稱為CPU。,引言,本實(shí)驗(yàn)課的目的 加強(qiáng)、加深學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基本原理的概念和認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力。 本實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容 部件實(shí)驗(yàn)：存儲(chǔ)器、運(yùn)算器、微控制器實(shí)驗(yàn)。 整機(jī)實(shí)驗(yàn)：基本模型機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。,引言,本實(shí)驗(yàn)課的注意事項(xiàng)： （1）嚴(yán)禁用手摸實(shí)驗(yàn)箱上的芯片。 （2）嚴(yán)禁帶電插拔接線。 （3）弄清實(shí)驗(yàn)原理。 （4）仔細(xì)檢查硬件接線，要求每次實(shí)驗(yàn)同組互檢，以免接線錯(cuò)誤燒毀設(shè)備。 （5）接線時(shí)注意排線的方向性，排線方向用顏色加以區(qū)分，仔細(xì)檢查接線是否牢靠。 （6）每組一包線，每次實(shí)驗(yàn)時(shí)用多少拿多少，實(shí)驗(yàn)用完后放回

3、塑料袋中。 （7）注意實(shí)驗(yàn)箱上跳線器的起始位置，不用的跳線器放在計(jì)算機(jī)桌的臺(tái)板上，實(shí)驗(yàn)完成后將跳線器復(fù)位。 （8）實(shí)驗(yàn)箱電源關(guān)閉后，不能立即開(kāi)啟，關(guān)閉與開(kāi)啟間至少應(yīng)為30秒間隔。,引言,本實(shí)驗(yàn)課的要求： （1）要求每個(gè)學(xué)生每次按時(shí)到課，最后實(shí)驗(yàn)成績(jī)與每次實(shí)驗(yàn)成績(jī)掛鉤。 （2）老師在課堂講解時(shí)嚴(yán)禁說(shuō)話、討論。 （3）實(shí)驗(yàn)前只將本次實(shí)驗(yàn)需要的排線拿出，實(shí)驗(yàn)完成后將排線放回塑料袋中。 （4）注意實(shí)驗(yàn)箱上跳線器的初始位置，實(shí)驗(yàn)完成后將跳線器復(fù)位。 （5）要求每個(gè)實(shí)驗(yàn)前學(xué)生都能提前預(yù)習(xí)。 （6）實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)當(dāng)堂完成當(dāng)堂交。 （7）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后關(guān)閉電源排插和電腦顯示器的電源。,引言,教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)簡(jiǎn)介： 本教學(xué)

4、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采用部件單元式結(jié)構(gòu)，主要部件單元見(jiàn)實(shí)驗(yàn)箱。 教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)特性： 1.若控制信號(hào)的跳線器跳左邊，表示手動(dòng)給信號(hào)，跳右邊 表示控制信號(hào)自動(dòng)產(chǎn)生。 2.實(shí)驗(yàn)箱正邏輯設(shè)計(jì)，指示燈亮表示1，指示燈滅表示0。 3.總清可清地址，需撥010。 4.做所有實(shí)驗(yàn)，總清不能撥在0位置，否則地址總線總為00000000H，總清總應(yīng)拔在上面1的位置。,引言,教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)出廠默認(rèn)跳線： J1J12 跳左邊 J13J16 跳右邊 J17 、J28空 J18 、J19、J23、J24、J25 跳左邊 J20、J21、J22、J26、J27接上跳線 編程開(kāi)關(guān)，拔在“運(yùn)行”狀態(tài) ； 運(yùn)行程序開(kāi)關(guān)，拔在“運(yùn)行”狀態(tài)； 運(yùn)

5、行方式開(kāi)關(guān)，拔在“單步”狀態(tài)； SWC，SWA，總清，拔在上面。,引言,軟件簡(jiǎn)單介紹 該教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)使用串行通訊電纜通過(guò)RS-232串口與微機(jī)相連。 （1）將桌面上的白色串口線接至實(shí)驗(yàn)箱面板最右邊中間的串行通信口上。 （2）點(diǎn)擊桌面上的ZCYL.exe。 （3）打開(kāi)實(shí)驗(yàn)箱右側(cè)電源開(kāi)關(guān)。 （4）按實(shí)驗(yàn)箱上的紅色復(fù)位按鈕。 （5）點(diǎn)擊軟件上的聯(lián)接圖標(biāo)，無(wú)Error錯(cuò)誤框彈 出，即表示實(shí)驗(yàn)箱已和計(jì)算機(jī)聯(lián)通，計(jì)算機(jī)和實(shí)驗(yàn)箱可以開(kāi)始通信了。,引言,若計(jì)算機(jī)與實(shí)驗(yàn)箱無(wú)法通信，則按下面步驟進(jìn)行排查： （1）檢查串行通訊電纜是否與微機(jī)可靠連接。 （2）檢查通訊電纜是否正確連接在實(shí)驗(yàn)箱上的串行通信口上。 （3）

6、檢查是否將應(yīng)用軟件ZCYL.exe打開(kāi)多次。,實(shí)驗(yàn)前知識(shí),芯片,實(shí)驗(yàn)一 存儲(chǔ)器實(shí)驗(yàn),RAM，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器。主存儲(chǔ)器簡(jiǎn)稱主存，由RAM和ROM構(gòu)成，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主要存儲(chǔ)器，用來(lái)存放計(jì)算機(jī)運(yùn)行期間的大量程序和數(shù)據(jù)。 思考：電源關(guān)閉再開(kāi)啟后，主存儲(chǔ)器RAM中的數(shù)據(jù)是否會(huì)改變？ 存儲(chǔ)器包括存儲(chǔ)單元地址和存儲(chǔ)單元地址中的數(shù)據(jù)，本實(shí)驗(yàn)箱用的是8位存儲(chǔ)單元。,0,1,0,1,0,0,1,1,15H,53H,實(shí)驗(yàn)一 存儲(chǔ)器實(shí)驗(yàn),對(duì)隨機(jī)存儲(chǔ)器的操作有寫操作和讀操作。 CPU對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀/寫操作，首先由地址總線給出地址信號(hào)，然后要發(fā)出讀操作或?qū)懖僮鞯目刂菩盘?hào)，最后在數(shù)據(jù)總線上進(jìn)行信息交流。因此，存儲(chǔ)器同CP

7、U連接時(shí)，要完成地址線的連接、數(shù)據(jù)線的連接和控制線的連接。,實(shí)驗(yàn)一 存儲(chǔ)器實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM工作特性及數(shù)據(jù)的讀寫方法 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 先往不同的存儲(chǔ)單元中寫入數(shù)據(jù)，然后再分別讀出這些存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)，看是否是先前寫入的數(shù)據(jù)。,實(shí)驗(yàn)一 存儲(chǔ)器實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)原理圖,三態(tài)門,地址寄存器,主存儲(chǔ)器,實(shí)驗(yàn)一 存儲(chǔ)器實(shí)驗(yàn),U51 74LS245 三態(tài)門 SW-B 門控信號(hào)，低有效 U37 74LS273 地址寄存器 LDAR 地址寄存器門控信號(hào)，高有效 T3 正向脈沖時(shí)，可鎖存地址 U52 6264 主存儲(chǔ)器單元 WE 讀寫信號(hào) CE 存儲(chǔ)器片選信號(hào)，低有效 T3正向脈沖時(shí)，可將數(shù)據(jù)寫入到當(dāng)前的地

8、址單元中,實(shí)驗(yàn)一 存儲(chǔ)器實(shí)驗(yàn),本次實(shí)驗(yàn)所需用線 兩根8芯接線，無(wú)需動(dòng)跳線器。,實(shí)驗(yàn)一 存儲(chǔ)器實(shí)驗(yàn),教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)出廠默認(rèn)跳線： J1J12 跳左邊 J13J16 跳右邊 J17 、J28空 J18 、J19、J23、J24、J25 跳左邊 J20、J21、J22、J26、J27接上跳線 編程開(kāi)關(guān)，拔在“運(yùn)行”狀態(tài) ； 運(yùn)行程序開(kāi)關(guān)，拔在“運(yùn)行”狀態(tài)； 運(yùn)行方式開(kāi)關(guān)，拔在“單步”狀態(tài)； SWC，SWA 總清，拔在上面。,實(shí)驗(yàn)一 存儲(chǔ)器實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)接線 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撥在左邊（手

9、動(dòng)位置）。,實(shí)驗(yàn)一 存儲(chǔ)器實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)步驟 給存儲(chǔ)器的00地址單元中寫入數(shù)據(jù)11 一寫存儲(chǔ)器 .寫地址： 關(guān)掉存儲(chǔ)器的片選（CE=1），打開(kāi)地址鎖存器門控信號(hào)（LDAR=1），打開(kāi)數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)三態(tài)門（SW-B=0），由開(kāi)關(guān)給出要寫入的存儲(chǔ)單元地址，T3產(chǎn)生一正向脈沖將地址打入到地址鎖存器中。此時(shí)總線地址顯示燈應(yīng)顯示開(kāi)關(guān)輸入的數(shù)。 2. 寫數(shù)據(jù)： 關(guān)掉地址鎖存器門控信號(hào)（LDAR=0），打開(kāi)存儲(chǔ)器的片選（CE=0），使之處于寫狀態(tài)（WE=1），由開(kāi)關(guān)給出此單元要寫入的數(shù)據(jù)，T3給一正向脈沖將數(shù)據(jù)寫入到當(dāng)前的地址單元中。此時(shí)總線數(shù)據(jù)顯示燈應(yīng)顯示開(kāi)關(guān)輸入的數(shù)。,實(shí)驗(yàn)一 存儲(chǔ)器實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)一 存儲(chǔ)器實(shí)驗(yàn),一讀

10、存儲(chǔ)器 .寫地址： 關(guān)掉存儲(chǔ)器的片選（CE=1），打開(kāi)地址鎖存器門控信號(hào)（LDAR=1），打開(kāi)數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)三態(tài)門（SW-B=0），由開(kāi)關(guān)給出要寫入的存儲(chǔ)單元地址，T3產(chǎn)生一正向脈沖將地址打入到地址鎖存器中。（同寫存儲(chǔ)器）此時(shí)總線地址顯示燈應(yīng)顯示開(kāi)關(guān)輸入的數(shù)。 2. 讀存儲(chǔ)器： 關(guān)掉地址鎖存器門控信號(hào)（LDAR=0），關(guān)掉數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)三態(tài)門（SW-B=1），打開(kāi)存儲(chǔ)器的片選（CE=0），使之處于讀狀態(tài)（WE=0），此時(shí)數(shù)據(jù)總線上顯示的數(shù)據(jù)即為存儲(chǔ)器當(dāng)前地址中讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容?？偩€數(shù)據(jù)顯示燈應(yīng)顯示開(kāi)關(guān)輸入的數(shù)。,實(shí)驗(yàn)一 存儲(chǔ)器實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)一 存儲(chǔ)器實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 1. 實(shí)驗(yàn)初始狀態(tài)： “運(yùn)行控制”開(kāi)關(guān)置為

11、“運(yùn)行”狀態(tài)，“運(yùn)行方式”開(kāi)關(guān)置為“單步”狀態(tài)。W1和W2旋鈕應(yīng)旋至中間位置。 2.3脈沖的產(chǎn)生： 每按動(dòng)一次“啟動(dòng)運(yùn)行”開(kāi)關(guān)，T3輸出一個(gè)正單脈沖。 3. 所有控制信號(hào)的跳線接至左邊手動(dòng)方式。 4. 總清開(kāi)關(guān)（LCLR）應(yīng)為“1”，不能為“0”，為“0”時(shí)，地址總線上的數(shù)據(jù)永遠(yuǎn)為00H。,實(shí)驗(yàn)一 存儲(chǔ)器實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)要求 .往存儲(chǔ)器的任意兩個(gè)存儲(chǔ)單元（你可自由設(shè)定，應(yīng)為16進(jìn)制數(shù)）中寫入相應(yīng)的數(shù)據(jù)（你也可自由設(shè)定，應(yīng)為16進(jìn)制數(shù)） 。 .讀出你剛才設(shè)定的那兩個(gè)存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)，檢驗(yàn)是否是你在實(shí)驗(yàn)1中所寫入的數(shù)據(jù)。 實(shí)驗(yàn)拓展內(nèi)容 試著將乘法口訣表中的3*1=3、3*2=6、3*3=9、3*4=12、3*5=15、3*6=18、3*7=21、3*8=24 、3*9=27寫入到存儲(chǔ)器中，然后檢驗(yàn)之。,實(shí)驗(yàn)一 存儲(chǔ)器實(shí)驗(yàn),教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)出廠默認(rèn)跳線： J1J12 跳左邊 J13J16 跳右邊 J17 、J28空 J18 、J19、J23、J