雙端口存儲(chǔ)器原理實(shí)驗(yàn)

1、華中科技大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱 雙端口存儲(chǔ)器原理實(shí)驗(yàn) 成績(jī) 實(shí)驗(yàn)日期 第 2 次試驗(yàn) 指導(dǎo)老師 陳國(guó)平 專業(yè) 計(jì)科 班號(hào) 組別 學(xué)生姓名 同組學(xué)生 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解雙端口靜態(tài)存儲(chǔ)器IDT7132的工作特性及其使用方法2. 了解半導(dǎo)體存儲(chǔ)器怎樣存儲(chǔ)和讀取數(shù)據(jù)。3. 了解雙端口存儲(chǔ)器怎樣并行讀寫(xiě)，并分析沖突產(chǎn)生的情況。二、實(shí)驗(yàn)電路圖3.2示出了雙端口存儲(chǔ)器的實(shí)驗(yàn)電路圖。這里使用一片IDT7132（20488位），兩個(gè)端口的地址輸入A8A10引腳接地，因此實(shí)際使用的存儲(chǔ)容量為256字節(jié)。左端口的數(shù)據(jù)輸出接數(shù)據(jù)總線DBUS，右端口的數(shù)據(jù)輸出端接指令總線IBUS。IDT7132有六個(gè)控制引腳：CEL

2、#、LR/W#、OEL#、CER#、RR/W#、OER#。CEL#、LR/W#、OEL#控制左端口讀、寫(xiě)操作；CER#、RR/W#、OER#控制右端口的讀寫(xiě)操作。CEL#為左端口選擇引腳，低電平有效；當(dāng)CEL#1時(shí)，禁止對(duì)左端口的讀、寫(xiě)操作。LR/W#控制對(duì)左端口的讀寫(xiě)。當(dāng)LR/W#=1時(shí)，左端口進(jìn)行讀操作；LR/W#0時(shí)，左端口進(jìn)行寫(xiě)操作。OEL#的作用等同于三態(tài)門(mén)，當(dāng)OEL#0時(shí)，允許左端口讀出的數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)總線DBUS上；當(dāng)OEL#1時(shí)，禁止左端口的數(shù)據(jù)放到DBUS。因此，為便于理解，在以后的實(shí)驗(yàn)中，我們將OEL#引腳稱為RAM_BUS#?？刂朴叶丝诘娜齻€(gè)引腳與左端口的三個(gè)完全類似，這里

3、不再贅述。有兩點(diǎn)需要說(shuō)明：（1） 右端口讀出的數(shù)據(jù)（更確切的說(shuō)法是指令）放到指令總線IBUS上而不是數(shù)據(jù)總線DBUS，然后送到指令寄存器IR。（2） 所有數(shù)據(jù)/指令的寫(xiě)入都使用左端口，右端口作為指令端口，不需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的寫(xiě)入，因此我們將右端口處理成一個(gè)只讀端口，已將RR/W#固定接高電平，OER#固定接地。這兩點(diǎn)請(qǐng)同學(xué)好好理解。存儲(chǔ)器左端口的地址寄存器AR和右端口的地址寄存器PC都使用2片74LS163，具有地址遞增的功能。同時(shí)，PC在以后的實(shí)驗(yàn)當(dāng)中也起到程序計(jì)數(shù)器的作用。左右端口的數(shù)據(jù)和左右端口的地址都有特定的顯示燈顯示。存儲(chǔ)器地址和寫(xiě)入數(shù)據(jù)都由實(shí)驗(yàn)臺(tái)操作板上的二進(jìn)制開(kāi)關(guān)分時(shí)給出。當(dāng)LDAR

4、#0時(shí)，AR在T2時(shí)從DBUS接收來(lái)自SW7SW0的地址；當(dāng)AR11時(shí)，在T2存儲(chǔ)器地址加1。LDAR#和AR1不能同時(shí)有效。在下一個(gè)時(shí)鐘周期，令CEL#0，LR/W#0，則在T2的上升沿開(kāi)始進(jìn)行寫(xiě)操作，將SW7SW07設(shè)置的數(shù)據(jù)經(jīng)DBUS寫(xiě)入存儲(chǔ)器。三、實(shí)驗(yàn)任務(wù)1. 按圖3.2所示，將有關(guān)控制信號(hào)和二進(jìn)制開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)接好，仔細(xì)復(fù)查一遍，然后接通電源。2. 將二進(jìn)制數(shù)碼開(kāi)關(guān)SW7SW0（SW0為最低位）設(shè)置為00H，將其作為存儲(chǔ)器地址置入AR；然后將二進(jìn)制開(kāi)關(guān)的00H作為數(shù)據(jù)寫(xiě)入RAM中。用這個(gè)方法，向存儲(chǔ)器的10H、20H、30H、40H單元依次寫(xiě)入10H、20H、30H和40H。3. 使用存儲(chǔ)

5、器的左端口，依次將第2步存入的5個(gè)數(shù)據(jù)讀出，觀察各單元中存入的數(shù)據(jù)是否正確。記錄數(shù)據(jù)。注意：禁止兩個(gè)或兩個(gè)以上的數(shù)據(jù)源同時(shí)向數(shù)據(jù)總線上發(fā)送數(shù)據(jù)！在本實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀出操作時(shí)，務(wù)必將SW_BUS#的三態(tài)門(mén)關(guān)閉。而當(dāng)向AR送入數(shù)據(jù)時(shí)，雙端口存儲(chǔ)器也不能被選中。4. 通過(guò)存儲(chǔ)器的右端口，將第2步存入的5個(gè)數(shù)據(jù)讀出，觀察結(jié)果是否與第3步結(jié)果相同。記錄數(shù)據(jù)。5. 雙端口存儲(chǔ)器的并行讀寫(xiě)和訪問(wèn)沖突。將CEL#、CER#同時(shí)置為0，使存儲(chǔ)器的左右端口同時(shí)被選中。當(dāng)AR和PC的地址不相同時(shí)，沒(méi)有訪問(wèn)沖突；地址相同時(shí)，由于都是讀操作，也不會(huì)沖突。如果左右端口地址相同，且一個(gè)進(jìn)行讀操作，一個(gè)進(jìn)行寫(xiě)操作，就會(huì)

6、發(fā)生沖突。檢測(cè)沖突的方法：觀察兩個(gè)端口的“忙”信號(hào)輸出指示燈BUSYL#和BUSYR#。BUSYL#/BUSYR#燈亮（為0）時(shí)，不一定發(fā)生沖突，但發(fā)生沖突時(shí)，BUSYL#/BUSYR#必定亮。 四、實(shí)驗(yàn)要求1. 做好實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，掌握IDT7132雙端口存儲(chǔ)器的功能特性和使用方法。2. 寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，內(nèi)容是：(1) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?2) 實(shí)驗(yàn)任務(wù)3的數(shù)據(jù)表格。(3) 實(shí)驗(yàn)任務(wù)4的數(shù)據(jù)表格。(4) 實(shí)驗(yàn)任務(wù)5的檢測(cè)結(jié)果。五、實(shí)驗(yàn)步驟 1. 置DP=1,DB=0,編程開(kāi)關(guān)撥到正常位置。 按電路圖要求,將有關(guān)控制信號(hào)和二進(jìn)制開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)接好,反復(fù)檢查后,接通電源。數(shù)據(jù)通路LDAR#LDPC#CEL#LR/W#

7、RAM_BUS#CER#SW_BUS#電平開(kāi)關(guān)K0K1K2K3K4K5K6AR+1 和 PC+1 兩個(gè)信號(hào)接地.3. 將二進(jìn)制數(shù)碼開(kāi)關(guān)SW7-SW0(SW0為最低位)設(shè)置為00H,將其作為存儲(chǔ)器地址置入AR;然后將二進(jìn)制開(kāi)關(guān)的00H作為數(shù)據(jù)寫(xiě)入RAM中.用這個(gè)方法,向存儲(chǔ)器的10H,20H,30H,40H單元依次寫(xiě)入10H,20H,30H,40H.任務(wù):將00H,10H,20H,30H,40H分別寫(xiě)入存儲(chǔ)器單元00H,10H,20H,30H,40H.(1) 令K0(LDAR#)=0, K2(CEL#)=1, K4(RAM_BUS#)=1, K5(CER#)=1, K6(SW_BUS#)=0.數(shù)

8、據(jù)通路LDAR#LDPC#CEL#LR/W#RAM_BUS#CER#SW_BUS#電平開(kāi)關(guān)K0K1K2K3K4K5K6狀態(tài)01110 置SW7-SW0=00H,SW7SW6SW5SW4SW3SW2SW1SW000000000按QD按鈕,將00H打入地址寄存器AR.(2) 令K0(LDAR#)=1, K2(CEL#)=0, K3(LR/W#)=0, K4(RAM_BUS#)=1, K5(CER#)=1, K6(SW_BUS#)=0.數(shù)據(jù)通路LDAR#LDPC#CEL#LR/W#RAM_BUS#CER#SW_BUS#電平開(kāi)關(guān)K0K1K2K3K4K5K6狀態(tài)100110 置SW7-SW0=00H,S

9、W7SW6SW5SW4SW3SW2SW1SW000000000按QD按鈕,將00H寫(xiě)入存儲(chǔ)器00H單元.(3) 重復(fù)1和2,只是改變SW7-SW0分別為10H,20H,30H,40H,分別將10H,20H,30H,40H 寫(xiě)入存儲(chǔ)器單元10H,20H,30H,40H. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表：存儲(chǔ)單元地址存儲(chǔ)單元數(shù)據(jù)/指令00H00H10H10H20H20H30H30H40H40H3.使用存儲(chǔ)器的左端口,依次將第2步存入的5個(gè)數(shù)據(jù)讀出,觀察各單元中存入的數(shù)據(jù)是否正確.記錄數(shù)據(jù)。（注意:禁止兩個(gè)或兩個(gè)以上的數(shù)據(jù)源同時(shí)向數(shù)據(jù)總線上發(fā)送數(shù)據(jù)!在本實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀出操作時(shí),務(wù)必將SW_BUS#的三態(tài)門(mén)關(guān)

10、閉.而當(dāng)向AR送入數(shù)據(jù)時(shí),雙端口存儲(chǔ)器也不能被選中.）任務(wù):從左端口讀出存儲(chǔ)器00H,10H,20H,30H,40H的內(nèi)容.(1) 令K0(LDAR#)=0, K2(CEL#)=1, K4(RAM_BUS#)=1, K5(CER#)=1, K6(SW_BUS#)=0.數(shù)據(jù)通路LDAR#LDPC#CEL#LR/W#RAM_BUS#CER#SW_BUS#電平開(kāi)關(guān)K0K1K2K3K4K5K6狀態(tài)01110 置SW7-SW0=00H,SW7SW6SW5SW4SW3SW2SW1SW000000000按QD按鈕,將00H打入地址寄存器AR.(2) 先令 K6(SW_BUS#)=1,再令 K2(CEL#)=

11、0, K3(LR/W#)=1, K4(RAM_BUS#)=0, K5(CER#)=1,則在數(shù)據(jù)總線DBUS上顯示出存儲(chǔ)器單元00H的內(nèi)容00H。(3) 重復(fù)1和2的方法,只是改變1中SW7-SW0的值分別為10H,20H,30H,40H,則可在數(shù)據(jù)總線DBUS上觀察到存儲(chǔ)器單元10H,20H,30H,40H的內(nèi)容分別為10H,20H,30H,40H.實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄表1：存儲(chǔ)單元地址存儲(chǔ)單元數(shù)據(jù)/指令DBUS顯示結(jié)果00H00H0000000010H10H0001000020H20H0010000030H30H0011000040H40H010000004.通過(guò)存儲(chǔ)器的右端口,將第2步存入的5個(gè)數(shù)

12、據(jù)讀出,觀察結(jié)果是否與第3步結(jié)果相同.記錄數(shù)據(jù)。任務(wù):從右端口讀出存儲(chǔ)器00H,10H,20H,30H,40H的內(nèi)容.(1) 令K1(LDPC#)=0, K2(CEL#)=1, K4(RAM_BUS#)=1, K5(CER#)=1, K6(SW_BUS#)=0.數(shù)據(jù)通路LDAR#LDPC#CEL#LR/W#RAM_BUS#CER#SW_BUS#電平開(kāi)關(guān)K0K1K2K3K4K5K6狀態(tài)01110 置SW7-SW0=00H,SW7SW6SW5SW4SW3SW2SW1SW000000000按QD按鈕,將00H打入PC.(2) 令 K6(SW_BUS#)=1, K2(CEL#)=1, K5(CER#)

13、=1,則在指令總線IBUS上顯示出存儲(chǔ)器單元00H的內(nèi)容00H.(3) 重復(fù)1和2的方法,只是改變1中SW7-SW0的值分別為10H,20H,30H,40H,則可在指令總線IBUS上觀察到存儲(chǔ)器單元10H,20H,30H,40H的內(nèi)容分別為10H,20H,30H,40H.實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄表2：存儲(chǔ)單元地址存儲(chǔ)單元數(shù)據(jù)/指令I(lǐng)BUS顯示結(jié)果00H00H0000000010H10H0001000020H20H0010000030H30H0011000040H40H010000005.雙端口存儲(chǔ)器的并行讀寫(xiě)和訪問(wèn)沖突。(1) 令K0(LDAR#)=0, K1(LDPC#)=0, K2(CEL#)=1,

14、K4(RAM_BUS#)=1, K5(CER#)=1,K6(SW_BUS#)=0.數(shù)據(jù)通路LDAR#LDPC#CEL#LR/W#RAM_BUS#CER#SW_BUS#電平開(kāi)關(guān)K0K1K2K3K4K5K6狀態(tài)001110置SW7-SW0=30H,SW7SW6SW5SW4SW3SW2SW1SW000110000按QD按鈕,將30H打入地址寄存器AR和程序計(jì)數(shù)器PC.(2) 置K6(SW_BUS#)=1, K3(LR/W#)=1, K4(RAM_BUS#)=0.先令K5(CER#)=0, K2(CEL#)=1,這時(shí)BUSYL#指令燈不亮.令K2(CEL#)=0,這時(shí)BUSYL#指令燈亮,表示左端口在

15、右端口之后和右端口同時(shí)對(duì)同一個(gè)地址讀,數(shù)據(jù)總線DBUS顯示30H,指令總線IBUS也顯示30H.再令K2(CEL#)=1,BUSYL#指示燈恢復(fù)不亮.(3) 置K6(SW_BUS#)=1, K3(LR/W#)=1, K4(RAM_BUS#)=0.先令K2(CEL#)=0, K5(CER#)=1,這時(shí)BUSYR#指示燈不亮.令K5(CER#)=0,這時(shí)BUSYR#指示燈亮,表示右端口在左端口之后和左端口同時(shí)對(duì)同一個(gè)地址讀,數(shù)據(jù)總線DBUS顯示30H,指令總線IBUS也顯示30H.再令K5(CER#)=1, BUSYR#指示燈恢復(fù)不亮.（注意：將CEL#,CER#同時(shí)置為0,使存儲(chǔ)器的左右端口同時(shí)被選中.當(dāng)AR和PC的地址不相同時(shí),由于都是讀操