系统总线和具有基本输入输出功能的总线接.docVIP

四 川 大 学 锦 江 学 院 实 验 报 告 班级：第周 ?计算机组成原理实验 实验课时 4 实验项目 系统总线和具有基本输入输出功能的总线接口实验 实验时间 2012-11-23 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。 实验环境 西安唐都TD－CMX实验仪器一套、PC机一台 实验内容（算法、程序、步骤和方法） 实验原理： 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地址译码原理见图4-1-1（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4-1-1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4-1-2 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。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。 实验步骤： 读写控制逻辑设计实验。 按照图4-1-4 实验接线图进行连线。 具体操作步骤图示如下： 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。 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。 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。 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。 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。 基本输入输出功能的总线接口实验 根据挂在总线上的几个基本部件，设计一个简单的流程： 输入设备将一个数打入R0寄存器。 输入设备将另一个数打入地址寄存器。 将R0寄存器中的数写入到当前地址的存储器中。 将当前地址的存储器中的数用LED数码管显示。 按照图4-1-5 实验接线图进行连线。 具体操作步骤图示如下： 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。 输入设备将20H打入R0寄存器。 将R0中的数据20H打入存储器32H单元。 将当前地址的存储器中的数写入到R0寄存器中。 将R0寄存器中的数用LED数码管显示。 数据记录 和计算 结 论 （结 果） 小 结 指导老师评 议 ? 成绩评定： 指导教师签名：