计算机组成原理实验4.1_实验报告.docVIP

学生实验报告 学 院：软 件 学 院 专 业：软 件 工 程 年 级：2010级 学 号：24320102202460 24320102202441 学 生 姓 名： 高伟 同组学生姓名： 陈紫桓 实验课程名称：计 算 机 组 成 原 理 实 验 名 称：系统总线和具有基本输入输出功能的总线接口 指 导 教 师：曾文华、蔡艺军、廖凌宇 实 验 时 间： 2012.3.12 实 验 地 点：漳州校区生化楼603 2012年 3月12日 实验目的与要求 理解总线的概念及其特性。 掌握控制总线的功能和应用。 实验设备 1、TD-CMA教学实验系统1台（通过USB串行接口与PC微机相连） 2、PC微机1台 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，外部总线被分为数据总线、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。地址总线可以为外设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1.由于使用A6、A7进行译码，I/O地址空间被分为四个区，如表1 图1 I/O地址译码原理图 A7 A6 选定 地址空间 00 IOY0 00-3F 01 IOY1 40-7F 10 IOY2 80-BF 11 IOY3 C0-FF 表1 I/O地址空间分配 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2，由于T3的参与，可以保证写脉冲宽与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进行读操作。RD=1时为读，WR=1时为写。 图2 读写控制逻辑 实验步骤 读写控制逻辑设计实验。 按照图3实验接线图进行接线。 图3 实验接线图 具体操作步骤 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。 ①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。 ②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。 ③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。 ④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写功能有效。 2、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用LED数码管显示。 按照图4实验接线图进行接线。 图4 实验接线图 具体操作步骤 进入软件界面，选择菜单命令“【实验】——【简单模型机】”，打开简单模型机实验数据通路图。 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。 ①输入设备将11H打入R0寄存器。 将IN单