计算机组成原理试验一

1、合肥当晚HEFEI UNIVERSITY计算机科学与技术系 实验报告专业名称 计算机科学与技术课程名称 计算机组成原理项目名称基本输入输由功能的总线接口实验班级学号姓名同组人员无实验日期 2016 年5月5日一、实验目的与要求（一）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（二）实验要求：.实验之前，应认真准备，写出实验步骤和具体设计内容，否则实验效率会 很低，一次实验时间根本无法完成实验任务；.应在实验前掌握所以控制信号的作用，写出实验预习报告并带入实验室；.实验过程中，应认真进行实验操作，既不要因为粗心造成短路等事故而损坏设备，又要自习思考实验有关内容；.实验之后，应认真

2、思考总结，写出实验报告，包括实验步骤和具体实验结 果，遇到的问题和分析与解决思路。 还应写出自己的心得体会，也可以对教学实 验提出新的建议等。实验报告要上交老师。.实验前写预习报告。二、实验逻辑原理图与分析画实验逻辑原理图逻辑原理图分析读写控制器逻辑可以让 CPU!时空制ME喇I/O设备的读写。当RD=1 IOM=1 时，CPU寸I/O设备进行读操作，RD=1 IOM=0时，对MEMtt行读操作。T3=1, IOM=0 WR=U71 MEMI元进行写操作；T3=1, IOM=1, WR=1 寸，对 I/O 设备进 行写操作。在总线传输实验框图中，共可分为 5各模块，数据输入开关、地址寄存器 A

3、R存储器RAM数码管显示LED和R0寄存器。这些设备都需要有三态输出控 制，按照传输要求恰当有序的控制它们， 就可实现总线信息传输。外部总线包括 数据总线，地址总线和控制总线，分别为外设提供数据信号，地址信号和控制信 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。地址总线可为外设提供地址信号和片选信号。三、数据通路图及分析（画出数据通路图并作出分析）将IN单元置00010001, K7置为1,关闭R0寄存器的输出；K6置为1,打 开R0寄存器的输入；WR、RD、IOM分别置为0、1、1,对IN单元进行读操 作；LDAR置为0,不将数据总线的数打入

4、地址寄存器。连续四次点击图形界面 上的“单节拍运行”按钮（运行一个机器周期），观察图形界面，在 T4时刻完 成对寄存器R0的写入操作。均B存储器RAM数据 输入开关RO寄存器地址寄存器AR数码显示LEDRO寄存器w& ENJJWR 单Bl LLDR数码显示LED数据输入开关存储器RAM地址寄存器AR将IN单元置为00000001 （或其他数值）。K7置为1,关闭R0寄存器的 输出；K6置为0,关闭R0寄存器的输入；WR、RD、IOM分别置为0、1、1, 对IN单元进行读操作；LDAR置为1,将数据总线的数打入地址寄存器。连续 四次点击图形界面上的“单节拍运行”按钮（运行一个机器周期），观察图形

5、界 面，在T4时刻完成对地址寄存器的写入操作。先将WR、RD、IOM分别置为1、0、0,对存储器进行写操作；再把 K7 置为0,打开R0寄存器的输出；K6置为0,关闭R0寄存器的输入；LDAR置 为0,不将数据总线的数打入地址寄存器。连续四次点击图形界面上的“单节拍 运行”按钮（运行一个机器周期），观察图形界面，在T3时刻完成对存储器的写入操作。数据输入开关/WR邛-BII/P地址寄存器AR存储器RAM数码显示LEDRO寄存器将当前地址的存储器中的数据写入到 R0寄存器中。将IN单元置为00000001 （或其他数值），K7置为1,关闭R0寄存器的输 出；K6置为0,关闭R0寄存器的输入；WR

6、、RD、IOM分别置为0、1、1,对 IN单元进行读操作；LDAR置为1,不将数据总线的数打入地址寄存器。 连续四 次点击图形界面上的“单节拍运行”按钮（运行一个机器周期），观察图形界面， 在T3时刻完成对地址寄存器的写入操作。将K7置为1,关闭R0寄存器的输出；K6置为1,打开R0寄存器的输入； WR、RD、IOM分别置为0、1、1,对IN单元进行读操作；LDAR置为0,不 将数据总线的数打入地址寄存器。严耳A数据输入开关地址寄存器AR存储器RAM数码显示LEDRO寄存器将R0寄存器中的数用L E D数码管显示。 先将WR、RD、IOM分别置为1、 0、1,对out单元进行写操作；再把K7置

7、为0,打开R0寄存器的输出；K6置 为0,关闭R0寄存器的输入；LDAR置为0,不将数据总线的数打入地址寄存 器。连续四次点击图形界面上的“单节拍运行”按钮（运行一个机器周期），观 察图形界面，在T3时刻完成对存储器的写入操作。四、实验数据和结果分析实验结果数据LED 显示：11结果数据分析由于存储器和输入、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。由数据输入开关输入，经过数据总线由 控制信号控制将数据打入寄存器， 再次输入数据，此时为寄存器地址，将此时的 R0寄存器的数打入到此地址寄存器中，然后再将此地址寄存器中的数据打入到 R0寄存器，最后再

8、将此数据输出的数码管上。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。五、实验问题分析、思考题与小结1、实验过程中的问题分析（1）数据传输结果不是01,出现FF等其他情况。分析：这表明输入的数没有存到寄存器内，要注意实验的步骤在实行第二步时会R0寄存器的内容会改变？分析：在第二步开始时，先关闭 R0寄存器开关，在输入地址。数据输入错误。分析：实验每一步结束的前提，是 T1到T4,必须完成后才可

9、以进行下 个程序操作。2、思考题?1、IN_B=1、LDRO=换现了什么数据通路？答：实讪了 IN单元-RO寄存器的数据通路 2、如何实现IN单元的数据开关-BUS-AR-M勺数据通路？答：将K7置为,1 , K6置为0,关闭RCW存器的输入、输出； WR RD IOM分别 置为0、1、1,对IN单元进行读操作；LDARS为1,将数据总线的数打入到地 址寄存器。3、如何实现 RO-BUS-M(00100000B)数据通路？答：将IN单元置为00100000。K7置为0, K6置为0,关闭ROW存器的输入、 输出；WR RD IOM分别置为0、1、1,对IN单元进行读操作；LDAFg为1,将 数

10、据总线的数20H打入到地址寄存器。再将 WR RD IOM分别设置为1、0、0, 对存储器进行写操作；再把 K7置为0, K6置为0, LDARS为0即可。4、如何实现M-BUS-LED勺数据通路？答：K7=1, K6=0,关闭RO寄存器的输入、输出；WR RD IOM分别置为0、1、0, 对存储器进行读操作；LDAFg为0,不将数据打入地址寄存器。3、实验现象与总结：1、实验显示的通路图不正确。显示的不是微操作不对，就是微指令不对。结果 在修改过程中发现，可能是线给插错了，少了一针或者插少了线，插错了位置。2、WR=0 RD=1 IOM=1时，E2灭，表示I/O 读功能信号有效。 WR=1,

11、 RD=0 IOM=D时，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。3、WR=0 RD=1 IOM=0时E0灭，表示存储器读功能信号有效。 WR=1 RD=0 IOM=0 连续按动开关ST,当指示灯显示为T3时刻时，E1灭，表示存储器写 功能信号有效4、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MEMffi I/O 设备的读写。在接线时为了方便，可将管脚接到CON单元闲置的开关上，若开关打到1,等效于接到VCC若开关打到0,等效于接到GND六、其它实验报告分析评价课程名称实验名称实验报告情况分析:经验总结及进一步改

12、进措施:9 辎值 MKP 加,8 2： DttJD(1)。03后中熨县二丫 ra、：刊浮！ 金。b地址总线京nBBweTARlrrerwBeew刃 ma02KuKd38 匕 A31SM8AIDA 臀alUMBSB5Ma4al3totl5ll5nu”u:lttg2i22A24cxZTan4 AROtlRtV二女住 ”： 9 MQ(2)辎代(UMD加皿粒W。03 t：a：QX OBC R中,型 Y P3， Ri 浮！ 金 0 3地址总线CPU效据息线IOWS:OUT = 00I6WIN =01运行(2/2)rtBBgeTAwlrzw如 B*51ng*av/K*uK*”Tfsss8aMA31SN3

13、8*ID 8al03l5 sBBSM”x4!lollul-)tt5gl?咐 eullciulvm，222)24sxZTRni*-ALU GXALU= OOSO6LOAD*控制总歧AR =01PCLDPCRO.B*RO - 11控制器T4LDRO控制信号nr LORLOAT4J vmfrv- I MR mWi-PC田*口。辎值 MCD 加,工1 ： Ott：fc:，+ *IW。口3 110上；后中熨且二Y C33物浮！ 金8 *,BMnBBweTARlrrerwBeew刃 ma02KuKd38 匕 A31SM8AIDA 臀alUMBSB5Ma4al3totl5ll5nu”u:lttg2i22A24cxZTan地址总统r 便 X5T1112 (Rrtt9HttKinsmi二女呻 （!） 口。辎代 MO）加工 ： ：IW。03 10上；C28（）（屑中前史丫 C3 ”刊评！ 金8“2rtBB9eTAwlrr83依“(下6 8 MMx4lMlollul3Kl$gl?m2ullctlllvm2i22n24sxCTRnCPUTtLDARO.B*RO 71T4LORO地址总线AR =01MEM 二-PC田LOAD#控制信号J J MRffPCIR 二 事 I JMltgjMA *! F地址总线TALU =FJWnMM lORaI匚端上EIFNIIHn!STXU -Q iff Q 白.控制息技l