计算机组成原理时序与启停实验

1、实验九时序与启停实验、实验目的1.2.掌握时序电路的原理。熟悉启停电路的原理。、实验原理T411T213图 7-9-1时序、启停、单次脉冲原理图在日常生活中，我们学习、工作和休息都有一个严格的作息时间。比如造成6:00 起床， 8:00 至 U12:00 上课 ，每个学生都必须严格遵守这一规定，在规定的时间上课、休息，否则就难以保证正常的教学秩序。CPU 中也有一个类似“作息时间”的东西，它称为时序信号。它由时序信号产生器发出的，时序信号产生器又由时钟源、环形脉冲发生器、节拍脉冲等组成，我们做的这个实验就是由图7-8-5中 B15 脉冲源提供“时钟”信号。实验所用的时序与启停电路原理如图7-9

2、-1 所示，其中时序电路由1/2 片 74LS74 、1 片 74LS175及 6 个二输入与门、 2 个二输入与非门和3 个反向器构成。可产生 4 个等间隔的时序信号T1T4 ,其中“时钟”信号由“ B15 脉冲源”提供。为了便于控制程序的运行，时序电路发生器也设置了一个启停控制触发器CR 使 T1T4 信号输出可控。图 7-9-1 中启停电路由 1/2 片 74LS74 、74LS00 及 1 个二输入与门构成。“运行方式”和“停机”控制位分别由管理CPU(89C52) 的两个 P I/O 口控制。按动【连续】命令键时管理CPU 令 “运行方式”位为“0”，运行触发器CR 直处于“ 1”状

3、态，因此时序信号 T1T4 将周而复始地发送出去。当按动【单步】命令键时管理CPU 令 “运行方式”位为“ 1”，机器便处于单步运行状态，仅发送单周期4 拍制时序信号。单步方式运行，每次只执行一条微指令，可以观察微控制状态与当前微指令的执行结果。另外当模型机以连续方式运行时，女口果按动【宏单】命令键，管理CPU 令停机控制位为“1”，也会使机器停止运行。在手动模式下，调整脉冲源的两个灰色旋钮，就是调整时钟信号的频率，高频率周期小波形密集，低频率周期大波形分散；按动时序启停单元的已连线的T1 、T2 或 T3 和 T4 ，就是人为的给一个脉冲，观察波形的变化。三、实验连线tu 扩展单元OOOOO

4、QOOOOOOOOOOOOOOe- O OO O OOOOOOOOOOOOOOQi o o OQBflDR2 ALU 299fLDDR2B32-B运算单元 JLODR?OAL普 (I R1QCV B.B,S3 SZ SI S3 M CH OR O$O QtQ GSOto 00E653 R0 R1 R2gg B5 寄存器组R0-E LOR0 Rl-BLUU R2-E LDRZoto o$o o$?o ooBl输入8.8. 地址8.8. 8.B.saB3B2 goSW-BLDAR| IPIE 倍号测试 串 1=?BIT 二进制开芜单元Oi ? 盘日日日日日耶邮日日日日血唧帕日日俪丽-72_ ： Z

5、M ： T72T7X- ： -.： 2Z1高低糊 _BL5示波誥BIS删单馭OOB13 徽程序控制单元信 gn J1 丄脉(QB1E元7CHQOCH1微单决脉冲世回回回回FC址T1 T2 T3T4aicaacaacacoaooac&aoaaca单PC-EJUT-TL元LB9BIO口 时序as.LOPC启停8.8.1- HI!SLB7函二 m!?LE指令H-?二 ?寄存器二R二 S圈 ?B20 EPUJiT 展内存B.B.輸出甜展单兀箱B4 BSocBf SEOOOOA-OOOSQOQOCE图 7-8-5 实验连线示意图按图 7-8-5 所示，连接实验电路：连接B15 、B10, 用测试棒在 B

6、10 时序启停单元的T1T4 中任选 2 个与 B15 PC 示波器的 CH0 CH1 通道相连接四、实验内容及结果分析在联机状态下选择菜单栏中“设置/参数设置”命令，在打开的设置窗口中点击“手动方式（单元实验）”再点击“确认”退出设置操作。 在本实验装置工作方式提示位显示“L”（ LED 显示器自左向右第4 位）的状态下，点击工具栏“ 划”按钮，启动时序电路以连续方式运行，即可获得实验时观测所需的脉冲信号。 用测试棒在“B10 时序启停单元”的T1T4 中选 T1 、 T2 个与“ B10 PC 示波器”的 CH0 CH1 通道相连接，在联机状态下点击工具栏“划”按钮（或按快捷键： F4 ）打开示波器窗口，单击“开始”，可观察到T1 、T2中 2 个节拍的波形。结果分析 :上图为手动模式下观察到的波形图，因为T1 、T2 按动的频率不同，所以产生的波形也不同。因为是自动的，所以一个CPU 周期的波形是等间隔的。五、实验总结通过实验明白了时间和空间对于计算机是多么的重要，比如说用二进制码表示的数据和指令都放在内存里， CPU 怎么识别呢，从时间上，取指令发生在指令周期的第一个CPU 周期即取指周期，儿取数据发生在执行周期；从空间上，送往指令寄存器的是