計(jì)組成原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告昆工信息工程與自動(dòng)化學(xué)院

1、一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 了解可編程外圍接口芯片8255(2) 理解數(shù)碼顯示譯碼器的作用。(3) 了解數(shù)據(jù)輸入輸出。(4) 學(xué)會(huì)使用數(shù)碼管的檢測(cè)及顯示譯碼器的使用。(5) 掌握七段顯示譯碼器的設(shè)計(jì)。二. 實(shí)驗(yàn)原理及基本技術(shù)路線圖(方框原理圖)接口電路docpu翼im7rihiaa0ir7irj6ir5doir4迄 8259ir3wrir2n<trirldhairdsp/eh三、所用儀器、材料（設(shè)備名稱、型號(hào)、規(guī)格等）tdn-cm+或tdn-cm+教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一臺(tái)。!1!實(shí)驗(yàn)方法、步驟（1）按實(shí)驗(yàn)原理電路圖連接好電路，確認(rèn)無(wú)誤后打開電源。（2）打開數(shù)據(jù)開關(guān)三態(tài)門（sw-b二0）,在input

2、device單元中輸入對(duì)應(yīng)的二進(jìn) 制數(shù)據(jù)，打開led片選（led-b二0）,撥動(dòng)led的w/r控制信號(hào)做1-0-1動(dòng)作， 產(chǎn)生一個(gè)上升沿將總線上的數(shù)據(jù)打入到led 這時(shí)在output device單元中數(shù) 碼管上顯示的數(shù)據(jù)即為相應(yīng)的十六進(jìn)制形式。五、實(shí)驗(yàn)過(guò)程原始記錄（數(shù)據(jù)、圖表、計(jì)算等）在輸入單元輸入二進(jìn)制數(shù)據(jù)00010111,然后打開數(shù)據(jù)開關(guān)三態(tài)門（sw-b二0）, 打開led片選（led-b=0）,撥動(dòng)led的w/r控制信號(hào)做1-0-1動(dòng)作，產(chǎn)生一個(gè) 上升沿，這時(shí)數(shù)碼管上會(huì)顯示對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)，即17o六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、分析和結(jié)論引入總線，人人方便了各種設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，輸入/輸出設(shè)備掛在總線上

3、， 能提高信息的交換量及cpu的運(yùn)行速度，輸入設(shè)備發(fā)出指令，得到總線使用權(quán)， 輸出設(shè)備發(fā)出讀的請(qǐng)求，控制總線發(fā)出控制信號(hào)，將控制權(quán)交給輸出設(shè)備，這樣 輸出設(shè)備就能讀取到總線上的數(shù)據(jù)，數(shù)碼顯示管就能顯示輸入的數(shù)據(jù)。在這個(gè)實(shí) 驗(yàn)中，我己大體了解數(shù)據(jù)輸入如何輸出、數(shù)碼顯示譯碼器的作用、學(xué)會(huì)使用數(shù)碼 管的檢測(cè)及顯示譯碼器的使用和人體上已基木掌握七段顯示譯碼器的設(shè)計(jì)，此次 實(shí)驗(yàn)學(xué)到了很多東西，使之以后的學(xué)習(xí)更加的方便。實(shí)驗(yàn)二：運(yùn)算器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 了解運(yùn)算器的組成結(jié)構(gòu)。(2) 掌握運(yùn)算器的工作原理。(3) 學(xué)習(xí)運(yùn)算器的設(shè)計(jì)方法。(4) 掌握簡(jiǎn)單運(yùn)算器的數(shù)據(jù)傳輸通路。(5) 驗(yàn)證運(yùn)算功能發(fā)生器74ls

4、181的紐合功能。二、實(shí)驗(yàn)原理及基本技術(shù)路線圖(方框原理圖)實(shí)驗(yàn)中所用的運(yùn)算器數(shù)據(jù)通路如圖圖2. 6-1所示，具中運(yùn)算器由兩片 74ls181以并/串形式構(gòu)成8位字長(zhǎng)的aluo運(yùn)算器的輸出經(jīng)過(guò)一個(gè)三態(tài)門 (74ls245)和數(shù)據(jù)總線相連，運(yùn)算器的兩個(gè)數(shù)據(jù)輸入端分別曲兩個(gè)鎖存器 (74ls273)鎖存，鎖存器的輸入連至數(shù)據(jù)總線，數(shù)據(jù)開關(guān)("input device") 用來(lái)給出參與運(yùn)算的數(shù)據(jù)，并經(jīng)過(guò)一三態(tài)門(74ls245)和數(shù)據(jù)總線相連，數(shù)據(jù) 顯示燈(“bus unit”)已和數(shù)據(jù)總線相連，用來(lái)顯示數(shù)據(jù)總線內(nèi)容。圖中已將用戶需耍連接的控制信號(hào)用圓圈標(biāo)明，具中除t4為脈沖信號(hào)

5、，其 他均為電平信號(hào)。由于實(shí)驗(yàn)電路屮的時(shí)序信號(hào)均已接至“w/runit”的相應(yīng)時(shí)序 信號(hào)引出端，因此，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),只需將“w/runit”的t4接至“state unit” 的微動(dòng)開關(guān)kk2輸出端，按動(dòng)微動(dòng)開關(guān)，即可獲得實(shí)驗(yàn)所需的單脈沖，而s3、 s2、s、so、cn、m、lddr1、lddr2、alu13、swb 各電平控制信號(hào)用 “switch unit”中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)開關(guān)來(lái)模擬，其中5、alub、swb為低電平有效， lddrk lddr2為高電平有效。alu-bc(n+4)molddru t4 。 lddr2。t4c(n+4) f3 . f3alu(181) cnm a3. ao b

6、3boq7 q4 q3 qo dr2(273)d7 . dof3 f3 cnc(n+4) alu(181)m a3. ao b3b0aq7 q4 q3 qo dr1(273)d7 . do圖rrr-:態(tài)門245 1攵據(jù)開;運(yùn)算器通路圖數(shù)據(jù)顯示燈b7 . bo74ls245a7 ao為控制運(yùn)算器向內(nèi)總線上輸出運(yùn)算結(jié)果，在具輸出端連接了一個(gè)三態(tài)門。若 要將運(yùn)算結(jié)果輸出到總線上，則要將三態(tài)門74ls245的控制端alub置低電平。 否則輸出高阻態(tài)。數(shù)據(jù)輸入單元用以給出參與運(yùn)算的數(shù)據(jù)，具中，輸入開關(guān)經(jīng)過(guò)一個(gè)三態(tài)門和 內(nèi)總線相連，該三態(tài)門的控制信號(hào)sw-b取低屯平時(shí)，開關(guān)上的數(shù)據(jù)就通過(guò)三態(tài) 門而送入總線

7、上?？偩€數(shù)據(jù)顯示燈與美總線和連，用來(lái)顯示內(nèi)總線上的數(shù)據(jù)。控制信號(hào)中除 t4為脈沖信號(hào)外，其他均為電平信號(hào)。由于實(shí)驗(yàn)電路中的時(shí)序信號(hào)均己連至w/r nuit單元中的和對(duì)應(yīng)時(shí)序信號(hào)引 出端，因此，需要將單元中的t4接至start nuit單元中的微動(dòng)開關(guān)kk2的輸出 端。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，按動(dòng)微動(dòng)開關(guān)，即可獲得實(shí)驗(yàn)所需的單脈沖。對(duì)于單總線數(shù)據(jù)通路，做實(shí)驗(yàn)時(shí)就要分時(shí)控制總線，即當(dāng)向dr1、dr2工作 暫存器打入數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)開關(guān)三態(tài)門打開，這時(shí)應(yīng)保證運(yùn)算器輸出三態(tài)門關(guān)閉， 同樣，當(dāng)運(yùn)算器輸出結(jié)果至總線時(shí)也應(yīng)保證數(shù)據(jù)輸入三態(tài)門是關(guān)閉狀態(tài)。三、所用儀器.材料（設(shè)備名稱.型號(hào)、規(guī)格等）zy15compl2bb計(jì)

8、算機(jī)組成原理教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一臺(tái)，排線若干四、實(shí)驗(yàn)方法、步驟（1）按圖算術(shù)邏輯實(shí)驗(yàn)接線圖連接實(shí)驗(yàn)線路，仔細(xì)檢查無(wú)課后，接通電 源。圖算術(shù)邏輯實(shí)驗(yàn)接線圖（2）打開電源開關(guān)。（3）用輸入開關(guān)項(xiàng)暫存器dr1置數(shù)。 撥動(dòng)輸入開關(guān)形成二進(jìn)制數(shù)olloololo （數(shù)據(jù)顯示：燈亮為0,滅為1） 使 switch nuit 單元中的開關(guān) sw-b二0、alu-b二 1、lddr1二1、lddr2二0。 按動(dòng)微動(dòng)開關(guān)kk2,則將二進(jìn)制數(shù)01100101置入dr1屮。（4）用輸入開關(guān)向暫存器dr2置數(shù)。 撥動(dòng)數(shù)輸入開關(guān)形成二進(jìn)制數(shù)10100111 sw-b二0、alu-b二 1 保持不變，改變 lddr1、lddr

9、2、使 lddr1 二0、lddr2二 1。 撥動(dòng)微動(dòng)開關(guān)kk2,則將二進(jìn)制數(shù)10100111置入dr2中。（5）檢驗(yàn)dr1和dr2中的數(shù)是否正確。 關(guān)閉數(shù)據(jù)輸入三態(tài)門,打開alu輸出三態(tài)門，并使lddr1二0、lddr2二0, 關(guān)閉寄存器。 置s3、s2、si、so、m為1、1、1、1、1,總線顯示燈顯示dr1小的數(shù)。 置s3、s2、si、so、m為1、0、1、0、1,總線顯示燈顯示dr2中的數(shù)。（6）改變運(yùn)算器的功能設(shè)置，觀察運(yùn)算器的輸出。 sw-b=1> alu-b二0保持不變。 按表置s3、s2、si、s0、1、cn的數(shù)，并觀察總線顯示燈顯示的結(jié)果。 例如：置s3、s2、si、s

10、o、m、cn為1、0、0、1、0、1,運(yùn)算器進(jìn)行加法運(yùn) 算。置s3、s2、si、so、m、cn為0、1、1、0、0、0,運(yùn)算器進(jìn)行減法運(yùn) 算。（7）驗(yàn)證74ls181的算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算功能。五、實(shí)驗(yàn)過(guò)程原始記錄（數(shù)據(jù)、圖表、計(jì)算等）dr1dr2s3 s2 si s0m=0 （算術(shù)運(yùn)算）m=1邏輯運(yùn)算cn=l無(wú)進(jìn)位cn=0有進(jìn)位656565a7a7a7oooooooo1111oooo11oo11oo1o1o1o1of= (65)f= (e7)f= (7d)f= (ff)f= (a5)f= (27)f= (bd)f= (3f)f= (66)f= (e8)f=(7e)f= (00)f=(a6)f=

11、 (28)f=(be)f=(40)f=(9a)f=(18)f= (82)f= (00)f=(0a)f=(58)f=(c2)f=(40)10 0 0f= (3a)f=(8b)f=(bf)10 0 1f= (0c)f=(0d)f= (3d)10 10f= (a2)f=(a3)f= (a7)10 11f= (24)f=(25)f= (25)110 0f= (ca)f= (cb)f= (ff)110 1f= (40f=(4b)f=(70)1110f= (e2)f=(e3)f=(e7)1111f= (64)f=(65)f二(65)六.實(shí)驗(yàn)結(jié)果、分析和結(jié)論我們熟悉并且懂得運(yùn)算器的工作原理及控制這中運(yùn)算的方

12、法，這個(gè)實(shí)驗(yàn)使 用的是二進(jìn)制運(yùn)算器，可進(jìn)行二進(jìn)制代碼的16種邏輯運(yùn)算，通過(guò)將s3、s2、s1、 so、m、cn置不同的值，我們驗(yàn)證了它的16種邏輯功能，運(yùn)算器可以實(shí)現(xiàn)加、 減、乘、除四則運(yùn)算，還可以實(shí)現(xiàn)與、或、非、異或等邏輯操作，以及移位、求 補(bǔ)等操作，運(yùn)算器處理的數(shù)據(jù)來(lái)自存儲(chǔ)器，處理后的結(jié)果數(shù)據(jù)通常送回存儲(chǔ)器， 或暫時(shí)寄存在運(yùn)算器中。從輸入單元輸入數(shù)據(jù)，分別寄存在暫存器中，然后輸入 到74ls181發(fā)生器中，實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)算功能。實(shí)驗(yàn)三：存儲(chǔ)器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆侦o態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器ram工作特性及數(shù)據(jù)的讀寫方法二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備tdn-cm+或tdn-cm+教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一臺(tái)三、實(shí)驗(yàn)原理 實(shí)驗(yàn)所用的半導(dǎo)體靜態(tài)存

13、儲(chǔ)器電路原理如圖所示，實(shí)驗(yàn)屮的靜態(tài)存儲(chǔ)器 由一片6116 （2k*8）芯片構(gòu)成，具數(shù)據(jù)線連接至總線，地址線由地址鎖 存器（74ls273）給出。地址燈ad0ad7與地址線相連，顯示地址狀況。數(shù)據(jù)開關(guān)經(jīng)一個(gè)三態(tài)門（74ls245）連接至數(shù)據(jù)總線，分時(shí)給岀地址和數(shù) 據(jù)。cewet3ldart3sw-b圖存儲(chǔ)器實(shí)驗(yàn)原理圖因地址寄存器為8位,所以接入6116芯片的地址為a7a0,而最高3 位a8a10接地，所以其實(shí)際容量只有256字節(jié)。6116芯片有三個(gè)控制線: ce（片選線）、0e（讀線）、we（寫線）。當(dāng)片選有效（ce二0）、0e=0時(shí)進(jìn)行讀 操作，we=9時(shí)進(jìn)行寫操作。本實(shí)驗(yàn)中將0e常接地，在此

14、情況卜，當(dāng)ce二0、 we=0時(shí)進(jìn)行讀操作，當(dāng)ce二0、we=1時(shí)進(jìn)行寫操作，其寫時(shí)間與t3脈沖 寬度一致。實(shí)驗(yàn)時(shí)將t3脈沖接至實(shí)驗(yàn)板上時(shí)序電路模塊的ts3響應(yīng)插孔屮，其 脈沖寬度可調(diào)，其他電平控制信號(hào)由“switch unit”單元的的二進(jìn)制開關(guān)模擬，期屮sw-b為低屯平有效,ldar為高電平有效。四、實(shí)驗(yàn)方法、步矚(1) 形成時(shí)鐘脈沖信號(hào)t3。具體接線方法和操作步驟如下： 接通電源，用示波器接到反波信號(hào)源的輸出擦插孔h23調(diào)節(jié)電位器w1及w2,使h23端輸出實(shí)驗(yàn)所期望的頻率和占空比的方波。 將時(shí)序電路模塊(state unit)單元中的0和信號(hào)單元(signalunit)中的h23排針相連

15、。 在時(shí)序電路模塊中有兩個(gè)二進(jìn)制開關(guān)“stop”和“step”。將“stop” 開關(guān)置為“run”，“step”開關(guān)置為“exec”狀態(tài)時(shí)，按動(dòng)微 動(dòng)開關(guān)“start”，則ts3端輸岀連續(xù)的方波信號(hào)，此時(shí)調(diào)節(jié)電位器w1,使t3啊輸出實(shí)驗(yàn)要求的脈沖信號(hào)。當(dāng)“stop”開關(guān)置為“run”狀態(tài)，“step”開關(guān)置為“step”狀態(tài)時(shí)，每按動(dòng)一次微動(dòng)開關(guān)start,則t3輸出一個(gè)單脈沖，其脈沖寬度與連續(xù)方式和同。(2) 按圖連接實(shí)驗(yàn)線路，仔細(xì)檢查無(wú)誤后接通電源。signal unith23 寧state unit寧ts3 1w/r unit wezl匚二1 t3adj5d7 domain menb7

16、bo1_1rado ad7w/raddress unit1 ldara7 ao w/r cerhrh宀宀1sw-bldarceweswitch unitlbswj3 sw-binput device圖 靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器實(shí)驗(yàn)接線（3）寫存儲(chǔ)器。給存儲(chǔ)器的00、01、02、03、04地址單元屮分別寫入數(shù) 據(jù) 11h、 12h、 13h、 14h、 15h。由上面的存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)原理圖（圖3.6-2）看出，由于數(shù)據(jù)和地址全由一個(gè)數(shù)據(jù) 開關(guān)給出，因此要分時(shí)的給出。下面的寫存儲(chǔ)器要分対個(gè)步驟：第一步寫入地址, 先關(guān)掉存儲(chǔ)器的片選（ce二1），打開地址鎖存器門控信號(hào)（ldar二0），打開數(shù)據(jù)開 關(guān)三態(tài)門（sw-b

17、=0）,由開關(guān)給出要寫入的存儲(chǔ)單元地址，按動(dòng)start產(chǎn)生t3 脈沖將地址打入到地址鎖存器；第二步寫數(shù)據(jù)，關(guān)掉地址鎖存器門控信號(hào) （ldar二0）,打開存儲(chǔ)器片選,使之處于寫狀態(tài)（ce=0,we=l）,由開關(guān)給出此單 元要寫入的數(shù)據(jù)，按動(dòng)start產(chǎn)生t3脈沖將數(shù)據(jù)寫入到當(dāng)前的地址單元中，寫 其他單元依次循環(huán)上述步驟。寫存儲(chǔ)器流程如圖所示（以向00號(hào)單元寫入11h為例）。jjsw-b=0sw-b二1sw-b=0ce二1ldar二1sw-b二0ldar二0sw-b=1（4）讀存儲(chǔ)器。依次讀出第00、01、02、03、04號(hào)單元中的內(nèi)容，觀察上述各單元中的內(nèi) 容是否與前面寫入的一致。同寫操作類似，

18、讀每個(gè)單元也需要兩步：第一步寫地 址，先關(guān)掉存儲(chǔ)器的片選（ce=1），打開地址鎖存器門控制信號(hào)（ldar二1）,打開數(shù)據(jù)開關(guān)三態(tài)門（sw-b二0），由開關(guān)給出要寫存儲(chǔ)單元的地址，按動(dòng)start產(chǎn)生t3脈沖將地址打入到地址鎖存器；第二步讀存儲(chǔ)器，關(guān)掉地址鎖存器門控信號(hào)（ldar二0）,關(guān)掉數(shù)據(jù)開關(guān)三態(tài)門（sw-b二1）,片選存儲(chǔ)器，使它處于讀狀態(tài)（ce二0、we二0），此時(shí)數(shù)據(jù)總線上顯示的數(shù)據(jù)即為從存儲(chǔ)器當(dāng)前地址屮讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容。讀其他單元依次循環(huán)上述步驟o讀存儲(chǔ)器操作流程如下圖所示（以從00號(hào)單元讀出11h數(shù)據(jù)為例）。sw-b=1_sw-b二0ce=1jsw-b=0ce=1ldar二1tgsw

19、-b=1ce=0 we=0ldar=0五、實(shí)驗(yàn)過(guò)程原始記錄（數(shù)據(jù)、圖表、計(jì)算等）寫入第一個(gè)地址時(shí)，在輸入單元給出二進(jìn)制地址00000000,打開地址鎖存 器，使可把地址打入地址鎖存器，地址燈顯示為00000000,然后輸入該單元存入 的數(shù)據(jù)00010001 （11h）,總線數(shù)據(jù)顯示燈應(yīng)顯示為00010001,打開存儲(chǔ)器片選, 使之處于寫操作，這樣11h便存入00號(hào)單元，依此類推，可將12h、13h、14h、 15h分別存入01、02、03、04地址單元，地址燈和總線數(shù)據(jù)顯示燈都分別顯示出 結(jié)果。讀存儲(chǔ)器時(shí)，當(dāng)用開關(guān)給出存儲(chǔ)單元地址時(shí)，地址燈會(huì)顯示，這時(shí)，打開 存儲(chǔ)器片選，使z處于讀狀態(tài)，此時(shí)數(shù)

20、據(jù)總線上顯示的數(shù)據(jù)即為從存儲(chǔ)器當(dāng)前地 址中讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容。六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果.分析和結(jié)論首先在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，不能有一點(diǎn)的馬虎，只要連錯(cuò)一根線就會(huì)導(dǎo)致你的錯(cuò)誤，所以 要菲常的細(xì)心。通過(guò)該實(shí)驗(yàn)，我已大體掌握靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器ram匚作特性及數(shù)據(jù)的讀/ 寫方法。同時(shí)還了解到儲(chǔ)器中最小的存儲(chǔ)單位就是一個(gè)雙穩(wěn)態(tài)半導(dǎo)體電路或一個(gè) cmos晶體管或磁性材料的存儲(chǔ)元，它可存儲(chǔ)一個(gè)二進(jìn)制代碼。由若干個(gè)存儲(chǔ)元 組成一個(gè)存儲(chǔ)單元，然后再由許多存儲(chǔ)單元組成一個(gè)存儲(chǔ)器。一個(gè)存儲(chǔ)器中所有存儲(chǔ)單元可存放數(shù)據(jù)的總和稱為它的存儲(chǔ)容量，給出地址指令，就可以將數(shù)據(jù) 存入指定的地址單元。實(shí)驗(yàn)四:總線傳輸實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 理解總線的概念及其特

21、性(2) 掌握總線傳輸控制特性二、實(shí)驗(yàn)原理及基本技術(shù)路線圖(方框原理圖)總線傳輸框如圖5.4-1所示，他將兒種不同的設(shè)備掛至總線上，有存儲(chǔ)器、 輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、寄存器。這些設(shè)備都需要三態(tài)輸出控制，按照傳輸要求 恰當(dāng)有序的控制它們，就可實(shí)現(xiàn)總線信息傳輸。圖5.41總線傳輸實(shí)驗(yàn)框圖基本實(shí)驗(yàn)要求如下：根據(jù)掛起在總線上的幾個(gè)基木條件，設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的流程;1) 輸入設(shè)備將一個(gè)數(shù)打入r0寄存器。2) 輸入設(shè)備將另一個(gè)數(shù)打入地址寄存器。3) 將r0寄存器中的數(shù)寫入帶當(dāng)前的地址的寄存器中。4) 將當(dāng)前地址的寄存器中的數(shù)用le數(shù)碼管顯示。三、所用儀器、材料(設(shè)備名稱、型號(hào)、規(guī)格等)tdn-cm+或tdn-c

22、m+教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一臺(tái)!1!ip步1)按照?qǐng)D試驗(yàn)接線圖進(jìn)行連線。v/r(ari)= cs=o led-b=o w/r(led)=-|j-jsi-b =1r0-b=0v/r(arji)=：0 cs=ox丿cs= 1rq-b=1(2)實(shí)驗(yàn)的具體操作步驟圖如圖所示。首先應(yīng)關(guān)閉所有三態(tài)門(sw-b二1, ro-b=1, led-b=1),并將關(guān)聯(lián)的信號(hào)置 為ldar二0, ldro二0, w/r(led)=1, w/r(led)=1.然后參照如下操作流程,先將數(shù) 據(jù)開關(guān)打入到r0中；然后繼續(xù)給開關(guān)置數(shù)，撥動(dòng)ldr0控制信號(hào)做0-1-0動(dòng)作, 產(chǎn)生一個(gè)上升沿將數(shù)據(jù)打入到r0中；然后繼續(xù)給數(shù)據(jù)開關(guān)置數(shù)，撥動(dòng)

23、ldar控制 信號(hào)做0-1-0動(dòng)作產(chǎn)生一個(gè)上升沿將數(shù)據(jù)打入到ar屮；關(guān)閉數(shù)據(jù)開關(guān)三態(tài)門, 打開ro寄存器輸出控制，使寄存器輸出，使寄存器處于寫狀態(tài)（w/r二0, cs二0）, 將r0中的數(shù)寫到存儲(chǔ)器中；關(guān)閉存儲(chǔ)器片選，關(guān)閉r0寄存器輸;ii,使存儲(chǔ)器處 于讀狀態(tài)（w/r=l, cs二0）,打開led片選，撥動(dòng)led的w/r控制信號(hào)1-0-1 動(dòng)作，產(chǎn)生一個(gè)上升沿將數(shù)據(jù)打入到led屮。五、實(shí)驗(yàn)過(guò)程原始記錄（數(shù)據(jù).圖表.計(jì)算等）打開輸出三態(tài)門，在輸入單元由開關(guān)給出耍保存的數(shù)據(jù)00010111 （17h）, 撥動(dòng)控制信號(hào)ldro,可將數(shù)據(jù)打入到寄存器r0中，繼續(xù)給數(shù)據(jù)開關(guān)置數(shù)，這時(shí) 給出地址0000

24、0010 （02h）,拗 ldar控制信號(hào)，變將數(shù)據(jù)打入了地址寄存器ar 中，z后打開r0的輸出開關(guān)，將寄存器中的數(shù)據(jù)寫入到02單元的存儲(chǔ)器中，使 存儲(chǔ)器處于讀狀態(tài)，己讀出該存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)，打開led片選，撥動(dòng)w/r信號(hào)， 這時(shí)數(shù)碼顯示管上會(huì)顯示出17,即輸入到存儲(chǔ)器02單元保持的數(shù)據(jù)，六. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果、分析和結(jié)論該實(shí)驗(yàn)我們做了，但是還有很多地方完成的不是很好，希望以后多加學(xué)習(xí)，它將 兒種不同的設(shè)備掛至總線上，有存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、寄存器。這些設(shè) 備都需耍有三態(tài)輸出控制，按照傳輸要求恰當(dāng)有序的控制它們，就可實(shí)現(xiàn)總線信 息傳輸。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)屮，總線具有數(shù)據(jù)存在總線上的特性，總線傳輸主要有三態(tài)

25、 門控制，在和應(yīng)的操作下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入和讀取，在輸入數(shù)據(jù)要有脈沖控制，總 線包含三個(gè)基本結(jié)構(gòu)：地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線。傳遞數(shù)據(jù)的過(guò)程是先尋 址，再傳遞數(shù)據(jù)。即先送一個(gè)地址信息，由寄存器根據(jù)這個(gè)地址，把微處理器要 讀取的數(shù)據(jù)寫到總線上，微處理器再讀取這個(gè)數(shù)據(jù)。整個(gè)過(guò)程由控制總線控制。 所以每次讀的數(shù)據(jù)是針對(duì)那個(gè)地址對(duì)應(yīng)的寄存器操作的，寫數(shù)據(jù)時(shí)一樣，先尋址, 再寫數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)就寫入剛才尋址時(shí)的地址對(duì)應(yīng)的那個(gè)寄存器里去了。當(dāng)總線空閑（其他器件都以高阻態(tài)形式連接在總線上）且一個(gè)器件要與目的器件通信時(shí)，發(fā) 起通信的器件驅(qū)動(dòng)總線，發(fā)出地址和數(shù)據(jù)。其他以高阻態(tài)形式連接在總線上的器 件如果收到（或能夠收到

26、）與自己相符的地址信息后，即接收總線上的數(shù)據(jù)。發(fā) 送器件完成通信，將總線讓出（輸出變?yōu)楦咦钁B(tài)）。采用總線結(jié)構(gòu)不僅簡(jiǎn)化了硬 件的設(shè)計(jì)、簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，還使系統(tǒng)擴(kuò)充性、更新性能更好。實(shí)驗(yàn)五：考核綜合實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）掌握運(yùn)算器和存儲(chǔ)器的工作原理（2）學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)運(yùn)算器和存儲(chǔ)器的綜合電路圖（3）掌握簡(jiǎn)單運(yùn)算器的數(shù)據(jù)傳輸及靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)的讀/寫方法（4）將運(yùn)算器和存儲(chǔ)器的功能結(jié)合起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)及運(yùn)算二、實(shí)驗(yàn)原理及基本技術(shù)路線圖（方框原理圖）5v gv60450reros ok q$ o實(shí)驗(yàn)屮所用的運(yùn)算黠數(shù)據(jù)通路及半導(dǎo)體靜態(tài)存儲(chǔ)器電路原理如圖所示 靜 態(tài)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)線接至數(shù)據(jù)總線，地址線出地

27、址鎖存器給出，地址燈顯示地址線狀 況，數(shù)據(jù)開關(guān)經(jīng)一個(gè)三態(tài)門連至數(shù)據(jù)總線，分時(shí)給出地址和數(shù)據(jù)。寄存器、輸出 設(shè)備掛至總線上，需要有三態(tài)輸出控制，當(dāng)總線上有數(shù)據(jù)時(shí)，就可以將總線上的 數(shù)據(jù)打入r0寄存器或是用led數(shù)碼管顯示。用兩片74ls181芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)算功 能，右方為低4位運(yùn)算芯片，左方為高4位運(yùn)算芯片，低位芯片的進(jìn)位輸出端c （n+4）與高位芯片的進(jìn)位輸入端5相連，使低4位產(chǎn)生的進(jìn)位送進(jìn)搞4位運(yùn)算 中，兩個(gè)芯片的控制端sos3和m各自相連。6116芯片有三個(gè)控制線：ce （片選線）、0e （讀線）、we （寫線），實(shí)驗(yàn)中將 0e常接地,當(dāng)ce二0、we二0時(shí)進(jìn)行讀操作,ce二0、we=1時(shí)進(jìn)

28、行寫操作，其寫時(shí)間 與t3脈沖寬度一致，將t3脈沖接至?xí)r序電路模塊的ts3,總線數(shù)據(jù)顯示燈已與 內(nèi)總線相連,用來(lái)顯示內(nèi)總線上的數(shù)據(jù)。ro-b和ldro控制r0寄存器,led-b和 w/r控制led數(shù)碼管的顯示。利用地址取出存儲(chǔ)器中的兩個(gè)數(shù)據(jù)，分別用兩個(gè)數(shù)據(jù)暫存器dr1、dr2來(lái)鎖 存,耍將內(nèi)總線上的數(shù)據(jù)鎖存到dr1或dr2中，則鎖存器的控制端lddr1或lddr2 須為高電平，當(dāng)t4脈沖到來(lái)時(shí)，總線上的數(shù)據(jù)就被鎖存進(jìn)dr1或dr2屮了，要 獲得所需單脈沖，要將“w/r unit”單元中的t4接至“state unit”開關(guān)kk2 的輸出端，單元中的輸出端連接一個(gè)三態(tài)門，控制運(yùn)算器將結(jié)果輸出到總

29、線上，此時(shí)要使控制端alu-b置低電平，否則輸出高阻。對(duì)于單總線數(shù)據(jù)通路，要分時(shí)控制總線，即當(dāng)向dr1、dr2工作暫存器打入 數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)開關(guān)三態(tài)門打開，這時(shí)應(yīng)保證運(yùn)算器輸出三態(tài)門關(guān)閉；同樣，當(dāng)運(yùn) 算器輸出結(jié)果至總線時(shí)也應(yīng)保證數(shù)據(jù)輸入三態(tài)門是關(guān)閉狀態(tài)。sw-b> ldar、ce、we、ro-b. ldro、led-b、w/r、s3、s2、si、so、cn、m、 lddr1. lddr2、alu-b齊電平控制信號(hào)使用“switch unit”單元中的二進(jìn)制數(shù)據(jù) 開關(guān)來(lái)模擬，其屮sw-i3、ro-b、led-b、cn、alu-b為低電平有效，ldar、lddrk lddr2為高電平有效。三.

30、 所用儀器、材料（設(shè)備名稱、型號(hào)、規(guī)格等）tdn-cm4-或tdcm+教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一套四、實(shí)驗(yàn)方法、步月（1）按圖6.4-2連接實(shí)驗(yàn)線路，因“switch unit"中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)開關(guān) 有限，因此用clr控制led的w/r,仔細(xì)查線無(wú)誤后接通電源。（2）寫存儲(chǔ)器。給存儲(chǔ)器的03、05地址單元屮分別寫入數(shù)據(jù)21、43o首先應(yīng)關(guān)閉所有三態(tài)門（sw-b二1, ce二1, ro-b=1, led-b=1）,并將關(guān)聯(lián)的 信號(hào)置為 ldar=o, ldro=o, we=1, w/r=lo由于數(shù)據(jù)和地址全出一個(gè)數(shù)據(jù)開關(guān)給出，因此要分時(shí)地給岀。第一步寫地址，先 關(guān)掉存儲(chǔ)器的片選（ce=1）,打開地址

31、鎖存器門控信號(hào)（ldar二1）,打開數(shù)據(jù)開關(guān) 三態(tài)門（sw-b=o）,由開關(guān)給出要寫入的存儲(chǔ)單元的地址，按動(dòng)state產(chǎn)生t3 脈沖將地址打入到地址鎖存器；第二步寫數(shù)據(jù)，關(guān)掉地址鎖存器門控信號(hào)（ldar二0）,打開存儲(chǔ)器片選，使 z處于寫狀態(tài)（ce=o, we二1）,由開關(guān)給岀此單元要寫入的數(shù)據(jù)，按動(dòng)state產(chǎn) 生t3脈沖將數(shù)據(jù)寫入到當(dāng)前的地址單元屮。打開led片選（led-b=o）,扌炯led 的w/r控制信號(hào)做1-0-1動(dòng)作，產(chǎn)生一個(gè)上升沿將總線上的數(shù)據(jù)打入到led 中，這是數(shù)碼管上顯示的數(shù)據(jù)即為當(dāng)前送入到第00單元的指令。寫其他單元依 次循環(huán)上述步驟。（2）讀存儲(chǔ)器，將第03號(hào)單元屮的

32、數(shù)據(jù)送入寄存器r0先讀出第03號(hào)單元中的內(nèi)容，第一步寫地址，先關(guān)掉存儲(chǔ)器的片選（ce二1）, 打開地址鎖存器門控信號(hào)（ldar二1）,打開數(shù)據(jù)開關(guān)三態(tài)門（sw-b=o）,由開關(guān)給 出要寫入的存儲(chǔ)單元的地址，按動(dòng)state產(chǎn)生t3脈沖將地址打入到地址鎖存器; 第二步讀存儲(chǔ)器，關(guān)掉地址鎖存器門控信號(hào)（ldar二0）,關(guān)掉數(shù)據(jù)開關(guān)三態(tài)門（sw-b=1），片選存儲(chǔ)器,使它處于讀狀態(tài)（ce=0, we=0）,此時(shí)數(shù)據(jù)總線上顯示 的數(shù)據(jù)即為從存儲(chǔ)器當(dāng)前地址屮讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容。然后撥動(dòng)ldr0控制信號(hào)做0-1-0動(dòng)作，產(chǎn)生一個(gè)上升沿將總線上的數(shù)據(jù) 打入到r0中，關(guān)閉存儲(chǔ)器片選，打開r0寄存器輸出控制（p0-b=0）,打開led 片選（led-b=0）,撥動(dòng)led的w/r控制信號(hào)做動(dòng)作，產(chǎn)生一個(gè)上升沿將 r0中的數(shù)打入到led中，用數(shù)碼管顯示出第00號(hào)地址單元中的數(shù)據(jù)。（3）將第03號(hào)單元內(nèi)容打入暫存器dr1, 05號(hào)單元的內(nèi)容打入暫存器dr2 緊跟著步驟（2）,卿 led片選（led-b二1）,使alu-b二1 （關(guān)閉alu輸出三 態(tài)門）、l