雙端口存儲器原理實驗

1、華中科技大學(xué)實驗報告實驗名稱雙端口存儲器原理實驗成績_實驗日期 第 2 次試驗 指導(dǎo)老師陳國平專業(yè)1+# 班號 組別學(xué)生姓名同組學(xué)生一、實驗?zāi)康?. 了解雙端口靜態(tài)存儲器IDT7132的工作特性及其使用方法2. 了解半導(dǎo)體存儲器怎樣存儲和讀取數(shù)據(jù).3. 了解雙端口存儲器怎樣并行讀寫，并分析沖究產(chǎn)生的情況。二、實驗電路圖3.2雙端口存儲器實驗電路圖圖3.2示出了雙端口存儲器的實驗電路圖這里使用一片I DT71 3 2 (2048X8 位），兩個端口的地址輸入A8-A 1 0引腳接地，因此實際使用的存儲容量為25 6字 節(jié)。左端口的數(shù)據(jù)輸出接數(shù)據(jù)總線DBUS,右端口的數(shù)據(jù)輸出端接指令總線IBUSo

2、I DT7132 有六個控制引腳：CEL#、LR/W#、OEL#、CER #、RR/W #、OE R #。CEL#、LR/W#、0EL#控制左端口讀、寫操作；CER#、RR/W#、0ER#控制右端口的 讀寫操作。CEL #為左端口選擇引腳，低電平有效；當(dāng)CEL#= 1時，禁止對左端口的 讀、寫操作。LR/W#控制對左端口的讀寫。當(dāng)LR/W#二1時，左端口進行讀操作；L R /W#二0吋，左端口進行寫操作.0EL#的作用等同于三態(tài)門，當(dāng)0EL # =0時，允許 左端口讀出的數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)總線DBUS上；當(dāng)0EL #二1時，禁止左端口的數(shù)據(jù)放到DBUS。 因此，為便于理解，在以后的實驗中，我們將0E

3、L#引腳稱為RAM_BUS#O控制右端口 的三個引腳與左端口的三個完全類似，這里不再贅述。有兩點需要說明：（1）右端口讀出的數(shù)據(jù)（更確切的說法是指令）放到指令總線I BUS上而不 是數(shù)據(jù)總線DBUS,然后送到指令奇存器I R。（2）所有數(shù)據(jù)/指令的寫入都使用左端口，右端口作為指令端口，不需要進行數(shù) 據(jù)的寫入，因此我們將右端口處理成一個只讀端口，已將R R /W#固定接高電平，0E R#固定接地。這兩點請同學(xué)好好理解。存儲器左端口的地址寄存器AR和右端口的地址奇存器PC都使用2片74LS 1 63, 具有地址遞增的功能。同時，PC在以后的實驗當(dāng)中也起到程序計數(shù)器的作用。左右端 口的數(shù)據(jù)和左右端口

4、的地址都有特定的顯示燈顯示。存儲器地址和寫入數(shù)據(jù)都由實驗 臺操作板上的二進制開關(guān)分時給出。當(dāng)LDAR# = 0時，AR在T2時從DBUS接收來自S W7-SW 0的地址：當(dāng)AR+1=1 時，在T2存儲器地址加1。LDAR#和AR+ 1不能同時有效。在下一個時鐘周期，令 CEL#二0, LR/W#=0,則在T2的上升沿開始進行寫操作，將SW7SW07設(shè)置的數(shù)據(jù) 經(jīng)DBUS寫入存儲器。三、實驗任務(wù)1. 按圖3.2所示，將有關(guān)控制信號和二進制開關(guān)對應(yīng)接好，仔細復(fù)查一遍，然后 接通電源。2. 將二進制數(shù)碼開關(guān)SW7-SW0（SW0為最低位）設(shè)置為00H,將其作為存儲 器地址置入A R :然后將二進制開

5、關(guān)的OOH作為數(shù)據(jù)寫入RAM中。用這個方 法，向存儲器的1 OH、20H、30H、40H單元依次寫入10H、20H、30H 和 40H.3. 使用存儲器的左端口，依次將第2步存入的5個數(shù)據(jù)讀出，觀察各單元中存 入的數(shù)據(jù)是否正確.記錄數(shù)據(jù)。注意：禁止兩個或兩個以上的數(shù)據(jù)源同時向數(shù) 據(jù)總線上發(fā)送數(shù)據(jù)！在本實驗中，當(dāng)存儲器進行讀出操作時，務(wù)必將SW BUS# 的三態(tài)門關(guān)閉。而當(dāng)向AR送入數(shù)據(jù)時，雙端口存儲器也不能被選中.4. 通過存儲器的右端口，將第2步存入的5個數(shù)據(jù)讀出，觀察結(jié)果是否與第3步 結(jié)果相同.記錄數(shù)據(jù)。5. 雙端口存儲器的并行讀寫和訪問沖究.將CEL#、CER #同時置為0,使存儲器的左

6、右端口同時被選中.當(dāng)AR和PC的地 址不相同時，沒有訪問沖突；地址相同時，由于都是讀操作，也不會沖突.如果左右端 口地址相同，且一個進行讀操作，一個進行寫操作，就會發(fā)生沖突。檢測沖突的方法： 觀察兩個端口的“忙”信號輸出指示燈BUSYL#和BUSYR#。BUSYL#/BUSYR#燈亮（為 0）時，不一定發(fā)生沖究，但發(fā)生沖突時,BUSYL#/BUSYR#必定亮.四、實驗要求1. 做好實驗預(yù)習(xí)，掌握I DT7 1 32雙端口存儲器的功能特性和使用方法.2. 寫出實驗報告，內(nèi)容是：7 )/ )/ X712 3 4 /1 /1實驗?zāi)康?。實驗任?wù)3的數(shù)據(jù)表格。實驗任務(wù)4的數(shù)據(jù)表格。實驗任務(wù)5的檢測結(jié)果。

7、五、實驗步驟。1.置DP=1, DB二0,編程開關(guān)撥到正常位置。按電路圖要求，將有關(guān)控制信號和二進制開關(guān)對應(yīng)接好，反復(fù)檢查后，接通電源.數(shù)據(jù)通路LDAR#LDPC#CEL#LR/W #RAM BUS#CE R#SWBUS#電平開關(guān)K0K1K2K3K4K5K 6AR + 1和PC+1兩個信號接地。3. 將二進制數(shù)碼開關(guān)SW7SWO （SW0為最低位）設(shè)置為00H,將其作為存儲器 地址置入AR;然后將二進制開關(guān)的00H作為數(shù)據(jù)寫入RAM中.用這個方法， 向存儲器的10H, 20H, 30 H, 40H單元依次寫入1OH, 20H,3OH, 40H.任務(wù):將00H.10H, 20 H, 30H, 4

8、0H分別寫入存儲器單元OOH, 1OH, 20H, 3 OH, 40H.(1) 令 KO(LDAR#)二0, K2 (CEL#) =1, K4 (RAM BUS#) = 1 , K5(CER#) =1, K6(SW.BUS# )二0數(shù)據(jù)通路LDAR #LDPC#CEL#LR/W#RAM_BUS#C E R #SW_ BUS#電平開關(guān)KOK1K2K 3K 4K5K6狀態(tài)0X1X110置 SW7S W0=00 H,SW7SW6SW5SW4SW3SW2SW1SWO00000000按QD按鈕，將0 OH打入地址寄存器AR.(2) 令KO (LDAR#)=1, K2 (CEL#)二 0, K 3 (LR

9、/W #) =0, K4 (RAM BUS#) =1, K5 (CER#) =1, K6 (SW BUS #)二0數(shù)據(jù)通路LDAR#LDPC #CEL#LR/W#RAM BUS#CER#SW_B U s#電平開關(guān)K0K1K2K3K4K5K6狀態(tài)1X00110置 SW7-SW0=00H,SW7SW6SW5SW4SW3SW2SW1swo00000000按QD按鈕，將OOH寫入存儲器OOH單元。(3) 重復(fù)1和2,只是改變SW7-SW0分別為1 OH, 20H, 30H, 40H,分別將10H, 2OH,3OH, 40H寫入存儲器單元1 OH, 2OH, 30H, 40H.實驗數(shù)據(jù)記錄表：存儲單元地

10、 址存儲單元數(shù)據(jù)/ 指令OO HOOH1 OH1 OH20H2 OH3 OH30H4 OH4OH3o使用存儲器的左端口，依次將第2步存入的5個數(shù)據(jù)讀出，觀察各單元中存入的 數(shù)據(jù)是否正確.記錄數(shù)據(jù).(注意：禁止兩個或兩個以上的數(shù)據(jù)源同時向數(shù)據(jù)總線上 發(fā)送數(shù)據(jù)！在本實驗中，當(dāng)存儲器進行讀出操作時，務(wù)必將SW_BUS #的三態(tài)門關(guān)閉. 而當(dāng)向AR送入數(shù)據(jù)時，雙端口存儲器也不能被選中.)任務(wù)：從左端口讀出存儲器OOH, 1OH,2OH, 3OH, 40H的內(nèi)容.令 KO(LD AR#) = O, K2 (CEL#)=1, K4 (RAM BUS#)=1, K5(CER#) =1, K6 (SW_BUS

11、 #)二0.數(shù)據(jù)通路LDAR#LDPC#CEL#LR/W#RAM BUS#CER#SW_ BU s #電平開關(guān)KOK1K2K3K4K5K6狀態(tài)0X1X110置 SW7-SW0=0O H,SW7SW6SW5SW4SW3SW2SW1swo00000000按QD按鈕，將OOH打入地址寄存器AR(2)先令 K6(SW BUS#)=1,再令 K2(CEL#)=0, K3(LR/W#)=1, K4(RAM_BUS#) =0, K5(CER#)二1,則在數(shù)據(jù)總線DBUS上顯示出存儲器單元00H的內(nèi) 容 OOHo 重復(fù)1和2的方法，只是改變1中SW7SW0的值分別為10H, 20H,30H,40H, 則可在數(shù)

12、據(jù)總線DBUS上觀察到存儲器單元10H, 20H, 30H.4OH的內(nèi)容分 別為 1 OH, 2 0H, 30H,4OH.實驗結(jié)果記錄表1 :存儲單元地 址存儲單元數(shù)據(jù)/ 指令DBUS顯示結(jié)果OOHOOH0000000010H1 OH0001000020H20H0010000030 H30H0011000040H40H010000004. 通過存儲器的右端口，將第2步存入的5個數(shù)據(jù)讀出，觀察結(jié)果是否與第3步結(jié)果 相同。記錄數(shù)據(jù).任務(wù)：從右端口讀出存儲器OOH, 10H, 20H, 30H, 40H的內(nèi)容。令 K1(LDPC#)=0, K 2 (CEL #)=1, K4 (RAM BUS#)=1

13、, K5(CER#)=1, K6 (SW_BUS#) =0.數(shù)據(jù)通路LDAR#LDPC#CEL#LR/W#RAM BUS#CE R #SW. BUS#電平開關(guān)K0K1K2K3K4K5K6狀態(tài)X01X110置 SW7SWO=OOH,SW7SW6SW5SW4SW3SW2SW 1swo00000000按QD按鈕，將OOH打入PC.(2) 令 K6 (SW BUS#) =1, K2 (CEL#)=1, K5(CER#) =1,則在指令總線 IBU S上顯示出石儲器單元OOH的內(nèi)容0 OH。(3) 重復(fù)1和2的方法，只是改變1中SW7 SW0的值分別為10H, 20H, 30H, 40 H,則可在指令總

14、線IBUS上觀察到存儲器單元1OH,20H, 30 H, 40H的內(nèi) 容分別為 10H, 20H, 30H, 40H.實驗結(jié)果記錄表2:存儲單元地址存儲單元數(shù)據(jù)/ 指令I(lǐng)BUS顯示結(jié)果OOHOOH0000000010H10H0001000020H2 0 H0010000030H30H0011000040H40H010O00OO5.雙端口存儲器的并行讀寫和訪問沖突。令 KO(LDAR#)=O, K 1 (LDPC#)二0, K2 (CEL#)=1, K4 (RA M_BUS#)=1,K5(CER #)二 1 ,K6 (SW BUS#)二0數(shù)據(jù)通路LDAR#LDPC #C EL#LR/W#R A

15、M_ BU s#CE R#SW B U S#電平開關(guān)K0K 1K2K3K4K 5K6狀態(tài)001X110置 SW7-SWO=3OH,SW7SW6SW5SW4SW3SW2SW1swoO0110000按QD按鈕，將30H打入地址寄存器AR和程序計數(shù)器PC.(2) 置 K6 (SW BUS#) = 1 , K3 (LR/W#) =1, K4 (RAM BUS#)二0先令K5 (CER #)二 0, K2 (CEL#) =1,這時 BUSYL # 指令燈不亮。令 K2 (CEL#) =0,這 時BUSYL#指令燈亮，表示左端口在右端口之后和右端口同時對同一個地址讀, 數(shù)據(jù)總線DBUS顯示30H,指令總線

16、I BUS也顯示3 0H。再令K2 (CEL#) =1 , BUSYL #指示燈恢復(fù)不亮.(3) 置 K6 (SW_ BUS#) =1, K3 (LR/W#) = 1 , K4 (R AM_ BUS # )=0.先令 K2(CEL#)二0, K5 (CER#) = 1 ,這時BUS YR#指示燈不亮.令K5 (CER #)二0,這時BUS YR#指示燈亮，表 示右端口在左端口之后和左端口同時對同一個地址讀，數(shù)據(jù)總線DBUS顯示 30H,指令總線IBUS也顯示30H.再令K5(CER#)=1, BUSYR #指示燈 恢復(fù)不亮.(注意：將CEL#,CER#同時置為0,使存儲器的左右端口同時被選 中.當(dāng)AR和PC的地址不相同時