系統(tǒng)總線實驗報告

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2、*扇合犯嗲淀HEFEIUNIVERSITY實驗報告專業(yè)名稱計算機科學與技術課程名稱計算機組成與結構項目名稱具有基本輸入輸出功能的總線接口實驗班級學號姓名同組人員實驗日期2015-10-24IOMRR13WE一、實驗目的1.理解總線的概念及其特性；2.掌握控制總線的功能和應用。二、實驗邏輯原理圖與分析2.1實驗邏輯原理圖及分析由于存儲器和輸入、輸出設備最終是要掛接到外部總線上，所以需要外部總線提供數(shù)據(jù)信號、地址信號以及控制信號。在該實驗平臺中，外部總線分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線，分別為外設提供上述信號。外部總線和CPU內(nèi)總線之間通過三態(tài)門連接，同時實現(xiàn)丫內(nèi)外總

3、線的分離和對數(shù)據(jù)流向的控制。地址總線可以為外部設備提供地址信號和片選信號。由地址總線的高位進行譯碼，系統(tǒng)的I/O地址空間被分為四個區(qū)，如圖所示：A6A7A1YION151Y!INY12NA2YIVN111Y20NGINY2INY22NG2NY23NIOYOIOY1IOY2IOY31/0地址譯碼原理圖為了實現(xiàn)對于MEM和外設的讀寫操作，還需要一個讀寫控制邏輯，使得CPU能控制MEM和I/O設備的讀寫，實驗中的讀寫控制邏輯如下閣所示：C—XMRDc—XMWRoX1OWO—XIOR讀％摶制邏機:據(jù)通路圖及分析（畫出數(shù)據(jù)通路閣并作出分析）在理解讀寫控制邏輯的棊礎上設計一個總

4、線傳輸?shù)膶嶒灐嶒炈每偩€傳輸實驗框圖如下圖所示，它將幾種不同的設備掛至總線上，有存儲器、輸入設備、輸出設備、寄存器。這些設備都需要奮三態(tài)輸出控制，按照傳輸要求恰當奮序的控制它們，就可實現(xiàn)總線信息傳輸。分析：①輸入設備將一個數(shù)打入R0寄存器；②輸入設備將另一個數(shù)打入地址寄存器；③將R0寄存器中的數(shù)寫入到當前地址的寄存器中;④將當前地址的寄存器中的數(shù)用LH）數(shù)碼管顯示。、實驗數(shù)據(jù)和結果分析4.1實驗結果數(shù)據(jù)如圖所示⑴輸入設備將11H打入R0寄存器地址總線CPUALU=00A=00ALUB#B=0t)PC:00LOAW"fiLR0=11數(shù)據(jù)總線IWR個*lOWrfIiI

5、N1IOW#運行(1/1)控W倌號MR#MWft控制總線⑵將R0屮的數(shù)據(jù)11H打入寄存器01H單元⑶將當前地址的存儲器中的數(shù)寫入到R0寄存器中⑷將R0寄存器中的數(shù)用LED數(shù)碼管顯示控制總線4(5/5)4.2結果數(shù)據(jù)分析首先IN單元置00010001,K7,K6都罝為1，WR/RD/I0M為011且LDAR置為0,將IN單元中的數(shù)寫入R0中；接著將IN單元置00000001,K7為1,K6為0,WR/RD/I0M為011且LDAR置為1，將IN單元中的數(shù)寫入AR中;緊接著將K7、K6都置為0,WR/RD/I0M為100且LDAR置為0，將R0屮的數(shù)寫入MEM屮；然后將

6、IN單元置00000001，K7為1,K6為0,WR/RD/I0M為011且LDAR置為1,將IN單元中的數(shù)寫入AR中；接著將K7、K6都罝為1，WR/RD/I0M為010且LDAR罝為0,將MEM中的數(shù)寫入R0中;最后將K7、K6都置為0,WR/RD/I0M為101且LDAR置為0,將R0中的數(shù)寫入OUT中，操作結束。五、實驗問題分析、思考題與小結5.1實驗問題分析實驗要完整無錯誤的進行，首先要確保實驗接線圖連線的正確性才能確保在進行實驗時數(shù)據(jù)通路流向以及數(shù)據(jù)的的正確性，這樣才能到達實驗的目的；在進行實驗過程中需要理解每-步驟的原因，也加強自己的理解性和掌握程度；

7、在實驗過程屮活樹會遇到線路正確但數(shù)據(jù)錯誤，這能很有可能是自己連接線路有問題，所以在連接線路上一定要保證每條線是否正確。5.2思考題(1)IN_B=1、LDRO=1實現(xiàn)了什么數(shù)據(jù)通路？答：實現(xiàn)了TN單元到R0寄存器的數(shù)據(jù)通路。⑵如何實現(xiàn)IN單元的數(shù)據(jù)開關->BUS->AR->M的數(shù)據(jù)通路？答:K7為1,K6為0,WR/RD/IOM為011且LDAR置為1,將IN單元中的數(shù)寫入AR中。(3)如何實現(xiàn)R0->BUS->M(00100000B)的數(shù)據(jù)通路？答：將IN單元置為00100000,K7置為1,K6置為0;WR/RD/IOM為011,LDAR置為1，對IN單元進行讀

8、操作級即將數(shù)據(jù)總線的數(shù)2011打入到地址寄存器AR中;再將將K7、K6都置為0,WR/RD/IOM為100且LDAR罝為0,將R0中的數(shù)寫入MEM中即對存儲器進行寫操作。(4)如何實現(xiàn)M->BUS-〉Lm)的數(shù)據(jù)通路？答:接著將K7、K6都置為1,WR/RD/IOM為010且LDAR置為0,將MEM中的數(shù)寫入R0中;最后將K7、K6都置為0,WR/RD/IOM為101且LDAR置為0，將R0中的數(shù)寫入OUT中。(3)IN_B>LDRO、W/R、CS、LED_B、W/R(LED)是什么?答：N_B：IN單元的輸入開關；LDRO：控制K6即控制R0寄存器的輸入開關；