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《系統(tǒng)總線和具有基本輸入輸出功能的總線接口實驗報告》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、實驗報告成績:指導老師(簽名):課程名稱:計算機組成原理實驗項目名稱:系統(tǒng)總線和具有基本輸入輸出功能的總線接口實驗一、實驗?zāi)康?.理解總線的概念及其特性。2.掌握控制總線的功能和應(yīng)用。二、實驗設(shè)備與器件PC機一臺,TD-CMA實驗系統(tǒng)一套。三、實驗原理由于存儲器和輸入、輸出設(shè)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(shè)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)了內(nèi)外總線的分離和對于數(shù)據(jù)流向的控制。地址總
2、線可以為外部設(shè)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地址譯碼原理見圖4-1-1(在地址總線單元)。由于使用A6、A7進行譯碼,I/O地址空間被分為四個區(qū),如表4-1-1所示:圖4-1-1I/O地址譯碼原理圖表4-1-1I/O地址空間分配A7A6選定地址空間00IOY000-3F01IOY140-7F10IOY280-BF11IOY3C0-FF為了實現(xiàn)對于MEM和外設(shè)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(shè)備的讀寫,實驗中的讀寫控制邏輯如圖4-1-2所示,由于T3的參與,可以保
3、證寫脈寬與T3一致,T3由時序單元的TS3給出(時序單元的介紹見附錄2)。IOM用來選擇是對I/O設(shè)備還是對MEM進行讀寫操作,IOM=1時對I/O設(shè)備進行讀寫操作,IOM=0時對MEM進行讀寫操作。RD=1時為讀,WR=1時為寫。第6頁共6頁圖4-1-2讀寫控制邏輯在理解讀寫控制邏輯的基礎(chǔ)上我們設(shè)計一個總線傳輸?shù)膶嶒?。實驗所用總線傳輸實驗框圖如圖4-1-3所示,它將幾種不同的設(shè)備掛至總線上,有存儲器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、寄存器。這些設(shè)備都需要有三態(tài)輸出控制,按照傳輸要求恰當有序的控制它們,就可實現(xiàn)總線信息傳輸。圖4-1-3總線
4、傳輸實驗框圖四、實驗內(nèi)容與步驟2.基本輸入輸出功能的總線接口實驗。(1)根據(jù)掛在總線上的幾個基本部件,設(shè)計一個簡單的流程:①輸入設(shè)備將一個數(shù)打入R0寄存器。②輸入設(shè)備將另一個數(shù)打入地址寄存器。③將R0寄存器中的數(shù)寫入到當前地址的存儲器中。④將當前地址的存儲器中的數(shù)用LED數(shù)碼管顯示。(2)按照圖4-1-5實驗接線圖進行連線。(3)具體操作步驟圖示如下:進入軟件界面,選擇菜單命令“【實驗】—【簡單模型機】”,打開簡單模型機實驗數(shù)據(jù)通路圖。將時序與操作臺單元的開關(guān)KK1、KK3置為‘運行’檔,開關(guān)KK2置為‘單拍’檔,CON單元所有
5、開關(guān)置0(由于總線有總線競爭報警功能,在操作中應(yīng)當先關(guān)閉應(yīng)關(guān)閉的輸出開關(guān),再打開應(yīng)打開的輸出開關(guān),否則可能由于總線競爭導致實驗出錯),按動CON單元的總清按鈕CLR,然后通過運行程序,在數(shù)據(jù)通路圖中觀測程序的執(zhí)行過程。①輸入設(shè)備將11H打入R0寄存器。將IN單元置00010001,K7置為1,關(guān)閉R0寄存器的輸出;K6置為1,打開R0寄存器的輸入;WR、RD、IOM分別置為0、1、1,對IN單元進行讀操作;LDAR置為0,不將數(shù)據(jù)總線的數(shù)打入地址寄存器。連續(xù)四次點擊圖形界面上的“單節(jié)拍運行”按扭(運行一個機器周期),觀察圖形界面
6、,在T4時刻完成對寄存器R0的寫入操作。②將R0中的數(shù)據(jù)11H打入存儲器01H單元。將IN單元置00000001(或其他數(shù)值)。K7置為1,關(guān)閉R0寄存器的輸出;K6置為0,關(guān)閉R0第6頁共6頁寄存器的輸入;WR、RD、IOM分別置為0、1、1,對IN單元進行讀操作;LDAR置為1,將數(shù)據(jù)總線的數(shù)打入地址寄存器。連續(xù)四次點擊圖形界面上的“單節(jié)拍運行”按扭,觀察圖形界面,在T3時刻完成對地址寄存器的寫入操作。先將WR、RD、IOM分別置為1、0、0,對存儲器進行寫操作;再把K7置為0,打開R0寄存器的輸出;K6置為0,關(guān)閉R0寄存
7、器的輸入;LDAR置為0,不將數(shù)據(jù)總線的數(shù)打入地址寄存器。連續(xù)四次點擊圖形界面上的“單節(jié)拍運行”按扭,觀察圖形界面,在T3時刻完成對存儲器的寫入操作。①將當前地址的存儲器中的數(shù)寫入到R0寄存器中。將IN單元置00000001(或其他數(shù)值),K7置為1,關(guān)閉R0寄存器的輸出;K6置為0,關(guān)閉R0寄存器的輸入;WR、RD、IOM分別置為0、1、1,對IN單元進行讀操作;LDAR置為1,不將數(shù)據(jù)總線的數(shù)打入地址寄存器。連續(xù)四次點擊圖形界面上的“單節(jié)拍運行”按扭,觀察圖形界面,在T3時刻完成對地址寄存器的寫入操作。將K7置為1,關(guān)閉R0
8、寄存器的輸出;K6置為1,打開R0寄存器的輸入;WR、RD、IOM分別置為0、1、0,對存儲器進行讀操作;LDAR置為0,不將數(shù)據(jù)總線的數(shù)打入地址寄存器。連續(xù)四次點擊圖形界面上的“單節(jié)拍運行”按扭,觀察圖形界面,在T3時刻完成對寄存器R0的寫入操作。圖4-1-5