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2、*扇合犯嗲淀HEFEIUNIVERSITY实验报告专业名称计算机科学与技术课程名称计算机组成与结构项目名称具有基本输入输出功能的总线接口实验班级学号姓名同组人员实验日期2015-10-24IOMRR13WE一、实验目的1.理解总线的概念及其特性；2.掌握控制总线的功能和应用。二、实验逻辑原理图与分析2.1实验逻辑原理图及分析由于存储器和输入、输出设备最终是要挂接到外部总线上，所以需要外部总线提供数据信号、地址信号以及控制信号。在该实验平台中，外部总线分为数据总线、地址总线和控制总线，分别为外设提供上述信号。外部总线和CPU内总线之间通过三态门连接，同时实现丫内外总
3、线的分离和对数据流向的控制。地址总线可以为外部设备提供地址信号和片选信号。由地址总线的高位进行译码，系统的I/O地址空间被分为四个区，如图所示：A6A7A1YION151Y!INY12NA2YIVN111Y20NGINY2INY22NG2NY23NIOYOIOY1IOY2IOY31/0地址译码原理图为了实现对于MEM和外设的读写操作，还需要一个读写控制逻辑，使得CPU能控制MEM和I/O设备的读写，实验中的读写控制逻辑如下阁所示：C—XMRDc—XMWRoX1OWO—XIOR读％抟制逻机:据通路图及分析（画出数据通路阁并作出分析）在理解读写控制逻辑的棊础上设计一个总
4、线传输的实验。实验所用总线传输实验框图如下图所示，它将几种不同的设备挂至总线上，有存储器、输入设备、输出设备、寄存器。这些设备都需要奋三态输出控制，按照传输要求恰当奋序的控制它们，就可实现总线信息传输。分析：①输入设备将一个数打入R0寄存器；②输入设备将另一个数打入地址寄存器；③将R0寄存器中的数写入到当前地址的寄存器中;④将当前地址的寄存器中的数用LH）数码管显示。、实验数据和结果分析4.1实验结果数据如图所示⑴输入设备将11H打入R0寄存器地址总线CPUALU=00A=00ALUB#B=0t)PC:00LOAW"fiLR0=11数据总线IWR个*lOWrfIiI
5、N1IOW#运行(1/1)控W倌号MR#MWft控制总线⑵将R0屮的数据11H打入寄存器01H单元⑶将当前地址的存储器中的数写入到R0寄存器中⑷将R0寄存器中的数用LED数码管显示控制总线4(5/5)4.2结果数据分析首先IN单元置00010001,K7,K6都罝为1，WR/RD/I0M为011且LDAR置为0,将IN单元中的数写入R0中；接着将IN单元置00000001,K7为1,K6为0,WR/RD/I0M为011且LDAR置为1，将IN单元中的数写入AR中;紧接着将K7、K6都置为0,WR/RD/I0M为100且LDAR置为0，将R0屮的数写入MEM屮；然后将
6、IN单元置00000001，K7为1,K6为0,WR/RD/I0M为011且LDAR置为1,将IN单元中的数写入AR中；接着将K7、K6都罝为1，WR/RD/I0M为010且LDAR罝为0,将MEM中的数写入R0中;最后将K7、K6都置为0,WR/RD/I0M为101且LDAR置为0,将R0中的数写入OUT中，操作结束。五、实验问题分析、思考题与小结5.1实验问题分析实验要完整无错误的进行，首先要确保实验接线图连线的正确性才能确保在进行实验时数据通路流向以及数据的的正确性，这样才能到达实验的目的；在进行实验过程中需要理解每-步骤的原因，也加强自己的理解性和掌握程度；
7、在实验过程屮活树会遇到线路正确但数据错误，这能很有可能是自己连接线路有问题，所以在连接线路上一定要保证每条线是否正确。5.2思考题(1)IN_B=1、LDRO=1实现了什么数据通路？答：实现了TN单元到R0寄存器的数据通路。⑵如何实现IN单元的数据开关->BUS->AR->M的数据通路？答:K7为1,K6为0,WR/RD/IOM为011且LDAR置为1,将IN单元中的数写入AR中。(3)如何实现R0->BUS->M(00100000B)的数据通路？答：将IN单元置为00100000,K7置为1,K6置为0;WR/RD/IOM为011,LDAR置为1，对IN单元进行读
8、操作级即将数据总线的数2011打入到地址寄存器AR中;再将将K7、K6都置为0,WR/RD/IOM为100且LDAR罝为0,将R0中的数写入MEM中即对存储器进行写操作。(4)如何实现M->BUS-〉Lm)的数据通路？答:接着将K7、K6都置为1,WR/RD/IOM为010且LDAR置为0,将MEM中的数写入R0中;最后将K7、K6都置为0,WR/RD/IOM为101且LDAR置为0，将R0中的数写入OUT中。(3)IN_B>LDRO、W/R、CS、LED_B、W/R(LED)是什么?答：N_B：IN单元的输入开关；LDRO：控制K6即控制R0寄存器的输入开关；
