计算机组成原理实验__实验报告.doc

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1、《计算机组成原理》学生实验报告学院：基础学院专业：信息管理年级：2012学号：学生姓名：同组学生姓名：实验课程名称：计算机组成原理实验名称：系统总线和具有基本输入输出功能的总线接口实验指导教师：实验时间：2014.5.9实验地点：10栋21882014年5月9日一、实验目的与要求主要说明本实验要达到的目的和具体的要求（实验将实现的功能）1.理解总线的概念及其特征。2.掌握控制总线的功能和应用。二、实验设备PC机一台，TD-CMA实验系统一套。三、实验原理描述本实验的基本原理由于存储器和输入、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

2、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，同时实现了内外总线的分离和对于数据流向的控制。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地址译码原理如图4-1（在地址总线单元）。由于使用A6、A7进行译码，I/O地址空间被分为四个区，如表4-1所示8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图4-2所示，由于T3的参与，可以保证写脉宽与T3一致，T3由时序单元的T

3、S3给出（时序单元的介绍见附录2）。IOM用来选择是对I/O设备还是对MEM进行读写操作，IOM=1时对I/O设备进行读写操作，IOM=0时对MEM进行读写操作。RD=1时为读，WR=1时为写。8一、实验步骤给出实验过程中的详细步骤，其中实验接线请列出本实验所接的所有线1．读写控制逻辑设计实验。（1）按照图4-4实验接线图进行连线。首先将时序与操作台单元的开关KK1、KK3置为‘运行’档，开关KK2置为‘单拍’档，按动CON单元的总清按钮CLR，并执行下述操作。①对MEM进行读操作（WR=0，RD=1，IOM=0），此时E0灭，表示存储器读功能信号有效。②对MEM进行

4、写操作（WR=1，RD=0，IOM=0），连续按动开关ST，观察扩展单元数据指示灯，指示灯显示为T3时刻时，E1灭，表示存储器写功能信号有效。③对I/O进行读操作（WR=0，RD=1，IOM=1），此时E2灭，表示I/O读功能信号有效。④对I/O进行写操作（WR=1，RD=0，IOM=1），连续按动开关ST，观察扩展单元数据指示灯，指示灯显示为T38时刻时，E3灭，表示I/O写功能信号有效。2．基本输入输出功能的总线接口实验。一、实验结果给出本实验得到的有关结果和结论，并对有关实验现象进行讨论与讨论（1）根据挂在总线上的几个基本部件，设计一个简单的流程：①输入设备将一

5、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存储器中。④将当前地址的存储器中的数用LED数码管显示。（2）按照图4-5实验接线图进行连线。（3）具体操作步骤图示如下：进入软件界面，选择菜单命令“【实验】—【简单模型机】”，打开简单模型机实验数据通路图。将时序与操作台单元的开关KK1、KK3置为‘运行’档，开关KK2置为‘单拍’档，CON单元所有开关置0（由于总线有总线竞争报警功能，在操作中应当先关闭应关闭的输出开关，再打开应打开的输出开关，否则可能由于总线竞争导致实验出错），按动CON单元的总清按钮CLR，然后通过运行程

6、序，在数据通路图中观测程序的执行过程。①输入设备将11H打入R0寄存器。将IN单元置00010001，K7置为1，关闭R0寄存器的输出；K6置为1，打开R0寄存器的输入；WR、RD、IOM分别置为08、1、1，对IN单元进行读操作；LDAR置为0，不将数据总线的数打入地址寄存器。连续四次点击图形界面上的“单节拍运行”按扭（运行一个机器周期），观察图形界面，在T4时刻完成对寄存器R0的写入操作。②将R0中的数据11H打入存储器01H元。将IN单元置00000001（或其他数值）。K7置为1，关闭R0寄存器的输出；K6置为0，关闭R0寄存器的输入；WR、RD、IOM分别置

7、为0、1、1，对IN单元进行读操作；LDAR置为1，将数据总线的数打入地址寄存器。连续四次点击图形界面上的“单节拍运行”按扭，观察图形界面，在T3时刻完成对地址寄存器的写入操作。先将WR、RD、IOM分别置为1、0、0，对存储器进行写操作；再把K7置为0，打开R0寄存器的输出；K6置为0，关闭R0寄存器的输入；LDAR置为0，不将数据总线的数打入地址寄存器。连续四次点击图形界面上的“单节拍运行”按扭，观察图形界面，在T3时刻完成对存储器的写入操作。③将当前地址的存储器中的数写入到R0寄存器中。将IN单元置00000001（或其他数值），K7置为1。关