计算机组成原理实验一课案.doc

计算机科学与技术系 实 验 报 告 专业名称 计算机科学与技术 课程名称 计算机组成原理 项目名称 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 无 实验日期 2016年5月5日 一、实验目的与要求 （一）实验目的: 理解总线的概念及其特性 掌握控制总线的功能和应用 （二）实验要求: 实验之前，应认真准备，写出实验步骤和具体设计内容，否则实验效率会很低，一次实验时间根本无法完成实验任务； 应在实验前掌握所以控制信号的作用，写出实验预习报告并带入实验室； 实验过程中，应认真进行实验操作，既不要因为粗心造成短路等事故而损坏设备，又要自习思考实验有关内容； 实验之后，应认真思考总结，写出实验报告，包括实验步骤和具体实验结果，遇到的问题和分析与解决思路。还应写出自己的心得体会，也可以对教学实验提出新的建议等。实验报告要上交老师。 实验前写预习报告。 二、实验逻辑原理图与分析 2.1 画实验逻辑原理图 2.2 逻辑原理图分析 读写控制器逻辑可以让CPU能控制MEM和I/O设备的读写。当RD=1，IOM=1时，CPU对I/O设备进行读操作，RD=1，IOM=0时，对MEM进行读操作。T3=1，IOM=0，WR=1时对MEM单元进行写操作；T3=1，IOM=1，WR=1时，对I/O设备进行写操作。 在总线传输实验框图中，共可分为5各模块，数据输入开关、地址寄存器AR、存储器RAM，数码管显示LED和R0寄存器。这些设备都需要有三态输出控制，按照传输要求恰当有序的控制它们，就可实现总线信息传输。外部总线包括数据总线，地址总线和控制总线，分别为外设提供数据信号，地址信号和控制信号，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。地址总线可为外设提供地址信号和片选信号。 三、 数据通路图及分析 (画出数据通路图并作出分析) 将IN单元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0、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”按钮（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。 将IN单元置或其他数值）。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”按钮（运行一个机器周期），观察图形界面，在T4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”按钮（运行一个机器周期），观察图形界面，在T3时刻完成对存储器的写入操作。 将当前地址的存储器中的数据写入到R0寄存器中。 将IN单元置或其他数值），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分别置为0、1、1，对IN单元进行读操作；LDAR置为1，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”按钮（运行一个机器周期），观察图形界面，在T3时刻完成对地址寄存器的写入操作。 将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0、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。 将R0寄存器中的数用ＬＥＤ数码管显示。先将WR、RD、IOM分别置为1、0、1，对out单元进行写操作；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”按钮（运行一个机器周期），观察图形界面，在T3时刻完成对存储器的写入操作。 四、实验数据和结果分析 4.1实验结果数据 LED显示：11 4.2结果数据分析 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