系统总线和具有基本输入输出功能的总线接口实验报告.docx
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系统总线和具有基本输入输出功能的总线接口实验报告
系统总线和具有基本输入输出功能的总线接口实验报告
实验报告
成绩:
指导老师(签名):
课程名称:
计算机组成原理
实验项目名称:
系统总线和具有基本输入输出功能的总线接口实验
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、实验设备与器件
PC机一台,TD-CMA实验系统一套。
三、实验原理
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地址译码原理见图4-1-1(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4-1-1所示:
图4-1-1I/O地址译码原理图
表4-1-1I/O地址空间分配
A7A6
选定
地址空间
00
IOY0
00-3F
01
IOY1
40-7F
10
IOY2
80-BF
11
IOY3
C0-FF
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4-1-2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TS3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。
1
2
3将R0中的数据11H打入存储器01H单元。
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。
4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”按扭,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、0,对存储器进行读操作;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,观察图形界面,在T3时刻完成对寄存器R0的写入操作。
图4-1-5实验接线图
注:
由于采用简单模型机的数据通路图,为了不让悬空的信号引脚影响通路图的显示结果,将这些引脚置为无效。
在接线时为了方便,可将管脚接到CON单元闲置的开关上,若开关打到‘1’,等效于接到‘VCC’;若开关打到‘0’,等效于接到‘GND’。
④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;再将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OUT单元的写入操作。
五、实验结果及分析
接线如图:
将IN单元数据写入RO:
LDAR置为0,不将数据总线的数打入地址寄存器
IOM=1时,对IO设备进行进行读写操作
将IN单元数据写入AR:
LDAR置为1,将数据总线的数打入地址寄存器
IOM=1时,对IO设备进行进行读写操作
将RO中数据写入MEM:
LDAR置为0,不将数据总线的数打入地址寄存器
IOM=0时,对MEM设备进行进行读写操作
六、实验总结
这个实验开始的时候就觉得很难,因为接线很复杂,请教了同学后,把原来接好的又拔了重接才接好,然后实验中问题不断,发现有两根线接错,做了很久才把实验做完。
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