实验五存储器读写实验

一、实验目的

(1)掌握存储器的工作特性。

(2)熟悉静态存储器的操作过程，验证存储器的读写方法。

三、实验过程

1.连线

(1)连接实验一(输人、输出实验)的全部连线。

(2)按实验逻辑原理图连接两根信号低电平有效信号线。

(3)连接A7—A0 8根地址线。

(4)连接13-AR正脉冲有效信号线。

2.顺序写入存储器单元实验操作过程

(1)把B-AR控制开关拨到0(因此信号是正脉冲有效)，把其他控制开

关全部拨到1, 使全部控制信号都处于无效状态。

(2)在输人数据开关上拨一个地址数据(如00000001,即16进制数

01H)，拨下 开关，把地址数据送总线。

(3)拨动一下B-AR开关，实现“0—1 —0”，产生一个正脉冲，把地址数

据送地址寄存 器(AR)保存。

(4)在输人数据开关上拨一个实验数据(如10000000,即16进制数

80H),拨下控制开关，把实验数据送到总线。

(5)拨动控制开关,即实现“1—0-1”，产生 一个负脉冲，把实验数据存

人存储器的01H号单元。

(6)按表2-11所示的地址数据和实验数据，重复上面(1)、(2)、

3.顺序读出存储器单元实验操作过程

(1)在输人数据开关上拨一个地址数据(如00000001，即16进制数

01H),拨下开关把地 址数据送总线。

(2)拨动一下B-AR开关，即实现“0_1_0”，产生一个正脉冲，把地址

数据送地址寄 存器(AR)保存。

(3)把汉H开关拨上，切断输人开关与总线的联系。

(4)拨下控制开关，把实验数据从存储器的01H号单元读出送总线，验证

实验数 据是否与表5. 11中的内容相符合。

(5)拨动开关，即实现“1_0_1”，产生一个负脉冲，把从存储器读出的

实验数据 从总线送输出显示电路I.7—L0。

(6)拨上Ml控制开关，使存储器处于保持状态。

(7)重复上面的(1)-(6)6个步骤，按顺序从地址01H—05H的存储器单

元中读出实 验数据送输出显示电路L7—L0,验证读出数据与表2-11中的内容是否相符。

4.随机读出存储器单元实验操作过程

重复上面(1)—(6) 6个步骤，分别从地址36H，25H,03H 3个不连续的存储器单元中 读出数据，验证实验数据是否与表2-11中的内容相符合，注意地址25H这个存储申元中 没有写人过实验数据，读出的内容应是随机值。

三．结果与总结

实验六 总线数据传送控制实验

一实验目的

1.理解总线的概念,作用和特性

2.掌握用总线控制数据传送的方法

二实验步骤

连接实验线路，检查无误后接通电源。

输入一个数据，放入某个寄存器中。

将该寄存器中的数据进行一位运算。结果在OUTPUT/INPUT UNIT的输出设备(OUTPUT DEVICE)发光管上显示，同时观察移位标志的值

1.拨控制信号为初始状态I/O-R=1,RO-B=1,299-B=1,I/O-W=1,B-RO=0

2.拨输入数据控制开关，将输入数据送上总线I/O-R=0，拨B-RO得到一个脉冲

3.输入控制信号I/O-R=1

4.打开RO寄存器的输出信号RO-B=0数据送上总线

5.置299寄存器为装数状态S1S0=11.拨T4得到一个脉冲。

6.关闭RO寄存器的俄输出心不好RO=B=1.置S1S0=00.保持状态。打开299数据输出开关299-B=0

7.置299寄存器为循环左移操作状态MS1S0=001

8.拨T4 得到一个脉冲。

9.开控制信号I/O-W=0，输出显示总线上的数据。

三实验数据

1.

2.

3. 输入数据94H=10010100，放入寄存器RO中 将数据RO中的数据带进位循环左移一位，结果在OUTPUT/INPUT UNIT 的输将RO中的数据循环右移一位。结果在OUTPUT/INPUT UNIT 的输出设备出设备(OUTOUT DEVICE )上显示，同时观察进位标志位CY的值。 (OUTOUT DEVICE )发光管上显示。同时观察进位标志位ＣＹ的值。

四实验结果

实验七 脱机方式下微代码装入与执行实验

一实验目的

通过微程序的编制.装人、执行，验证微程序控制器控制的工作方法。

观察微程序的运行过程，为进行简单模型计算机实验作准备。

二实验步骤

在以前的实验中，对组成计算机的各个部件的控制是手工按一定步骤一步步进行的， 在模拟计算机实验中这些手工操作的动作被取代为由微程序控制器来控制，一步手工操作 对应转换成一个微指令动作，微指令动作由不同的时序脉冲信号驱动，把这些微指令动作 定义为一条微指令，执行这个微指令所需的时序脉冲(T1 一 T4)周期称为微指令周期。不同 形式的微程序控制器的微指令周期是不同的。

连线后把时钟单元(CU)CK UNIT>的Tl -T4接到微程序控制单元(MAIN CONTROL UNIT〉的T1—T4。用另根线把时钟单元(CLOCK UNIT)的T4接到微程序控制单元 (MAIN CONTROL UNIT)的 T4。

把手动控制开关单元(MANUAL UNIT)的MA6—MA0接到微程序控制单元 (MAIN CONTROL UNIT〉的 MA6—MA0。

写入微代码操作过程

拨动一下OT开关，即实现“1_0_1”，产生一个清除脉冲，使微程序控制单元 (MAIN CONTROL UNIT)初始化。

把微程序控制单元(MAIN CONTROL UNIT)右上角的编程开关置于“PROG” 状态。 把时钟单元(CLOCK UNIT)的RUN/STEP开关置于“STEP”状态。

在手动控制单元(MANUAL UNIT)的MA6—MA0开关上拨入微控制存储器地 址MA6—MA0,按表2 - 15从00H开始。

在微程序控制单元(MAIN CONTROL UNIT)的微指令代码开关MK23—MK0上按 表2 - 15的内容拨人24位的微指令代码，微指令代码显示灯上显示拨人的微指令代码。

按动时钟单元(CLOCK UNIT)的“START”按键，产生一组时序信号(T1—T4), 作用是把微指令代码开关MK23—MK0上的24位的微指令代码写人MA6—MA0指定的 微程序控制存储器(2816)单元屮，并显示MA6—MA0微程序控制存储器地址。

把MA6—MA0开关上的微控制存储器地址加1,变成01H,02H”。

三实验数据与结果

实验八 简单模型计算机实验

一、实验目的

(1)通过实验分析简单模型机结构，了解计算机工作原理。

(2)掌握计算机微程序控制器的控制方法，掌握计算机指令执行过程。

二、实验过程

1.连线

按实验逻辑原理图连接以下控制信号。

(1)时钟单元(CLOCK UNIT)的T1—T4接到微程序控制单元(MAIN CONTROL UNIT)的 T1—T4。

(2)手动控制开关单元(MANUAL UNIT)的KB、KA接到指令单元(INS UNIT)的 KB、KA。

(3)指令单元(INS UNIT)的J(l)—J(5)、SE6—SE〇、B-IR接到微程序控制单元 (MAIN CONTROL UNIT)的 J(1)-J(5)、SE6—SE0、B-IR。

(4)输人/输出单元(INPUT/OUTPUT UNIT)IU^W、RT^K接到微程序控制单元 (接到地址单元(ADDRESS UNIT)的A7-A0。

(5)主存储器单元(MEM 接到微程序控制单元(MAIN CONTROLUNIT)的A7—AO 接到地址单元(ADDRESS UNIT)的 A7—AO。

(6)地址单元(ADDRESS UNIT)的B-AR接到微程序控制申-元 (MAIN CONTROL UNIT)的 B-AR、B - PC、PC+1、PC - B。

(7)通用寄存器单元(REG UNIT)的B-R0、R0-B接到微程序控制单元(MAIN CONTROL UNIT)的 B-DR、DR-B。

(8)把算术逻辑单元接到微程序控制单元(MAIN CONTROL UNIT)的 B-DA1,B-DA2, ALU – B。

2.写入、检验微代码操作

这项操作与实验七的操作过程相同。

3.装入机器指令汇编程序操作

(1)微程序控制单元(MAIN CONTROL UNIT)编程开关置于“RUN”状态。

(2)手动控制开关单元(MANUAL UNIT)的“STEP/RUN”开关置于“STEP”状态。

(3)手动控制开关单元(MANUAL UNIT)的KA,KB开关置于1、0写主存储器状态。

(4)拨动CES开关从1 一0— 1,产生一个负脉冲，清零程序计数器PC、微地址寄存器。

(5)按动“START”按钮一次，从微程序控制存储器的00H微地址开始执行微指令，暂 停在0AH微地址处。

(6)此时在输人数据开关上拨人实验用机器指令汇编程序表中对应00H地址的指令 码C0H,接着第二次按动“START”按钮，暂停在0FH微地址处；第三次按动“START”按 钮，暂停在1CH微地址处；第四次按动“START”按钮，暂停在丨DH微地址处，此时机器指 令汇编的第一个字节已写人存储器，程序计数器PC已加1为01H;第五次按动“START” 按钮，暂停在0AH微地址处，开始写机器指令汇编程序第二个字节。

(7)第六至九次按动“START”按钮的作用与第二至五次按动“START”按钮的作用类 似，当微地址为0AH时，在输人数据开关上拨人下_个机器指令汇编程序字节，程序计数 器PC不断加1,反复操作第(6)步直至全部机器码送人主存储器为止。

4.检查机器指令汇编程序操作

(1)微程序控制单元(MAIN CONTROL UNIT)编程开关置于“RUN”状态。

(2)手动控制开关单元(MANUAL UNIT)的“STEP/RUN”开关置于“STEP”状态。

(3)手动控制开关单元(MANUAL UNIT)的KA、KB开关置于0、1写主存储器状态。

(4)拨动Cm开关从1—0—1,产生一个负脉冲，清零程序计数器PC、微地址寄存器。

(5)按动“START”按钮一次，从微程序控制存储器的00H微地址开始执行微指令，暂 停在09H微地址处。

(6)第二次按动“START”按钮，暂停在0CH微地址处，此时程序计数器PC加1为 01H,指示的是下一次读主存储器的地址，当前读主存储器的地址为00H;接着第三次按动 “START”按钮,暂停在0DH微地址处;第四次按动“START”按钮,暂停在0EH微地址处。 第五次按动“START”按钮，暂停在09H微地址处，此时输出显示灯上显示主存储器00H 单元中的数据."I与表2-26中的数据比较。

(7)第六至九次按动“START”按钮的作用与第二至五次按动“START”按钮的作用类 似，在0CH微地址处，程序计数器PC加1，在09H微地址处显示主存储器相应单元中的数 据，反复操作第 (6)步直至全部机器码读出检査完为止。

(8)如果主存储器中数据与表2-26中的数据不符，则回到第3步装人机器指令汇编 程序的操作过程，重新向主存储器写人正确数据。

5.单步运行机器指令汇编程序

(1)微程序控制单元(MAIN CONTROL UNIT)编程开关置于“RUN”状态。

(2)手动控制开关单元(MANUAL UN丨T)的“STEP/RUN”开关置于“STEP”状态。

(3)手动控制开关单元(MANUAL UNIT)的KA、KB开关置于1、1或0、0运行机器 码状态。

(4)拨动开关从1—0 —1，产生一个负脉冲，清零程序计数器PC、微地址寄存器。

(5)按动“START”按钮一次，从微程序控制存储器的00H微地址开始执行微指令，暂 停在08H或0BH微地址处；第二次按动“START”按钮，暂停在01丨丨微地址处，开始执行 机器指令的公共操作。

(6)第三次按动“START”按钮，暂停在02H微地址处；第四次按动“START”按钮，暂 停在03H微地址处；接着第五次按动“START”按钮，暂停在10H微地址处，准备各条机器 指令的散转。

(7)接下来微地址随着主存储器中机器指令汇编程序指令的不同而作不同的变化，实 验者可根据表2-26和表2-15中的内容观察各部件的动作变化。

6.连续运行机器指令汇编程序

(1)微程序控制单元(MAIN CONTROL UNIT)编程开关置于“RUN”状态。

(2)手动控制开关单元(MANUAL UNIT〉的“STEP/RUN”开关置于“RUN”状态。

(3)手动控制开关单元(MANUAL UNIT)的KA、KB开关置于1、1或0、0运行机器 码状态。

(4)拨动CER开关从1_0_1.产生一个负脉冲，清零程序计数器PC、微地址寄存器。

(5)按动“START”按钮一次，模型计算机将自动执行表2-26中的机器指令汇编程序，程序功能是对输人数据开关上的数据进行连续加操作，若在输人数据开关上拨01H,则 进行连续加“1”操作;若拨03H,则进行连续加“3”操作。

总结

经过本次试验，我明白到了做计算机组成原理的实验首先一定要注意线路的连接。有些要对应的要一一对应，我一开始因为没注意，弄得数据不正确，还有要注意操作方法等等。总的来说这次做的实验还是比较成功的，我掌握了算术逻辑运算器单元ALU(74LS181)的工作原理并熟悉了怎样输入输出数据和验算由74LS181等组合逻辑电路的运算功能发生器运算功能等实验步骤和要求