计算机组成原理-实验1静态随机存储器实验

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计算机组成原理实验报告实验名称：静态随机存储器实验 实验类型：验证型实验环境：PC + TD-CMA实验系统 指导教师：专业年级：姓 名：学 号：实验地点：实验日期： 实验成绩 ：6一、 实验目的：掌握静态随机存储器 RAM 工作特性及数据的读写方法 二、 实验过程实验原理实验所用的静态存储器由一片 6116(2K×8bit)构成(位于 MEM 单元)，如图 2-1-1所示。 6116 有三个控制线： CS(片选线)、 OE(读线)、 WE(写线)，其功能如表 2-1-1所示，当片选有效(CS=0)时， OE=0 时进行读操作， WE=0 时进行写操作，本实验将 CS 常接地。图 2-1-1 SRAM 6116 引脚图由于存储器(MEM)最终是要挂接到 CPU 上，所以其还需要一个读写控制逻辑，使得 CPU能控制 MEM 的读写，实验中的读写控制逻辑如图 2-1-2 所示，由于 T3 的参与，可以保证 MEM的写脉宽与 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 还是对 MEM 进行读写操作， RD=1 时为读， WR=1 时为写。实验原理图如图 2-1-3 所示，存储器数据线接至数据总线，数据总线上接有 8 个 LED灯显示 D7„D0 的内容。地址线接至地址总线，地址总线上接有 8 个 LED 灯显示 A7„A0 的内容，地址由地址锁存器(74LS273，位于 PC&AR 单元)给出。数据开关(位于 IN 单元)经一个三态门(74LS245)连至数据总线，分时给出地址和数据。地址寄存器为 8 位，接入 6116的地址 A7„A0， 6116 的高三位地址 A10„A8 接地，所以其实际容量为 256 字节。图 2-1-3 存储器实验原理图实验箱中所有单元的时序都连接至时序与操作台单元， CLR 都连接至 CON 单元的 CLR 按钮。实验时 T3 由时序单元给出，其余信号由 CON 单元的二进制开关模拟给出，其中 IOM 应为低(即 MEM 操作)， RD、 WR 高有效， MR 和 MW 低有效， LDAR 高有效。 (1) 关闭电源，连接实验电路，并检查无误。(2) 将时序与操作台单元的开关 KK2 置为‘单拍’档,开关 KK1、 KK3 置为‘运行’档。(3) 将 CON 单元的 IOR 开关置为 1(使 IN 单元无输出)，打开电源开关，如果听到有‘嘀’报警声，说明有总线竞争现象，应立即关闭电源，重新检查接线，直到错误排除。 (4) 给存储器的 00H、 01H、 02H、 03H、 04H 地址单元中分别写入数据 11H、 12H、 13H、14H、 15H。由前面的存储器实验原理图(图 2-1-3)可以看出，由于数据和地址由同一个数据开关给出，因此数据和地址要分时写入，先写地址，具体操作步骤为：先关掉存储器的读写(WR=0， RD=0)，数据开关输出地址(IOR=0)，然后打开地址寄存器门控信号(LDAR=1)，按动 ST 产生 T3 脉冲，即将地址打入到 AR 中。再写数据，具体操作步骤为：先关掉存储器的读写(WR=0， RD=0)和地址寄存器门控信号(LDAR=0)，数据开关输出要写入的数据，打开输入三态门(IOR=0) ，然后使存储器处于写状态(WR=1， RD=0， IOM=0)，按动 ST 产生T3 脉冲，即将数据打入到存储器中。写存储器的流程如图 2-1-5 所示(以向 00 地址单元写入 11H 为例)： (5) 依次读出第 00、 01、 02、 03、 04 号单元中的内容，观察上述各单元中的内容是否与前面写入的一致。同写操作类似，也要先给出地址，然后进行读，地址的给出和前面一样，而在进行读操作时，应先关闭 IN 单元的输出(IOR=1)，然后使存储器处于读状态(WR=0，RD=1， IOM=0)，此时数据总线上的数即为从存储器当前地址中读出的数据内容。读存储器的流程如图 2-1-6 所示(以从 00 地址单元读出 11H 为例)： 三、 实验结果以给地址为15H(00010101)的单元写入42H(01000010)为例,从二进制地址单元输入00010产生脉冲将地址打入AR中,对应的代表地址的指示灯亮,地址输入成功;从二进制地址单元输入要写入的数据01000010,数据开关输出要写入的数据,打开输入三态门,存储器处于写状态,按动ST产生T3脉冲,即将数据打入到存储器中,对应的指示灯亮,数据写入成功。四、 讨论与分析A. 思考题：由两片 6116(2K*8)怎样扩展成(2K*16)或(4K*8)的存储器？怎样连线？ 2片6116构成2k*16位存储器：把地址线并起来，2片6116的8根+8根数据线分别接d0 d1 d2 ......d15B. 小结：1. 总线存在竞争后，会有滴的声音，此时应该关闭电源，检查路线2. 2.偶尔会出现线插反，导致实验结果出现差错五、 实验者自评刚开始由于想快点连完线，好做实验，结果导致线连错了，做实验时检查半天不知道为什么出错了，最后把线重新检查一遍后，找到错误。通过第一次实验的教训，以后连接线的时候都会慢慢来连，以确保不会出错。通过本次实验，自己还对RAM静态存储己制有了更形象的了解。六、 附录：关键代码无 关 键 词： 实验 随机 静态 原理 组成 存储器 计算机

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