系统总线和具有基本输入输出功能的总线接

四川大学锦江学院实验报告学号：_100510119姓名:钟霖专业：计算机科学与技术班级：10级计科第12周课程名称计算机组成原理实验实验课时4实验项目系统总线和具有基本输入输出功能的总线接口实验实验时间2012-11-23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。实验环境西安唐都TD－CMX实验仪器一套、PC机一台实验内容（算法、程序、步骤和方法）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：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。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。实验步骤：1.读写控制逻辑设计实验。1)按照图4-1-4实验接线图进行连线。2)具体操作步骤图示如下：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T3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4-1-5实验接线图进行连线。3)具体操作步骤图示如下：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，然后通过运行程序，在数据通路图中观测程序的执行过程。[1]输入设备将20H打入R0寄存器。[2]将R0中的数据20H打入存储器32H单元。[3]将当前地址的存储器中的数写入到R0寄存器中。[4]将R0寄存器中的数用LED数码管显示。数据记录和计算IN单元置数据（00100000）将IN单元中的数写入R0IN单元置数据（00110010）将IN单元中的数写入AR将R0中的数写入MEMIN单元置数据（00110010）将IN单元中的数写入AR将MEM中的数写入R0将R0中的数写入OUT单元数据（学号）地址20H32H结论（结果）小结指导老师评议成绩评定：指导教师签名：