數(shù)值計(jì)算方法實(shí)驗(yàn)三

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1、人’沖if*火會(huì)賣務(wù)報(bào)告學(xué)院（系）名稱：計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院姓名何謙學(xué)號(hào)20145499專業(yè)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)班級(jí)2014級(jí)3班實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)二：緩沖輸入/鎖存輸出實(shí)驗(yàn)課程名稱計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)課程代碼0669026實(shí)驗(yàn)時(shí)間2016年4月15日13:00-16：00實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)7-109批改意見(jiàn)成績(jī)教師簽字:一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.理解總線的概念及其特性，掌握控制總線的功能和應(yīng)用。2.熟悉典型輸入輸出接口電路的基本組成，驗(yàn)證典型輸入輸出接口電路的工作方式。二、實(shí)驗(yàn)要求按照實(shí)驗(yàn)步驟完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，利用總線完成數(shù)據(jù)的輸入/輸出操作。三、

2、實(shí)驗(yàn)原理IOYOIOYII0Y2I0Y3由于存儲(chǔ)器和輸入、輸出設(shè)備最終是要掛接到外部總線上，所以需要外部總線提供數(shù)據(jù)信號(hào)、地址信號(hào)以及控制信號(hào)。在該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中，外部總線分為數(shù)據(jù)總線、地址總線、和控制總線，分別為外設(shè)提供上述信號(hào)。外部總線和CPU內(nèi)總線之間通過(guò)三態(tài)門連接，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了內(nèi)外總線的分離和對(duì)于數(shù)據(jù)流向的控制。地址總線可以為外部設(shè)備提供地址信號(hào)和片選信號(hào)。由地址總線的高位進(jìn)行譯碼，系統(tǒng)的I/O地址譯碼原理見(jiàn)圖1（在地址總線單元）。由于使用A6、A7進(jìn)行譯碼，I/O地址空間被分為四個(gè)區(qū)，如表1所示：A7A6選定

3、地址空間001OY000-3F011OY140-7F101OY280-BFIIIOY3CO-FF表1I/O地址空間分恥為了實(shí)現(xiàn)對(duì)于MEM和外設(shè)的讀寫操作，還需要一個(gè)讀寫控制邏輯，使得CPU能控制MEM和I/O設(shè)備的讀寫，實(shí)驗(yàn)中的讀寫控制邏輯如圖2所示，由于T3的參與，可以保證寫脈寬與T3—致，T3由AfKI)XlfW時(shí)序單元的TS3給出（時(shí)序單元的介紹見(jiàn)第三章3.3系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)單元電路中6.時(shí)序與操作臺(tái)單元部分）。IOM用來(lái)選擇是對(duì)I/O設(shè)備還是對(duì)MEM進(jìn)行讀寫操作，IOM=1時(shí)對(duì)I/O設(shè)備進(jìn)行讀寫操作，IOM=0

4、時(shí)對(duì)MEM進(jìn)行讀寫操作。RD=1時(shí)為讀，WR=1時(shí)為寫。圖2讀寫控利邏輯在理解讀寫控制邏輯的基礎(chǔ)上我們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)總線傳輸?shù)膶?shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)所用總線傳輸實(shí)驗(yàn)框圖如圖3所示，它將幾種不同的設(shè)備掛至總線上，有存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、寄存器。這些設(shè)備都需要有三態(tài)輸出控制，按照傳輸要求恰當(dāng)有序的控制它們，就可實(shí)現(xiàn)總線信息傳輸。總線圖3總線鋝褕實(shí)驗(yàn)樞困四、實(shí)驗(yàn)步驟1.讀寫控制邏輯設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，(1)按照?qǐng)D4實(shí)驗(yàn)接線圖進(jìn)行連線。(2)具體操作步驟圖示如下：首先將時(shí)序與操作臺(tái)單元的開(kāi)關(guān)KK1、KK3置為‘運(yùn)行’檔，開(kāi)關(guān)KK2置為‘單拍’

5、檔，按動(dòng)CON單元的總清按鈕CLR，并執(zhí)行下述操作。①對(duì)MEM進(jìn)行讀操作(WR=(),RD=1,I()M=0),此時(shí)E0滅，表示存儲(chǔ)器讀功能信號(hào)有效。②對(duì)MEM進(jìn)行寫操作(WR=1,RD=0,IOM=0),連續(xù)按動(dòng)開(kāi)關(guān)ST，觀察擴(kuò)展單元數(shù)據(jù)指示燈，指示燈顯示為T3時(shí)刻時(shí)，E1滅，表示存儲(chǔ)器寫功能信弓有效。③對(duì)I/O進(jìn)行讀操作(WR=0，RD=1,IOM=1)，此時(shí)E2滅，表示I/O讀功能信號(hào)科效。時(shí)序與操作臺(tái)TS1吶元：CLKO繡--Oft制總線TS1--O-1④對(duì)I/O進(jìn)行寫操作(WR=1,RL)=O,IOM=

6、1),連續(xù)按動(dòng)開(kāi)關(guān)ST，觀察擴(kuò)展單元數(shù)據(jù)指示燈，指示燈顯示為T3時(shí)刻時(shí)，E3滅，表示I/O寫功能信號(hào)有效，2.基本輸入輸出功能的總線接口實(shí)驗(yàn)。(1)根據(jù)掛在總線上的幾個(gè)基本部件，設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的流程：①輸入設(shè)備將一個(gè)數(shù)打入R0寄存器。②輸入設(shè)備將另一個(gè)數(shù)打入地址寄存器。③將R0寄存器中的數(shù)寫入到當(dāng)前地址的存儲(chǔ)器中。④將當(dāng)前地址的存儲(chǔ)器中的數(shù)用LED數(shù)碼管顯示。(2)按照?qǐng)D5實(shí)驗(yàn)接線圖進(jìn)行連線。(3)具體操作步驟圖示如下：進(jìn)入軟件界面，選擇菜單命令“【實(shí)驗(yàn)】一【簡(jiǎn)單模型機(jī)】”，打開(kāi)簡(jiǎn)單模型機(jī)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通路圖。將時(shí)序與操

7、作臺(tái)單元的開(kāi)關(guān)KK1、KK3置為‘運(yùn)行’檔，開(kāi)關(guān)KK2置為‘單拍’檔，CON單元所有開(kāi)關(guān)置0(由于總線有總線競(jìng)爭(zhēng)報(bào)警功能，在操作中應(yīng)當(dāng)先關(guān)閉應(yīng)關(guān)閉的輸出開(kāi)關(guān)，再打開(kāi)應(yīng)打開(kāi)的輸出開(kāi)關(guān)，否則可能由于總線競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)出錯(cuò))，按動(dòng)CON單元的總清按鈕CLR，然后通過(guò)運(yùn)行程序，在數(shù)據(jù)通路圖中觀測(cè)程序的執(zhí)行過(guò)程。①輸入設(shè)備將11H打入R0寄存器。將IN單元置00010001,K7置為1,關(guān)閉R0寄存器的輸出；K6置為1,打開(kāi)R0寄存器的輸入；WR、RD、IOM分別置為0、1、1,對(duì)IN單元進(jìn)行讀操作；LDAR置為0,不將數(shù)據(jù)

8、總線的數(shù)打入地址寄存器。連續(xù)四次點(diǎn)擊圖形界面上的“單節(jié)拍運(yùn)行”按扭(運(yùn)行一個(gè)機(jī)器周期)，觀察圖形界面，在T4時(shí)刻完成對(duì)寄存器R0的寫入操作。②將R0中的數(shù)據(jù)11H打入存儲(chǔ)器01H單元。將IN單元置00000001(或其他數(shù)值)。K7置為1,關(guān)閉R0寄存器的輸出；K6置為0，關(guān)閉R0寄存器的輸入；WR、RD、IOM分別置為0、1、1,對(duì)IN單元進(jìn)行讀操作；LDAR置為1,將