计算机组成原理-总线与微命令实验——沐雨先生

一、实验目的及原理

1.理解总线的概念和作用。

2.连接运算器与存储器，熟悉计算机的数据通路。

3.理解微命令与微操作的概念。

二、实验要求

1.做好实验预习，读懂实验电路图，熟悉实验元器件的功能特性和使用方法。

2.按照实验内容与步骤的要求进行实验，对预习时填写好的微命令进行验证与调试，遇到问题请冷静、独立思考，认真仔细地完成实验。

3.完成实验报告。

三、实验电路

本实验使用的主要元器件有: 4位算术逻辑运算单元74LS181,8位数据锁存器74LS273,三态输出的总线收发器74LS245，2K×8静态随机存储器6116，时序发生器，与非门、与门、开关、指示灯等。
时序发生器用于产生四个等间隔时序信号T1、T2、T3和T4。在本虚拟实验系统中，连续发出的一轮T1~T4时序信号对应一个CPU周期。图5.1为时序发生器的简单电路连接图,其中，Ts为时钟源输入信号，Stop为停止信号，Start 为开始信号，Step为单步运行信号。在Step=0时，单击Start连接的单脉冲按钮，时序信号T1~T4会周而复始地发送出去，时序发生器处于连续运行状态，若此时单击Stop按钮,发送完此周期时序信号后就会停机。在Step=1时，处于单步运行状态，即每发送完一个CPU周期时序信号就自动停机。本实验使用单步运行方式。
本实验使用的主要元器件有: 4位算术逻辑运算单元74LS181,8位数据锁存器74LS273,三态输出的总线收发器74LS245，2K×8静态随机存储器6116，时序发生器，与非门、与门、开关、指示灯等。芯片详细说明请见附录。
时序发生器用于产生四个等间隔时序信号T1、T2、T3和T4。在本虚拟实验系统中，连续发出的一轮T1~T4时序信号对应一个CPU周期。图5.1为时序发生器的简单电路连接图,其中，Ts为时钟源输入信号，Stop为停止信号，Start 为开始信号，Step为单步运行信号。在Step=0时，单击Start连接的单脉冲按钮，时序信号T1~T4会周而复始地发送出去，时序发生器处于连续运行状态，若此时单击Stop按钮,发送完此周期时序信号后就会停机。在Step=1时，处于单步运行状态，即每发送完一个CPU周期时序信号就自动停机。本实验使用单步运行方式。
下图为本实验数据通路总框图，其中ALU由2片74LS181构成，DR1、DR2和AR均为一片74LS273，RAM为一片6116芯片，△表示三态门74LS245，时序发生器为虚拟实验系统提供的虚拟组件。

四、实验原理

实验所用数据通路如图5.2所示，数据开关、数据显示灯、运算器、存储器通过总线相连。数据开关(SW7~SWO)用于设置数据或地址，数据和地址经三态门发送至总线。DR