计算机组成实验连线方法,实验三 数据通路组成实验(计算机组成与结构).doc

实验三 数据通路组成实验旨在熟悉计算机数据通路,通过连接双端口通用寄存器堆和双端口存储器,完成数据读写操作。实验包括连接实验电路、设置控制信号、向通用寄存器置入数据、将数据写入存储器和读取验证。实验设备包括计算机组成原理实验系统、逻辑测试笔等。实验步骤详细说明了如何通过模拟开关和数据开关控制信号,实现数据的存取和验证。

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实验三 数据通路组成实验

一 实验目的

1.进一步熟悉计算机的数据通路

2.将双端口通用寄存器堆和双端口存储器模块连接,构成新的数据通路

3.掌握数字逻辑电路中的一般规律,以及排除故障的一般原则和方法

4.锻炼分析问题和解决问题的能力,在出现故障的情况下,独立分析故障现象,并排除故障.

二 实验电路

数据通路实验电路图如图所示。它是将双端口存储器模块和双端口通用寄存器堆模块连接在一起形成的。存储器的指令端口(右端口)不参与本次实验。通用寄存器堆连接运算器模块,本次实验涉及其中的DRl。

由于双端口存储器是三态输出,因而可以直接连接到DBUS上。此外,DBUS还连接着通用寄存器堆。这样,写入存储器的数据由通用寄存器提供,从RAM中读出的数据也可以放到通用寄存器堆中保存。

本实验的各模块在以前的实验中都已介绍,请参阅前面相关章节。注意实验中的控制信号与模拟它们的二进制开关的连接。

三、实验设备

1. TEC-5计算机组成原理实验系统1台

2. 逻辑测试笔一支(在TEC-5实验台上)

3. 双踪示波器一台(公用)

4. 万用表一只(公用)

四、 实验任务

1.将实验电路与控制台的有关信号进行连接。

2.用8位数据开关SW7-SW0向RF中的四个通用寄存器分别置入以下数据:R0=OFH,R1=0F0H,R2=55H,R3=0AAH.

3.用8位数据开关向AR送入地址0FH,然后将R0中的数据0FH写入双端口存储器中.用同样的方法,依次将R1,R2,R3中的数据分别置入RAM的0F0H,55H,0AAH单元.

4.分别将RAM的0AAH单元数据写入R0,55H单元数据写入R1,0F0H单元数据写入R2,0FH单元数据写入R3.然后将R0-R3中的数据读出,验证数据的正确性,并记录数据.

五、实验要求

1. 做好实验预习,掌握实验电路的数据通路特点和通用寄存器堆的功能特性和使用方法。

2. 写出实验报告,内容是:

(1)实验目的。

(2)写出详细的实验步骤、记录实验数据及校验结果。

(3)其他值得讨论的问题。

六、实验步骤及结果

任务1:接线

数据通路

RS0

RS1

RD0

RD1

WR0

WR1

LDRi

LDDR1

模拟开关

K0

K1

K2

K3

K4

K5

K6

K7

数据通路

RS_BUS#

SW_BUS#

ALU_BUS#

RAM_BUS#

为了深入理解计算机组成原理中的运算器部件,推荐参考《计算机组成原理:运算器部件实验指南》。这份实验指南详细介绍了如何通过实验操作硬件连线实现基本的算术逻辑运算。 参考资源链接:[计算机组成原理:运算器部件实验指南](https://wenku.csdn.net/doc/49rydynsh7?spm=1055.2569.3001.10343) 实验开始时,首先确保实验系统的复位按钮已经激活,将系统置于初始状态。接着,通过时序电路提供的时钟信号“[pic]”来同步整个实验过程。数据输入端口通过74LS273锁存器连接到74LS181,确保输入数据的稳定性。74LS181作为ALU的核心部件,承担算术逻辑运算的功能。 实验者根据实验指南中的图示进行数据通路连线,包括将74LS181的输出端通过态门(74LS245)连接到数据总线,以便数据可以在整个系统中流动。此外,数据的输入通过数据开关进行设置,而数据输出则通过数据显示灯进行实时监控。 控制信号的设置非常关键,它们决定了运算器的工作状态运算模式。例如,控制信号如LDDR1、LDDR2、ALU-B、SW-B等需要通过二进制开关设置为适当的电平,以模拟不同的操作需求。同时,S3、S2、S1、S0等信号也需要通过二进制开关设定,以便在不同的进位控制算术逻辑运算之间切换。 在实验连线时,必须严格依照实验指南的图示进行,确保所有的连接都正确无误。某些连接可能已经在Dais-CMH内部完成,无需额外接线,这需要实验者仔细核对指南实验板上的标记。 实验准备就绪后,LED显示器将显示“P.”,此时按下【增址】命令键,使系统进入手动模式,并在LED显示器第四位显示“L”,表明实验环境准备完成,可以开始进行实验操作。 这份实验指南不仅提供了实验操作的详细步骤,还包括了对实验中遇到的常见问题的解答,是理解运算器工作原理进位控制机制的宝贵资源。在掌握基础知识后,建议深入探索实验指南中的高级内容,以获得更全面的知识体验。 参考资源链接:[计算机组成原理:运算器部件实验指南](https://wenku.csdn.net/doc/49rydynsh7?spm=1055.2569.3001.10343)
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