系统总线和具有基本输入输出功能总线接口实验.doc

四川大学锦江学院 计算机科学与工程系 《?计算机组成原理实验》课程设计报告 课题名称：系统总线和具有基本输入输出功能的总线接口实验 课题负责人（学号/姓名）： 荣何 090512017 同组成员名单： 崔崇孟 090512012 周海龙 090512026 刘 佳 090512002 雷镇百 090512027 孔令军 090512024 提交报告时间：Time \@ yyyy年M月d日2011年12月14日 课程名称 ?计算机组成原理实验 实验课时 3 实验项目 基本运算器实验 实验时间 2011.10.13 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 PC 机一台，TD-CM3+或TD-CMX 实验系统一套。 实验内容（算法、程序、步骤和方法） 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。由于使用A6、A7 进行译码， I/O 地址空间被分为四个区。如下图所示： A7 A6 选定 地址空间 00 IOY0 00-3F 01 IOY1 40-7F 10 IOY2 80-BF 11 IOY3 C0-FF 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，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（时序单元的介绍见附录2）。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。 (四)实验步骤： 1．读写控制逻辑设计实验。 （1）按照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‘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： 进入软件界面，选择菜单命令“【实验】—【简单模型机】”，打开简单模型机实验数据通路图。 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 11H 打入R0 寄存器。 将IN 单元K7 置为1，关闭R0 寄存器的输出；K6 置为1，打开R0 寄存器的输入；WR、RD、IOM 分别置为0、1、1，