计组实验报告-3存储器和IO扩展实验.doc

综合实验报告 ( 2010 -- 2011年度第 一 学期) 名 称： 计算机组成原理综合实验 题 目： 存储器和I/O扩展实验 院 系： 计算机系 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 设计周数： 一周 成 绩： 日期 年 月 一、目的与要求 实验目的： （1） 熟悉ROM芯片和RAM芯片在功能和使用方法等方面的相同和差异之处；学习用编程器设备向EEPROM芯片内写入一批数据的过程和方法。 （2） 理解并熟悉通过字、位扩展技术实现扩展存储器系统容量的方案； （3） 了解静态存储器系统使用的各种控制信号之间正常的时序关系； （4） 了解如何通过读、写存储器的指令实现对58C65 ROM芯片的读、写操作； （5） 加深理解存储器部件在计算机整机系统中的作用； （6） 学习串行口的正确设置和使用。 实验要求： （1）实验之前认真预习，明确实验目的和具体内容，设计好扩展8K字存储器容量的线路图，标明数据线和控制信号的连接关系，做好实验之前的必要准备； （2）想好实验步骤，明确通过实验到底可以学习哪些知识，想想怎么样有意识的提高教学实验的真正效果； （3）在教学实验过程中，要爱护教学实验设备和用到的辅助仪表，记录实验步骤中的数据和运算结果，仔细分析遇到的现象与问题，找出解决问题的办法，有意识的提高自己的创新思维能力； （4）实验之后认真写出实验报告，总结自己再实验过程中的收获，善于总结和发现问题。 二、实验正文 主存储器实验内容 实验的教学计算机的存储器部件设计（说明只读存储器的容量、随机读写器的容量，各选用了什么型号及规格的芯片、以及地址空间的分布） 答:ROM存储区选用4片长度8位、容量8KB的58C65芯片实现，RAM存储区选用2片长度8位、容量2KB的6116芯片实现，每2个8位的芯片合成一组用于组成16位长度的内存字，6个芯片被分成3组，其地址空间分配关系是：0-1777h用于第一组ROM，固化监控程序，2000-2777h用于RAM，保存用户程序和用户数据，其高端的一些单元作为监控程序的数据区，第二组ROM的地址范围可以由用户选择，主要用于完成扩展内存容量（存储器的字、位扩展）的教学实验 扩展8K字的存储空间，需要多少片58C65芯片，58C65芯片进行读写时的特殊要求 答:第一，要扩展8K字的存储空间，需要使用2片（每一片有8KB容量，即芯片内由8192个单元、每个单元由8个二进制位组成）存储器芯片实现。第二，当存储器选用58C65 ROM芯片时，它属于电可擦出的EPROM器件，可以通过专用的编程器软件和设备向芯片的写入相应的内容，这是正常的操作方式。也可以通过写内存的指令向芯片的指定单元写入16位的数据，只是每一次的这种写操作需要占用长得多写入时间，例如几百个微秒，可以通过运行完成等待功能的子程序来加以保证。对58C65 ROM芯片执行读操作时，需要保证正确的片选信号（/CE）为低点平，使能控制信号（/OE）为低电平，读写命令信号（/WE）为高电平，读58C65 ROM芯片的读出时间与读RAM芯片的读出时间相同，无特殊要求；对58C65 ROM芯片执行写操作时，需要保证正确的片选信号（/CE）为低电平，使能控制信号（/OE）为高电平，读写命令信号（/WE）为低电平，写58C65 ROM芯片的维持时间要比写RAM芯片的操作时间长得多。为了防止对58C65 ROM芯片执行误写操作，可通过把芯片的使能控制引脚（/OE）接地来保证，或者确保读写命令信号（/WE）恒为高电平。 在实验中思考为何能用E命令直接写58C65芯片的存储单元，而A命令则有时不正确； 修改延时子程序，将其延时改短，可将延时子程序中R3的内容赋成00FF或0FFF等，再看运行结果。思考其原因。延时子程序中R3内容为多少时是可以对只读芯片正常写入的临界值，一旦低于该值，写入会出错？思考是否在所有计算机上临界值都一样？为什么？ IO扩展实验 COM2口在使用之前需要做什么，怎么实现 答：使用COM2口工作时，需要为COM2口提供正常工作所需要的控制信号和数据；另外，还需要为其分配数据口地址和控制口地址。本教学机，已将COM2口的C/D与地址总线的最低位相连，其片选信号未连接，只引出一个插孔，实验时，应该为扩展I/O选定一个