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1、爲ft -X / t o广州学院问College of Soutti China University of Technology计算机组成原理课程实验报告9.5数据通路实验姓 名： 曾国江学 号：系 别：计算机工程学院班 级： 网络工程1班指导老师：完成时间：评语：得分:曾国江一计算机组成原理实验报告一、实验类型DBUS7AIJUBUSK三态门Q三态门住4动KH1BISl-ULSBnmRTF2FTFQCn+4jn 一3f7- swo 数据开关(7+4 F7 KfiFSNB二、实验目的本实验类型为验证型+分析型+设计型i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
2、，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 故障三、实验设备1、TEC-5实验系统2、双踪示波器3、逻辑测试笔一.台一.台一支四、实验电路B 双端口通用寄存器堆胖 CispLSTlOlti)LK/f#r2II3AR«： AR+1 T2左端口双端口存储器IDT7132Al JU (181)ALL C181)GA2A1数据显示灯AR <163)> lIU(273)UMii地址显示15数据通路实验电路图如图9.7所示。它是将双端口存储器模块和双端口通用寄存
3、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 DRI。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 号与模拟它们的开关K0K15的连接。五、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：RO=0FH, R1=0F0H,
4、 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.六、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。
5、七、实验步骤和实验结果实验步骤（一）一一向RF中的四个通用寄存器分别置入数据如下数据:RO=OFH, R1=0F0H, R2=55H, R3=0AAH.首先将DP开关置1，DB开关置0,编程开关打到正常控制台的有关信号线路连接如下所示：数据通路SW-BUS #LDRiWR0WR1RD0RD1RS-BUS#LDAR#RS0电平开关K0K1K2K3K4K5K6K7K8数据通路RS1CEL#LR/W#RAM-BUS#:LDDR1ALU-BUS#MS0S1电平开关K9K10K11K12K13K14GNDGNDGND数据通路S2S3Cn#CER#电平开关GNDGNDVCCVCC向RF中的四个通用寄存器分
6、别置入数据 R0=OFH, R1=0F0H, R2=55H, R3=0AAH.控制银角的连线和开关设置如下：数据通路SW-BUS#LDRiWR0WR1RS-BUS#LDAR#CEL#LR/W#RAM-BUS#:LDDR1ALU-BUS#电平开关K0K1K2K3K6K7K10K11K12K13K14电平O1OO111O1O11、将数据OFH置入到通用寄存器R0中拨动SW7-SW开关，设置输入的数据OFH,如下所示:SW7SW6SW5SW4SW3SW2SW1SWOOOOO1111按QD数据OFH已经写入到了通用寄存器 R0中同理，将数据OFOH, 55H, OAAH分别写入到通用寄存器 R1、R2
7、 R3中的操作与上述类 似，其中开关K2、K3的作用是用来选择ROR3中的一个寄存器。在本实验中，K2=O,K3=O表示选择了寄存器RO, K2=1,K3=O表示选择了寄存器R1， K2=O,K3=1表示选择了寄存器R2, K2=1,K3=1表示选择了寄存器R3,只要改变K2和K3 的电平与SW7-SW开关即可。实验步骤（二）一一用8位数据开关向AR送入地址，然后将数据写入双端口存储器中1、向地址寄存器AR送入地址OFH,拨动数据通路开关如下：数据通路SW-BUS#LDRiRS-BUS#LDAR#CEL#LR/W#RAM-BUS#LDDR1ALU-BUS #电平开关KOK1K6K7K1OK11
8、K12K13K14电平OO1O10101拨动SW7-SW开关，设置输入的地址OFH,如下所示:SW7SW6SW5SW4SW3SW2SW1SWO00001111按QD地址OFH将写入到地址寄存器 AR中将数据OFH写入到双端口存储器中将寄存器RO中的数据OFH写入到双端口存储器RAM中的OFH单元中，拨动数据通路开关 如下：数据通路SW-BUS#LDRiRDORD1RS-BUS#LDAR#CEL#LR/W#RAM-BUS#:LDDR1ALU-BUS#电平开关KOK1K4K5K6K7K10K11K12K13K14电平10001100010按动QD寄存器RO中的数据OFH已经写入到双端口存储器 RA
9、M中的OFH单元中DBUS显示情况：0000 11112、向地址寄存器AR送入地址0F0H拨动数据通路开关如下:数据通路SW-BUS#LDRiRS-BUS#LDAR#CEL#LR/W#RAM-BUS#LDDR1ALU-BUS #电平开关K0K1K6K7K10K11K12K13K14电平001010101拨动SW7-SW开关，设置输入的地址0F0H,如下所示:SW7SW6SW5SW4SW3SW2SW1SW011110000按QD地址0F0H将写入到地址寄存器AR中将数据0F0H写入到双端口存储器中将寄存器R1中的数据0F0H写入到双端口存储器RAM中的0F0H单元中，拨动数据通路开关如下：数据通
10、路SW-BUS#LDRiRD0RD1RS-BUS#LDAR#CEL#LR/W#RAM-BUS#:LDDR1ALU-BUS#电平开关K0K1K4K5K6K7K10K11K12K13K14电平10101100010按动QD寄存器R1中的数据0F0H已经写入到双端口存储器 RAM中的0F0H单元中DBUSa 示情况：1111 00003、向地址寄存器AR送入地址55H,拨动数据通路开关如下:数据通路SW-BUS#LDRiRS-BUS#LDAR#CEL#LR/W#RAM-BUS#LDDR1ALU-BUS #电平开关K0K1K6K7K10K11K12K13K14电平001010101拨动SW7-SW开关
11、，设置输入的地址55H,如下所示:SW7SW6SW5SW4SW3SW2SW1SW001010101按QD地址55H将写入到地址寄存器AR中将数据55H写入到双端口存储器中将寄存器R2中的数据55H写入到双端口存储器RAM中的55H单元中，拨动数据通路开关如下：数据通路SW-BUS#LDRiRD0RD1RS-BUS#LDAR#CEL#LR/W#RAM-BUS#:LDDR1ALU-BUS#电平开关K0K1K4K5K6K7K10K11K12K13K14电平10011100010按动QD寄存器R2中的数据55H已经写入到双端口存储器 RAM中的55H单元中DBUS显示情况：0101 01014、向地址
12、寄存器AR送入地址0AAH拨动数据通路开关如下:数据通路SW-BUS#LDRiRS-BUS#LDAR#CEL#LR/W#RAM-BUS#LDDR1ALU-BUS #电平开关K0K1K6K7K10K11K12K13K14电平001010101拨动SW7-SW开关，设置输入的地址0AAH如下所示:SW7SW6SW5SW4SW3SW2SW1SW010101010按QD地址0AAH将写入到地址寄存器AR中将数据0AAH写入到双端口存储器中将寄存器R3中的数据0AAH写入到双端口存储器RAM中的0AAH单元中，拨动数据通路 开关如下：数据通路SW-BUS#LDRiRD0RD1RS-BUS#LDAR#CE
13、L#LR/W#RAM-BUS#:LDDR1ALU-BUS#电平开关K0K1K4K5K6K7K10K11K12K13K14电平10111100010按动QD寄存器R3中的数据0AAH已经写入到双端口存储器 RAM中的0AAH单元中DBUSa 示情况：1010 1010实验步骤（三）一一将双端口存储器 RAM中的数据写入到通用寄存器 RF中1、将RAM勺OAAH单元数据写入RO选择AR中的OAAH地址单元，拨动数据通路开关如下：数据通路SW-BUS#LDRiRS-BUS#LDAR#CEL#RAM-BUS#LDDR1ALU-BUS#电平开关K0K1K6K7K10K12K13K14电平00101101
14、拨动SW7-SW开关，设置输入的地址OAAH如下所示:SW7SW6SW5SW4SW3SW2SW1SWO10101010按QD将OAAH单元数据写入R0,拨动数据通路开关如下:数据通路SW-BUS#LDRiRDORD1RS-BUS#LDAR#CEL#LR/W#RAM-BUS#:LDDR1ALU-BUS#电平开关K0K1K4K5K6K7K10K11K12K13K14电平11001101001按QD OAAH单元中的数据OAAH已经写入R0中,DBUS显示情况：1010 10102、将RAM勺55H单元数据写入R1选择AR中的55H地址单元，拨动数据通路开关如下:数据通路SW-BUS#LDRiRS-
15、BUS#LDAR#CEL#RAM-BUS#LDDR1ALU-BUS#电平开关KOK1K6K7K10K12K13K14电平00101101拨动SW7-SW开关，设置输入的地址55H,如下所示:SW7SW6SW5SW4SW3SW2SW1SWO01010101按QD将55H单元数据写入R1，拨动数据通路开关如下:数据通路SW-BUS#LDRiRD0RD1RS-BUS#LDAR#CEL#LR/W#RAM-BUS#:LDDR1ALU-BUS#电平开关K0K1K2K3K6K7K10K11K12K13K14电平11101101001按QD 55H单元中的数据55H已经写入R1中,DBUS显示情况：0101
16、01013、将RAM勺0F0H单元数据写入R2选择AR中的0F0H地址单元，拨动数据通路开关如下：数据通路SW-BUS#LDRiRS-BUS#LDAR#CEL#RAM-BUS#LDDR1ALU-BUS#电平开关K0K1K6K7K10K12K13K14电平00101101拨动SW7-SW开关，设置输入的地址0F0H,如下所示:SW7SW6SW5SW4SW3SW2SW1SW011110000按QD将0F0H单元数据写入R2,拨动数据通路开关如下:数据通路SW-BUS#LDRiRD0RD1RS-BUS#LDAR#CEL#LR/W#RAM-BUS#:LDDR1ALU-BUS#电平开关K0K1K2K3K
17、6K7K10K11K12K13K14电平110111010010F0H已经写入 R2中,DBUS显示情况：1111 00004、将RAM勺0FH单元数据写入R3 选择AR中的0FH地址单元，拨动数据通路开关如下：数据通路SW-BUS#LDRiRS-BUS#LDAR#CEL#RAM-BUS#LDDR1ALU-BUS#电平开关K0K1K6K7K10K12K13K14电平00101101拨动SW7-SW开关，设置输入的地址OFH,如下所示:SW7SW6SW5SW4SW3SW2SW1SW000001111按QD将OFH单元数据写入R3,拨动数据通路开关如下:数据通路SW-BUS#LDRiRD0RD1R
18、S-BUS#LDAR#CEL#LR/W#RAM-BUS#:LDDR1ALU-BUS#电平开关K0K1K2K3K6K7K10K11K12K13K14电平11111101001按QD OFOH单元中的数据OFOH已经写入R3中,DBUS显示情况：0000 1111实验步骤（四）验证 R0R3中的数据在理论上，R0=1010 1010, R1= 0101 0101, R2=1111 0000 ,R3=0000 1111查看RO中的数据，拨动数据通路开关如下：数据通路SW-BUS#LDRiRS-BUS#LDAR#RSORS1CEL#RAM-BUS#t LDDR1ALU-BUS#电平开关K0K1K6K7
19、K8K9K10K12K13K14电平1001001101DBUSa 示情况：1010 1010如下图所示查看R1中的数据，拨动数据通路开关如下:数据通路SW-BUS#LDRiRS-BUS#LDAR#RS0RS1CEL#RAM-BUS#e LDDR1ALU-BUS#电平开关K0K1K6K7K8K9K10K12K13K14电平1001101101DBUS显示情况：0101 0101查看R2中的数据，拨动数据通路开关如下:数据通路SW-BUS#LDRiRS-BUS#LDAR#RS0RS1CEL#RAM-BUS#e LDDR1ALU-BUS#电平开关K0K1K6K7K8K9K10K12K13K14电平
20、1001011101DBUS显示情况：1111 0000查看R3中的数据，拨动数据通路开关如下:数据通路SW-BUS#LDRiRS-BUS#LDAR#RS0RS1CEL#RAM-BUS#e LDDR1ALU-BUS#电平开关K0K1K6K7K8K9K10K12K13K14电平1001111101DBUS显示情况：0000 1111如下图所示八、实验分析在第一次做完实验后，我们开始验证 R0R3中的数据，结果4个寄存器中的数据都与理论上的数据不一样，说明在实验操作过程中，有地方出现错误了。后来，我们将预习报告中的实验过程全部都检查了一遍，结果发现有地方出错。当我们开始把数据从寄存器R0R3个一个
21、写入双端口存储器时，由于粗心，没有将控制端RS-BUS关闭，因此在开始把数据从寄存器 写入到双端口存储器时，RS-BUS与RAM-BUS发送冲突，导致数据不能正确 的从存储器写入到寄存器中。后来我们做第二遍实验，把RS-BUS设置为无 效，即使RS-BUS#=I我们的最后实验验证才正确。九、实验总结通过本次实验，我们进一步熟悉计算机的数据通路，同时也锻炼了分 析问题与解决问题的能力。在经过三次实验课后，现在我们已经完全能自 己看图做实验了，并且对实验电路图中各个控制端口的功能都已经十分熟 悉了。通过三次实验课，我们发现，在电路图的各控制端口旁表上控制开关， 不仅能有效的提高实验操作效率，而且还能使我们的思路保持清晰。尤其 是在本次实验，从一开始就要将全部控制银角接上，没有清晰的思路，很 容易就会犯错误，当然，在实验前，我们都已经将实验步骤事先写好，虽 然有些错误，但我们在实验过程中一个一个的将它们改正了过来。参考文献：计算机硬件基础实验教材（第二版）-清华大学出版社