计算机组成与结构实验讲义

导读:2.3实验步骤,2.按下表所列的操作在机器上进行运算器脱机实验,ALU输出的是计算结果,所以要想寄存器接收ALU的计算结果必须按一次“START”按键,实验三存储器部件教学实验,3.1实验目的,1.深入理解计算机内存储器的功能、组成知识,2.深入地学懂静态存储器芯片的读写原理和用他们组成教学计算机存储器系统的方法(即,3.2实验说明,教学计算机存储器系统由ROM和RAM两个存储区组成,用于组成

计算机组成与结构实验讲义

2.3 实验步骤

1. 将教学机左下方的5个拨动开关置为1XX00(单步、16位、脱机);先按一下“RESET”按键,再按一下“START”按键,进行初始化。

2. 按下表所列的操作在机器上进行运算器脱机实验,将结果填入表中:其中D1取为0101H,D2取为1010H;通过两个12位的红色微型开关向运算器提供控制信号,通过16位数据开关向运算器提供数据,通过指示灯观察运算结果及状态标志。 运算 I8-I0 SST B A 压START前 压START后 ALU输出 *D1+0->R0 *D2+0->R1 R0+R1->R0 RO-R1->R0 R1-R0->R1 R0∨R1->R0 R0∧R1->R0 R0≮R1->R0 011000111 001 011000111 001 011000001 001 011001001 001 011001001 001 011011001 001 011100001 001 011110001 001 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 01 01 00 00 00 00 00 00 CZVS ALU输出 CZVS SSH SCi 0000 不用 0101 随机 0101 0000 0001 不用 1010 0000 1010 0000 0000 0001 1111 0000 2121 0000 0000 0001 0101 0000 F0F1 1000 0001 0000 0F0F 1000 0E0E 1000 0001 0000 0F0F 1000 0F0F 1000 0000 0001 0101 1000 0101 1000 0000 0001 0E0E 1000 0101 1000 0000 0001 FEFE 1000 0E0E 1001 0000 不用 FEFE 1001 FDFC 0001 0000 不用 FDFC 0001 7EFE 0001 ┘(R0≮R1)->R0 011111001 001 2*R0->R0 R0/2->R0

111000011 001 101000011 001 注:用*标记的运算,表示D1、D2的数据是由拨动开关SW给出的,开关给的是二进制的信号,注意二进制和十六进制间的转换。

按“START”按键之前,ALU输出的是计算结果,参照ALU的操作周期的时序可知A、B口数据锁存是在时钟的下降沿,通用寄存器的接收是在低电平,所以要想寄存器接收ALU的计算结果必须按一次“START”按键。

15

实验三 存储器部件教学实验

3.1 实验目的

1.深入理解计算机内存储器的功能、组成知识;

2.深入地学懂静态存储器芯片的读写原理和用他们组成教学计算机存储器系统的方法(即字、位扩展技术),控制其运行的方式; 3.2 实验说明

教学计算机存储器系统由ROM和RAM两个存储区组成,分别由EPROM芯片(或EEPROM芯片)和RAM芯片构成。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,存放监控程序;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。内存储器和串行接口线路的组成如图所示。

TEC-XP教学计算机中还安排了另外几个存储器器件插座,可以插上相应存储器芯片以完成存储器容量扩展的教学实验,为此必须比较清楚地了解:

1. TEC-XP教学机的存储器系统的总体组成及其连接关系;

2. TEC-XP教学机的有关存储器芯片、I/O接口芯片的片选信号控制和读写命令的给出和具体使用办法;

3. RAM和EPROM、EEPROM存储器芯片在读写控制、写入时间等方面的同异之处,并正确建立连线关系和在程序中完成正确的读写过程;

4. 如何在TEC-XP教学机中使用扩展的存储器空间并检查其运行的正确性。 3.3 实验内容

1.要完成存储器容量扩展的教学实验,需为扩展存储器选择一个地址,并注意读写和OE等控制信号的正确状态;

2.用监控程序的D、E命令对存储器进行读写,比较RAM(6116)、EEPROM(28系列芯片)EPROM(27系列芯片)在读写上的异同;

3.用监控程序的A命令编写一段程序,对RAM(6116)进行读写,用D命令查看结果是否正确;

16

4.用监控程序的A命令编写一段程序,对扩展存储器EEPROM进行读写,用D命令查看结果是否正确;如不正确,分析原因,改写程序,重新运行;

内存储器和串行接口电路图:

3.4 实验步骤

1. 检查FPGA下方的插针要按下列要求短接:标有“/MWR”“RD”的插针左边两个短接,标有“/MRD”“GND”的插针右边两个短接,标有ROMLCS和RAMLCS的插针短接。

2. RAM(6116)支持即时读写,可直接用A、E命令向扩展的存储器输入程序或改变内存单元的值。RAM中的内容在断电后会消失,重新启动实验机后会发现内存单元的值发生了改变。

1〉用E命令改变内存单元的值并用D命令观察结果。

17

<1> 在命令行提示符状态下输入: E 2020↙

屏幕将显示: 2020 内存单元原值: 按如下形式键入:

2020 原值:2222 (空格)原值:3333(空格)原值:4444(空格)原值:5555↙

<2> 在命令行提示符状态下输入: D 2020↙

屏幕将显示从2020内存单元开始的值,其中2020H~2023H的值为: 2222 3333 4444 5555

<3> 断电后重新启动教学实验机,用D命令观察内存单元2020~2023的值。会发现原来置入到这几个内存单元的值已经改变,用户在使用RAM时,必须每次断电重启后都要重新输入程序或修改内存单元的值。

2〉 用A命令输入一段程序,执行并观察结果。 <1> 在命令行提示符状态下输入: A 2000↙ 屏幕将显示: 2000: 按如下形式键入: 2000: MVRD R0,AAAA 2002: MVRD R1,5555 2004: AND R0,R1 2005: RET 2006: ↙

<2> 在命令行提示符状态下输入: T 2000 ↙

R0的值变为AAAAH,其余寄存器的值不变。 T↙

R1的值变为5555H,其余寄存器的值不变。 T↙

R0的值变为0000H,其余寄存器的值不变。 <3> 在命令行提示符状态下输入: G 2000

运行输入的程序

<4> 在命令行提示符状态下输入:

18

R ↙ 屏幕显示:

R0=0000 R1=5555 R2=…

RAM芯片可直接用A命令键入程序,但断电会丢失,要再次调试该程序必须重新输入,对较长的程序或经常用到的程序可通过交叉汇编,在上位机生成代码文件,每次加电启动后不用重新输入,只需通过PCEC16将代码文件传送给下位机即可。

3. 将扩展的ROM芯片(27或28系列或28的替代产品58C65芯片)插入标有“EXTROMH”和“EXTROML”的自锁紧插座,要注意芯片插入的方向,带有半圆形缺口的一方朝左插入。如果芯片插入方向不对,导致芯片烧毁。然后锁紧插座。

4. 将扩展芯片右边的插针按下列方式短接:将EXTROML芯片右上方的标有“WE”和“A11”的插针下面两个短接,将它右边标有“TEC”“/CS”“FPGA”的三个插针左边两个短接,标有XTROMLCS的插针短接,标有“TEC”“OE”“GND”“ FPGA”的四个插针上边一排左边的两个短接;

5. 在第四步中用户可以将右侧标有“TEC”“/CS”“FPGA”的三个插针左边两个短接这表示扩展的ROM的内存地址是从4000H开始,可用空间是4000H~5FFFH,用户可在这个范围内输入程序或改变内存单元的值。也可以将这个插针断开,将标有/CS的圆孔针与标有MEM /CS的一排圆孔针中的任意一个用导线相连;注意连接的地址范围是多少,用户可用的地址空间就是多少。

下面以AT28C64B(或其替代产品58C65芯片)为例,进行扩展EEPROM实验。 6. AT28C64B的读操作和一般的RAM一样,而其写操作,需要一定的时间,大约为1毫秒。因此,需要编写一延迟子程序,在对EEPROM进行写操作时,调用该子程序,以完成正确的读写。

1) 用E命令改变内存单元的值并用D命令观察结果。 <1> 在命令行提示符状态下输入: E 5000↙

屏幕将显示: 5000 内存单元原值: 按如下形式键入:

5000 原值:2424(空格)原值:3636(空格)原值:4848(空格)原值:5050↙ <2> 在命令行提示符状态下输入: D 5000↙

屏幕将显示5000H~507FH内存单元的值,从5000开始的连续四个内存单元的值依次为2424 3636 4848 5050。

<3> 断电后重新启动,用D命令察看内存单元5000~5003的值,会发现这几个单元的值没有发生改变,说明EEPROM的内容断电后可保存。

19

五星文库wxphp.com包含总结汇报、外语学习、IT计算机、计划方案、旅游景点、党团工作、行业论文、出国留学、资格考试以及计算机组成与结构实验讲义等内容。

本文共9页1234567>>9