实验四 数据通路

实验四 数据通路组成实验 一、实验目的 （1） 熟悉模型计算机的数据通路； （2） 锻炼分析问题与解决问题的能力，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 图8示出了数据通路实验电路图。该数据通路是将双端口RAM实验模块和一个双端口通用寄存器堆RF连接在一起形成的。通用寄存器堆连接运算器模块，本实验涉及其中的操作数寄存器DR2。 由于双端口存储器RAM是三态输出，因而可以将它直接连接到数据总线DBUS上。此外，DBUS上还连接着双端口通用寄存器堆。这样，写入存储器的数据可由通用寄存器堆提供，而从存储器RAM读出的数据也可送到通用寄存器堆保存。 双端口存储器RAM已在前面已做过介绍，DR2在运算器的实验中使用过。通用寄存器堆RF（U32）由一个ISP1016实现，功能上与两个4位的MC14580并联构成的寄存器堆类似。RF内含四个8位的通用寄存器R0、R1、R2、R3，带有一个写入端口和两个输出端口，从而可能同时写入一路数据，读出两路数据。写入端口取名为WR端口，连接一个8位的暂存寄存器（U14）ER，这是一个74HC374。输出端口取名为RS端口（B端口）、RD端口（A端口），连接运算器模块的两个操作数寄存器DR1、DR2。RS端口（B端口）的数据输出还可通过一个8位的三态RS0（U15）直接向DBUS输出。 双端口的通用寄存器堆模块的控制信号中，RS1、RS0用于选择从RS端口（B端口）读出的通用寄存器，RD1、RD0用于选择从RD端口（A端口）读出的通用寄存器。而WR1、WR0则用于选择从WR端口写入的通用寄存器。WRD是写入控制信号，当WRD=1时，在T2上升沿时刻，将暂存寄存器ER中的数据写入通用寄存器堆中由WR1、WR0选中的寄存器；当WRD=0时，ER中的数据不写入通用寄存器中。LDER信号控制ER从DBUS写入数据，当LDER=1时，在T4的上升沿，DBUS上的数据写入ER。RS BUS#信号则控制RS端口到DBUS的输出三态门，是一个低有效信号。以上控制信号各自连接一个二进制开关K0-K15。 三、实验设备 （1）TEC-4计算机组成原理实验仪一台 （2） 直流万用 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 一只 四、实验任务 （1）将实验电路与控制台的有关信号进行线路连接，方法同前面的实验。 （2）用8位数据开关向RF中的四个通用寄存器分别置入以下数据：R0=0FH，R1=0F0H，R2=55H，R3=0AAH。 给R0置入0FH的步骤是：先用8位数码开关SW0-SW7将0FH置入ER，并且选择WR1=0、WRD=0、WRD=1，再将ER的数据置入RF。给其他通用寄存器置入数据的步聚与此类比。 （3）分别将R0至R3中的数据同时读入到DR2寄存器中和DBUS上，观察其数据是否是存入R0至R3中的数据，并MATCH_ word word文档格式规范word作业纸小票打印word模板word简历模板免费word简历 _1713506830662_0数据。其中DBUS上的数据可直接用指示灯显示，DR2中的数据可通过运算器ALU，用直通方式将其送往DBUS。 五、实验步骤与实验结果 （1）接线 IAR BUS#接VCC，禁止中断地址寄存器IAR向数据总线DBUS送数据。CER接GND，禁止存储器右端口工作。AR1 INC接GND，禁止ARI加1。S1接GND S2接GND，S0接VCC，使运算器ALU处于直通方式。M2接GND，使DR2选择寄存器堆RF作为数据来源。置DP=1，DZ=0，DB=0，使实验系统开机后处于单拍状态。 K0接SW BUS#，K1接RS BUS#，K2接ALU BUS，K3接CEL#，K4接LRW，K5接LDAR1，K6接LDDR2，K7接LDER，K8接RS0，K9接RSI，K10接RD0，K11接RD1，K12接WR0，K13接WR1，K14接WRD。 合上电源。按CLR#按钮，使实验系统处于初始状态。 （2）向RF中的四个通用寄存器分别置入数据 令K1（RS BUS#）=1，K2（ALU BUS）=0，K3（CEL#）=1，K4（LRW）=1，K5（LDAR1）=0，K6（LDDR2）=0，K7（LDER）=0，K8（RS0）=0，K9（RSI）=0，K10（RD0）=0，K11（RD1）=0，K12（WR0）=0，K13（WR1）=0，K14（WRD）=0。 令K0（SW BUS#）=0，K7（LDER）=1。置SW7—SW0为0FH，按一次QD按钮，将0FH写入暂存寄存器ER。令K7（LDER）=0，K14（WRD）=1，K12（WR0）=0，K13（WR1）=0，按一次QD按钮，将0FH（在ER中）写入R0寄存器。 令K0（SW BUS#）=0，K7（LDER）=1。置SW7—SW0为0F0H，按一次QD按钮，将0F0H写入暂存寄存器ER。令K7（LDER）=0，K14（WRD）=1，K12（WR0）=1，K13（WR1）=0，按一次QD按钮，将0F0H（在ER中）写入R1寄存器。 令K0（SW BUS#）=0，K7（LDER）=1。置SW7—SW0为55H，按一次QD按钮，将55H写入暂存寄存器ER。令K7（LDER）=0，K14（WRD）=1， K12（WR0）=0，K13（WR1）=1，按一次QD按钮，将55H（在ER中）写入R2寄存器。 令K0（SW BUS#）=0，K7（LDER）=1。置SW7—SW0为0AAH，按一次QD按钮，将0AAH写入暂存寄存器ER。令K7（LDER）=0，K14（WRD）=1，K12（WR0）=1，K13（WR1）=1，按一次QD按钮，将0AAH（在ER中）写入R3寄存器。 （3）分别将R0至R3中的数据同时读入到DR2寄存器中和DBUS上，观察其数据是否是存入R0至R3中的数据。 1、令K0（SW BUS#）=1，K2（ALU BUS）=0，K3（CEL#）=1，K4（LRW）=1，K5（LDAR1）=0，K6（LDDR2）=0，K7（LDER）=0，K10（RD0）=0，K11（RD1）=0，K12（WR0）=0，K13（WR1）=0，K14（WRD）=0。 将开关IR/DBUS至于DBUS位置。令K1（RS BUS#）=0，使寄存器堆中的数据送DBUS总线。令K8（RS0）=0，K9（RSI）=0，R0中的数据通过B端口送DBUS，数据指示灯应显示OFH。令K8（RS0）=1，K9（RSI）=0，R1中的数据通过B端口送DBUS，数据指示灯应显示0FOH。令K8（RS0）=0，K9（RSI）=1，R2中的数据通过B端口送DBUS，数据指示灯应显示55H。令K8（RS0）=1，K9（RSI）=1，R3中的数据通过B端口送DBUS，数据指示灯应显示0AAH。 2、K0（SW BUS#）=1，K1（RS BUS#）=1，K3（CEL#）=1，K4（LRW）=1，K5（LDAR1）=0，K7（LDER）=0，K8（RS0）=0，K9（RSI）=0，K12（WR0）=0，K13（WR1）=0，K14（WRD）=0。 将开关IR/DBUS至于DBUS位置。令K2（ALU BUS）=1，使运算器ALU的运算结果送DBUS总线。由于S2接GND，S1接GND，S0接VCC，ALU做直通运算，因此DBUS数据指示灯显示的是DR2寄存器的值。令K10（RD0）=0，K11（RD1）=0，K6（LDDR2）=1，按一次QD按钮，R0中的数据通过A端口送入DR2，DBUS数据指示灯应显示OFH。令K10（RD0）=1，K11（RD1）=0，K6（LDDR2）=1，按一次QD按钮，R1中的数据通过A端口送入DR2，DBUS数据指示灯应显示OFOH。令K6（LDDR2）=1 ，K10（RD0）=0，K11（RD1）=1，按一次QD按钮，R2中的数据通过A端口送入DR2，DBUS数据指示灯应显示55H。令K10（RD0）=1，K11（RD1）=1，K6（LDDR2）=1，按一次QD按钮，R3中的数据通过A端口送入DR2，DBUS数据指示灯应显示OAAH。 PAGE 16