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运算器与存储器结合工作——数据连通实验报告

进一步掌握计算机数据通路,认识到数据通路控制对计算机的重要性。

  1. 了解连接存储器和运算器的数据通路,完成两个模块相关控制信号的连接。
  2. 设A=55H,B=66H。⑴分别将A、B存入地址为32H和33H存储单元;⑵运算数据A和B,完成“A⊕B运算,并将运算结果写入RD1、RD0指定寄存器;⑶将运算结果从寄存器存入地址34H存储单元。

PC一台机器,一台由计算机组成的实验箱。

实验箱图

控制信号说明:

⑴ SBUS:数据开关SD7~SD0向数据总线DBUS高电平有效的输出控制信号。

⑵ RD1和RD0:目标寄存器选择信号。发送用于选择目标寄存器的数据ALU的A口。

⑶ RS1和RS0:源寄存器选择信号。发送用于选择源寄存器的数据ALU的B口。

⑷ DRW:如果寄存器编写控制信号,则高电平有效。DRW=1,则在T3节拍将DBUS上数据输入由RD1和RD选择目标寄存器。

⑸ M、S3~S0、CIN:ALU操作控制信号。

⑹ ABUS:ALU向DBUS高电平有效的输出控制信号。

⑺ LDC、LDZ:在T3节拍将C或Z将标志放入相应的标志触发器中。

  1. LAR:左端口地址寄存器AR高电平有效的输入控制信号。LAR=1,则在T3节拍将DBUS输入上面的地址AR。
  2. ARINC:AR加1控制信号,高电平有效。ARINC=1,则在T3节拍将AR加1。
  3. MEMW:控制信号写在左端,高电平有效。MEMW=1,则在T2节拍将DBUS写上数据AR指定的存储单元。
  4. MBUS:左端口读控制信号,高电平有效。MEMW=0,则将AR读取指定存储单元的内容DBUS。
  5. LPC和PCINC:PC高电平有效的输入和加1控制信号。
  • 先将A,B存储两个数据RAM中
  • 再将RAM寄存器中的两个数分别存储在寄存器中R0,R1.控制信号调整到逻辑操作异或。
  • 将计算结果存储在寄存器中R在0中,信号将再次控制R存储0里结果RAM中新地址。实现数据通路。

说明:在实验过程中,打开电平开关描述为1信号,即高电平,关闭为0信号,即低电平。

实验步骤

步骤

操作

相关控制信号

1

地址32输入AH(00110010),打开SBUS

打开数据开关SBUS电平开关

2

打开LAR,按下脉冲T3,关闭LAR

LAR电平开关

3

输入A数据55H(01010101),打开MEMW,按下T2脉冲,关闭MEMW。

MEMW电平开关

4

输入B的地址33H(00110011),打开SBUS

数据开关

5

输入B数据66H(01100110),打开MEMW,按下T2脉冲,关闭MEMW。

MEMW电平开关(此时A,B已存入RAM相对应的位置)

6

打开MBUS,将RD1,RD0选‘0’,‘1’,打开DRW,按下T3脉冲,关闭MBUS,关闭DRW

MBUS,RD1,RD0电平开关(此时已将数据B存入寄存器R1中)

7

打开SBUS,将数据调整为A的地址32H(00110010),打开LAR,按下T3脉冲。关闭LAR。

SBUS,LAR电平开关

8

打开MBUS,将RD1,RD0选‘0’,‘0’,打开DRW,按下T3脉冲,关闭MBUS,关闭DRW

MBUS,RD1,RD0电平开关(此时已将数据A存入寄存器R0中)

9

RD0,RD1保持不变,将RS0,RS1调至‘0’,‘1’,

RS0,RS1电平开关

10

打开M开关,S0,S1,S2,S3调整为‘0’,‘1’,‘1’,‘0’信号(运算功能选择-逻辑运算异或),打开ABUS。

M,S0,S1,S2,S3,ABUS电平开关(此时数据总线上已经是‘A异或B'的结果了,这里其实可以将结果存入RAM中,为了体现数据的连通性将再做一次)

11

打开DRW,按下脉冲T3,将结果存入寄存器R0中,S0,S1,S2,S3调整为‘1’,‘1’,‘1’,‘1’信号(运算功能选择-逻辑运算)

S0,S1,S2,S3电平开关(此时结果还是;A异或B)

12

关闭ABUS,打开SBUS,数据开关调至34H(00110100),打开LAR,按下脉冲T3.关闭LAR,SBUS

SBUS,ABUS,LAR电平开关

13

打开ABUS,MEMW,按下T2脉冲,关闭MEMW。

ABUS,MEMW电平开关(此时已经将结果存入地址34H的RAM中。

实验结果:结果为00110011,会观察到总线灯上D7,D6,D3,D2不亮,D5,D4,D1,D0灯亮。

     实验比较繁琐,时刻要记住每执行一次操作后,要记得将操作所对应的开关关掉(即低电平’0‘),以免下一个操作影响之前的数据。该实验能够实操的一定要实操,实验中还是能发现不少的问题。理论终究是理论。

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