计算机 学院 计算机科学与技术 专业 10班 学号 姓名 协作者 教师评定
实验题目 实验三 存储器部件教学实验
一、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。
二、实验设备与器材：
1.PC机
2.TEC-XP实验箱 3.通讯线
4.导线若干条
三、实验说明和原理：
(1)内存储器原理
内存储器是计算机中存放正在运行中的程序和相关数据的部件。在教学计算机存储器部件设计中,出于简化和容易实现的目的，选用静态存储器芯片实现内存储器的存储体，包括唯读存储区（ROM，存放监控程序等）和随读写存储区（RAM）两部分，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。 (2)扩展教学机的存储器空间
教学机的主板上，预留了两片存储器芯片的28个引脚的器件插座,可以插上28个引脚58C65ROM（8KB容量）器件，也可以插上24个引脚的 6161 RAM（2KB 容量）器件。每片器件都只有8位数据线，为构建16位的字长的存储体，需要使用2片存储器器件，这就是通常说的存储器 的位数（字长）扩展技术。为了保证新插上去的芯片与原有存储器芯片有正确的连接关系，需要为这2片存储器芯片分配地址空间范围，这就是通常说的存储器的容量（字数）扩展技术，通过把对内存高位地址译码产生的不同信号连接到这两个芯片的片选信号引脚完成。除此之外，还要向这2片存储 器 芯片提供正确的读写控制信号、使能控制信号（/OE）。再考虑到58C65 ROM 器件和6161 RAM器件的引脚数不同，使用的控制信号也不完全相同，可能还有几个跳接线需要连通或者断开。对于用2片58C65 ROM 器件扩展8K字的ROM存储区的实验，可以在使用编程器设备向该存储器芯片内写入程序和数据之后，再把芯片插到器件插座中，在唯读的操作方式运行其中的程序或 使用其中的数据，检查结果的正确性。
四、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。
4、用监控程序的A命令编写一段程序，对扩展存储器EEPROM（28 系列芯片）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。
五、实验步骤：
1、检查 FPGA下方的标有“/CE”的四组插针均是左边两个短接； 2、检查 RAM（6116）上方的标有“/WE”的插针应是左边两个短接； 3、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。
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，会导致芯片烧毁。然后
锁紧插座。
4、将扩展芯片下方的插针按下列方式短接：将标有“/MWR”“ PGM”和“RD”的三个插针左面两个短接，将标有“/MWR”“/OE”“GND”的三个插针左边两个短接。 5、 将扩展芯片上方标有EXTROMH和EXTROML的“/CS”信号用自锁紧线短接，然后短接到MEMDC 138芯片的上方的标有“4000－5fff”地址单元。 注意：标有/CS的圆孔针与标有MEM/CS的一排圆孔针中的任意一个都可以用导线相连；连接的地址范围是多少，用户可用的地址空间就是多少。 6、将标有“DataBus 15-8”和“DataBus 7-0”的数据总线的指示灯下方的插针短接；
7、将标有“AdressBus 15-8”和“AdressBus 7-0”的数据总线的指示灯下方的插针短接；
8、 EPROM是紫外线可擦除的电可改写的只读存储器芯片。在对EPROM进行重写前必须先擦除并判断芯片是否为空，再通过编程器进行编程。
9、 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。
六、思考题：
1、为何能用E命令直接写AT28C64B的存储单元，而A命令则有时不正确； 答：单字节的指令有可能会写进去，双字节的指令的低位会出错。 2、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。
答：延迟不够导致数据写入不完整，数据出错
七、实验心得：
通过这个实验我学习了编程器的使用方法和向ram器件或者EPROM，EEPROM内写入信息的操作步骤，并了解到各种存储器的不同的地方。了解到RAM与EEPROM在读写上的异同。如RAM没有断电保存功能，而EEPROM断电会保存；此外由于EPROM是拓展外部芯片，对其写操作需要一定的时间。需要编写一个延迟子程序来达成操作。