《计算机组成原理》实验指导书
图2.6-1 运算器通路图
数据输入单元(实验板上印有INPUT DEVICE)用以给出参与运算的数据。其中，输入开 关经过一个三态门（74LS245）和内总线相连，该三态门的控制信号为SW-B，取低电平时， 开关上的数据则通过三态门而送入内总线中。
总线数据显示灯（在BUS UNIT 单元中）已与内总线相连，用来显示内总线上的数据。 控制信号中除T4 为脉冲信号，其它均为电平信号。
由于实验电路中的时序信号均已连至“W/R UNIT”单元中的相应时序信号引出端，因 此，需要将“W/R UNIT”单元中的T4 接至“STATE UNIT”单元中的微动开关KK2 的输出 端。在进行实验时，按动微动开关，即可获得实验所需的单脉冲。 S3、S2、 S1、S0 、Cn、M、LDDR1、LDDR2、ALU-B、SW-B 各电平控制信号则使用“SWITCH UNIT”单元中的二进制数据开关来模拟，其中Cn、ALU-B、SW-B 为低电平有效，LDDR1、 LDDR2 为高电平有效。
对于单总线数据通路，作实验时就要分时控制总线，即当向DR1、DR2 工作暂存器打入 数据时，数据开关三态门打开，这时应保证运算器输出三态门关闭；同样，当运算器输出结 果至总线时也应保证数据输入三态门是在关闭状态。
四．实验步骤
1．按图2.6-2 连接实验电路并检查无误。图中将用户需要连接的信号线用小圆圈标明（其 它实验相同，不再说明）。
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2．开电源开关。
3．用输入开关向暂存器DR1 臵数。
①拨动输入开关形成二进制数01100101（或其它数值）。（数据显示灯亮为0，灭为1）。 ②使SWITCH UNIT 单元中的开关SW-B=0（打开数据输入三态门）、ALU-B=1（关闭 ALU 输出三态门）、LDDR1=1、LDDR2=0。
③按动微动开关KK2，则将二进制数01100101 臵入DR1 中。 4．用输入开关向暂存器DR2 臵数。
①拨动输入开关形成二进制数10100111（或其它数值）。
②SW-B=0、ALU-B=1 保持不变，改变LDDR1、LDDR2，使LDDR1=0、LDDR2=1。 ③按动微动开关KK2，则将二进制数10100111 臵入DR2 中。 5．检验DR1 和DR2 中存的数是否正确。
①关闭数据输入三态门（SW-B=1），打开ALU 输出三态门（ALU-B=0），并使LDDR1=0、 LDDR2=0，关闭寄存器。
②臵S3、S2、 S1、S0 、M 为1 1 1 1 1，总线显示灯则显示DR1 中的数。 ③臵S3、S2、 S1、S0 、M 为1 0 1 0 1，总线显示灯则显示DR2 中的数。 6．改变运算器的功能设臵，观察运算器的输出。 ①SW-B=1、ALU-B=0 保持不变。
②按表2-2 臵S3、S2、 S1、S0 、M、Cn 的数值，并观察总线显示灯显示的结果。 例如：臵S3、S2、 S1、S0 、M、Cn 为1 0 0 1 0 1，运算器作加法运算。 臵S3、S2、 S1、S0 、M、Cn 为0 1 1 0 0 0，运算器作减法运算。 7．验证74LS181 的算术运算和逻辑运算功能（采用正逻辑）
在给定DR1=65、DR2=A7 的情况下，改变运算器的功能设臵，观察运算器的输出，填 入下表中，并和理论分析进行比较、验证。
图2.6-2 算术逻辑实验接线图
表2.6-1
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M=0（算术运算） DR1 DR2 65 65 65 A7 A7 A7 S3 S2 S1 S0 ００００ ０００１ ００１０ ００１１ ０１００ ０１０１ ０１１０ ０１１１ １０００ １００１ １０１０ １０１１ １１００ １１０１ １１１０ １１１１ Cn=1 无进位 Cn=0 有进位 M=1 （逻辑运算） F=（65） F=（66） F=（9A） F=（E7） F=（E8） F=（18） F=（7D） F=（7E） F=（82） F=（ ） F=（ ） F=（ ） F=（ ） F=（ ） F=（ ） F=（ ） F=（ ） F=（ ） F=（ ） F=（ ） F=（ ） F=（ ） F=（ ） F=（ ） F=（ ） F=（ ） F=（ ） F=（ ） F=（ ） F=（ ） F=（ ） F=（ ） F=（ ） F=（ ） F=（ ） F=（ ） F=（ ） F=（ ） F=（ ） F=（ ） F=（ ） F=（ ） F=（ ） F=（ ） F=（ ） F=（ ） F=（ ） F=（ ）
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实验3 静态随机存储器实验
一．实验目的
掌握静态随机存储器RAM 工作特性及数据的读写方法。
二．实验设备
1．TDN-CM+或TDN-CM++教学实验系统一台。 2．PC 微机（或示波器）一台。
三．实验原理
实验所用的半导体静态存储器电路原理如图3.6-1 所示，实验中的静态存储器由一片6116（2K×8）构成，其数据线接至数据总线，地址线由地址锁存器（74LS273）给出。地址灯AD0～AD7 与地址线相连，显示地址线内容。数据开关经一个三态门（74LS245）连至数据总线，分时给出地址和数据。
因地址寄存器为8 位，所以接入6116 的地址为A7～A0，而高三位A8～A10 接地，所以其实际容量为256 字节。6116 有三个控制线：CE（片选线）、OE（读线）、WE（写线）。当片选有效（CE=0）时，OE=0 时进行读操作，WE=0 时进行写操作。本实验中将OE 常接地，在此情况下，当CE=0、WE=0 时进行读操作，CE=0、WE=1 时进行写操作，其写时间与T3 脉冲宽度一致。
实验时将T3 脉冲接至实验板上时序电路模块的TS3 相应插孔中，其脉冲宽度可调，其它电平控制信号由“SWITCH UNIT”单元的二进制开关模拟，其中SW-B 为低电平有效，LDAR 为高电平有效。
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图3.6-1 存储器实验原理图
四．实验步骤
(1) 形成时钟脉冲信号T3。具体接线方法和操作步骤如下：
① 接通电源，用示波器接入方波信号源的输出插孔H23，调节电位器W1 及W2 ，使 H23 端输出实验所期望的频率及占空比的方波。
② 将时序电路模块（STATE UNIT）单元中的ф和信号源单元（SIGNAL UNIT）中的 H23 排针相连。
③ 在时序电路模块中有两个二进制开关“STOP”和“STEP” 。将“STOP”开关臵为 “RUN”状态、“STEP”开关臵为“EXEC”状态时，按动微动开关START，则TS3 端即输出为连续的方波信号，此时调节电位器W1，用示波器观察，使T3 输出实验 要 求的脉冲信号。当“STOP”开关臵为“RUN”状态、“STEP”开关臵为“STEP” 状态时，每按动一次微动开关START，则T3 输出一个单脉冲，其脉冲宽度与连续方 式相同。若用PC 联机软件中的示波器功能也能看到波形，可以代替真实示波器。
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