计算机组成原理实验五-存储器读写实验
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实验五 存储器读写实验一、 实验目的1. 掌握存储器的工作特性。2. 数学静态存储器的操作过程，验证存储器的读写方法。二、 实验原理存储器是计算机的主要部件，用来保存程序和数据。从工作方式上分类，存储器可分成易失性和非易失性存储器，易失性存储器中的数据在关电后将不复存在，非易失性储器又可分为动态存储器和静态存储器，动态存储器保存信息的时间只有2ms，工作时需要不断更新，既不断刷新数据；静态存储器只要不断电，信息是不会丢失的。为简单起见，计算机组成实验用的是容量为2K的镜头存储器6116。1. 静态存储器芯片6116的逻辑功能6116是一种数据宽度为8位(8个二进制位)，容量为2048字节的态存储器芯片，封在24引脚的封装中，封装型式如图2-7所示。6116芯片有8根双向三态数据线D7-D0，所谓三态是指输入状态、输出状态和高阻状态，高阻状态数据线处于一种特殊的“断开”状态；11根地址线A10-A0，指示芯片内部2048个存储单元号；3根控制线CS片选控制信号，低电平时，芯片可进行读写操作，高电平时，芯片保存信息不能进行读写；WE为写入控制信号，低电平时，把数据线上的信息存入地址线A10-A0指示的存储单元中；OE为输出使能控制信号，低电平时，把地址线A10-A0指示的存储单元中的数据读出送到数据线上。芯片控制信号逻辑功能见表2-9。芯片状态控制信号状态D0-D7数据状态CSWEOE保持1××高阻抗保持011高阻抗读出0106116→总线写入001总线→6116无效000表2-9 6116芯片控制信号逻辑功能表图2-7 存储器部件电路图2. 存储器实验单元电力路因为在计算机组成原理实验中仅用了256个存储单元，所以6116芯片的三根地址线A11-A8接地也没有多片联用问题，片选信号CS接地使芯片总是处于被选中状态。芯片的WE和OE信号分别连接实验台的存储器写信号M-W和存储器读写信号M-R，存储器实验单元逻辑电路如图2-7所示。这种简化了控制过程的实验电路可方便实验进行，存储器实验单元电路控制信号逻辑功能见表2-10。芯片状态控制信号状态D0-D7数据状态M?RM-W保持11高阻抗读出016116→总线写入10总线→6116无效00报警表2-10 存储器实验单元电路控制信号逻辑功能表3. 存储器实验电路存储器读/写实验需呀三部分电路共同完成：存储器单元(MEM UNIT)、地址寄存器单元(ADDRESS UNIT)和输入、输出单元(INPUT/OUTPUT UNIT)。存储器单元以6116总线上的数据送入地址寄存器，向存储器单元电路提供地址信息，输入、输出单元作用与以前相同。存储器实验的逻辑原理如图2-8所示。图2-8 存储器实验电路逻辑图三、 实验过程1. 连线(1) 连接实验一(输入、输出实验)的全部连线。(2) 按实验逻辑原理图连接M-W、M-R两根信号低电平有效信号线。(3) 连接A7-A0 8根地址线。(4) 连接B-AR正脉冲有效信号线。2. 顺序写入存储单元实验操作过程(1) 把B-AR控制开关拨到0(因此信号是正脉冲有效)，把其他控制开关全部拨到1，使全部控制信号都处于无效状态。(2) 在输入数据开关上拨一个地址数据(如00000001，即16进制01H)，拨下IO?R开关，把地址数据送总线。(3) 拨动一下B-AR开关，实现“0-1-0”，产生一个正脉冲，把地址数据送地址寄存器(AR)保存。(4) 在输入数据开关上拨一个实验数据(如10000000，即16进制数80H)，拨下IO-R控制开关，把实验数据送到总线。(5) 拨动M-W控制开关，即实现“0-1-0”，产生一个负脉冲，把实验数据存入存储器的01H号单元。(6) 按表2-11所示的地址数据和实验数据，重复上面(1)(2)(3)(4)(5)5个步骤，顺序在存储器单元中存放不同的实验数据。地址单元实验数据01H80H02H40H03H20H04H10H05H08H36H55H表2-11 推荐的典型实验数3. 顺序读出存储单元实验操作过程(1) 在输入数据开关上拨一个地址数据(如00000001，即16进制数01H)，拨下IO-R开关把地址数据送地址总线。(2) 拨动一下B-AR开关，即实现“0-1-0”，产生一个正脉冲，把地址数据送地址寄存器(AR)保存。(3) 把IO?R开关拨上，切断输入开关与总线的联系。(4) 拨下M-R控制开关，把实验数据从存储器的01H好单元读出送总线，验证实验数据是否与表2-11中的内容相符合。(5) 拨动IO-W开关，即实现“0-1-0”,产生一个负脉冲，把从存储器读出的实验数据从总线送出显示电路L7-L0。(6) 拨上M-R控制开关，使存储器处于保持状态。(7) 重复上面的(1)-(6)6个步骤，按顺序从地址01H-05H的存储器单元中读出的实验数据送输出显示电路L7-L0，验证读出数据与表2-11中的内容是否相符。4. 随机读出存储器单元实验操作过程重复上面(1)-(6)6个步骤，分别从地址36H，25H,03H 3个不连续的存储器单元中读出数据，验证实验数据是否与表2-11中的内容相符合，注意地址25H这个存储单元中没有写入过实验数据，读出的内容应是随机值。四、 结果与总结实验结果记录：地址写入数据读出数据结果说明01H80H10000000一致02H40H01000000一致03H20H00100000一致04H10H00010000一致05H08H00001000一致25H不写存储器00100101读数是随机的36H55H01010101一致0A0H写总线悬空时的数据11111111总结：通过此次实验我初步学习了解了存储器的工作特性，也熟悉了静态存储器的操作过程，进一步也验证了存储器的读写方法。之前只是在书本上学习存储器读写的操作，现在通过操作自己亲身体会了这个过程，使我们更加理解了存储器读写过程。 关 键 词： 计算机 组成 原理 实验 存储器 读写
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