【计算机组成原理】实验3:地址总线实验 (3)

PC框由3片161构成按字方式寻址的11位PC计数器,计数器的输入端与总线相连构成置数通路,计数器的输出端途经三态门缓冲分离为两条通路,其一与总线相连构成可读通路,其二与地址寄存器(数据)集合组成内部存储器地址总线。它的清零端由中间处理器单元直控,上电时PC计数器自动淸零,实验中按“复位”钮亦可实现计数器的手动淸零。

手控状态,本实验由目的编码控制PC计数器的预置与加1操作,并以准双向I/O部件的S10~S0为计数器预置源。当IP=0时按单拍按钮,遇E/M=0在脉冲下降沿把S10~S0的内容装入PC计数器。遇E/M=1在脉冲下降沿PC计数器加1。

二、实验目的与要求 实验目的

熟悉和了解地址总线的组成结构、地址来源及组合原理。

掌握程序段与数据段的寻址规则及地址部件的运用技巧。

实验要求

通过地址形成部件实验,建立“段”概念,学会“段”运用。

三、实验步骤(阐述主要步骤)

(1)PC程序计数器的写入 —— PC的预置

拨动“I/O输入输出单元”开关向程序计数器PC置数,操作步骤如下:(0亮灯)

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效果如图所示:

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(2)PC程序计数器的读出——取指令的操作

K23~K0置全“1”,灭M23~M0指示灯。令K10~K7=0000打开PC输出三态门,数据总线单元显示PC指针“0100”。

效果如图所示:

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(3)PC程序计数器装载与读出流程 —— PC加一

保持当前状态,置K22=0,按【单拍】按钮,在CLOCK的上升沿PC加1并送数据总线,程序计数器和总线单元显示0101h。继续按【单拍】按钮,观察PC与总线内容的变化。

效果如图所示:

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四、实验结论 结论1

编码控制PC计数器的预置与加1操作,并以准双向I/O部件的S10~S0为计数器预置源。当IP=0时按单拍按钮,遇E/M=0在脉冲下降沿把S10~S0的内容装入PC计数器。遇E/M=1在脉冲下降沿PC计数器加1。

结论2

SP框由2片74LS574锁存器构成16位堆栈指针。在调用中断等突发事件处理中SP指针以间址方式把当前程序指针存入SP-2单元,遇返回指令SP又把栈项所指单元的内容装入程序计数器,然后SP+2退至原始位置。

在手控/在线态,堆栈指针SP由O2~O0 OP及DRCK(CP脉冲)五信号组合控制栈指针的置数操作。本实验以总线上准双向I/O部件的S15~S0为置数源。堆栈指针SP的读出操作由设定的源编码表定义。

结论3

在手控/搭接态,堆栈指针SP由W、SPW及DRCK(CP脉冲)三信号组合控制栈指针的置数操作。本实验以总线上准双向I/O部件的S15~S0为置数源。当W=0、SPW=0时按单拍按钮,在脉冲下降把S15~S0的内容装入SP

五、心得体会

学习了解地址总线的组成结构、地址来源及组合原理,初步熟悉了通过PC计数器提供内存(程序存储器)地址,并由地址寄存器AR传递内存(数据存储器)地址与外设地址的相关原理,以及认识了堆栈寄存器SP亦可视为地址寄存器,它的堆顶指针指向数据与程序的存取地址等知识,还有点懵懂,到时课后有时间在深入学习了解。

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