半导体存储器实验-计算机组成原理实验报告

计算机组成原理实验报告半导体存储器实验学生院系： 学生姓名： 学生学号： 一、实验目的1掌握半导体静态随机或动态读写存储器RAM的工作原理特性及其使用方法。2掌握半导体存储器进行读写的过程。3掌握半导体存储器扩充的方法。4掌握测量半导体存储器读写周期的方法。5. 掌握对存储数据进行奇偶效验的原理和方法。2、 实验设备JZYL型计算机组成原理实验仪一台三、实验任务1、根据实验指导书P12P16页的要求，按照方案二或方案三完成8位存储器基本实验内容完成8位存储器基本实验内容。2、为了提高存储器读写数据的可靠性，在基本存储方案的基础上，自行设计电路对写入的数据进行编码处理，即形成奇偶效验，并将产生的校验信息与数据一并保存。3、如果可能，可以对读出的数据再进行一次奇偶效验，检查写入的数据在保存和读出过程中是否出现错误，保证储器数据写入读出的可靠性。四、实验要求1、作好预习1) 掌握存储器芯片RAM6116和ROM 2816的功能特性。2）了解寄存器和存储器芯片的区别；3) 熟悉存储器相关芯片的工作原理；4) 在课外利用EDA软件先设计功能电路,并进行功能仿真2. 实验实施 1)分功能模块设计各功能单元电路,对设计进行详细的分析与说明2)逐步将各功能模块集成3)设计特定数据, 验证各模块的功能,做好数据的记录工作3. 写出实验报告，其内容为：1)实验目的2)各模块的设计电路和系统的整体电路,多设计进行详细的分析与说明 3)实验结果的记录与分析4)实验收获和体会5)按要求回答思考题6)规范实验报告的格式5、 实验情况6、 实验结果与分析1、8位存储器基本实验内容完成8位存储器基本实验内容。（1）对于这个实验，我们选择了方案三，引脚图如下所示7注:上述引脚图中，74LS273换成了74LS373，IC9和IC18直接去掉，将74373的11接口，即使能端接控制开关，1接口即输出控制接低电平；6116芯片的18接口和21接口分别引出控制读写；将74LS244的1号和19号接口引出接同一个控制开关，来控制三态门状态；其余的不挂空，全部接地.（2） 实验操作：首先保持6116芯片一直处于读的状态，并且打开使能端控制开关；拨动输入开关，选择好要用于储存数据的地址后将使能端打下来，封闭对地址的改变；再拨动开关选择好进行存储的数据后，将6116芯片的状态由读改成写，然后再改成读，此时便将数据写入到了对应的地址中；之后将数据开关复原，将244的控制打到高祖便可读出对应的地址所存储的数据！（3） 检验与分析：如刚开始6116芯片一直处于读的状态，并且打开使能端控制开关，数据开关打成0000001，此时地址灯和数据灯显示一致为蓝蓝蓝蓝蓝蓝红，将使能端打下，改变数据开关为11111110，此时地址灯不变，数据灯变为红红红红红红蓝；此时将6116的21接口对应的开关打低再打高，即完成了写和读的切换，将数据写入了地址中；然后打开使能端，将地址调到0000001，再将244芯片的1和19接口对应的开关打高，变高阻态，此时数据灯又变为蓝蓝蓝蓝蓝蓝红，即完成了从地址读出数据，2、 为对写入的数据进行编码处理，即形成奇偶效验，并将产生的校验信息与数据一并保存。 在实验1的基础上修改引脚图如下：实验1的电路74LS373 3 4 7 8 13 14 17 1874LS861 2 3 4 5 611 12 13 8 9 10 74LS86 3 5 7 9 12 14 16 1874LS37317 15 13 11 8 6 4 2 1 2 3 4 5 6s6 s5 s4 s3 s2 s1 s0（1） 结果观察及分析：对于输入的奇偶校验，如图所示用异或门处理，并将校验位一起输入并保存，并且采用的为偶校验，当存储的数据中有偶数个1时，第八位数据灯即奇偶检验灯为蓝色，如存储的数据为0101011时，灯显示依次为蓝 蓝红蓝红蓝红红，下划线的灯即为奇偶检验灯；当输入为奇数个1时，第八位数据灯及奇偶校验灯显示为红色，如输入0000111时，灯显示依次为红 蓝蓝蓝蓝红红红，下划线的灯即为奇偶校验灯。3、可以对读出的数据再进行一次奇偶效验，检查写入的数据在保存和读出过程中是否出现错误，保证储器数据写入读出的可靠性。（1）在实验1、2的基础上对引脚图的改进如下:11 12 13 8 9 1074LS861 2 3 4 5 674LS86输入奇偶校验灯总奇偶校验灯数据灯11 12 13 8 9 1074LS861 2 3 4 5 6 17 161514 13 11 10 96116 1 2 3 4 5 6 7 8（2） 结果及分析：在输入的基础上，再加一个奇偶校验，当输入的数据与读出的数据一致时，输出校验灯一直为蓝色，如输入为0000111时，输出为蓝 红 蓝蓝蓝蓝红红红，加粗线的灯为输出检验灯，下划线的灯为输入奇偶校验灯；仅当输入与输出不一致灯才出现红色，如用一个开关接其中灯，将其信号改变，导致输出与输入不一致灯便变为红色.七、实验感想这次组成原理实验给我的印象是很深刻的，因为刚开始拿到实验要求的时候发现方案三给出了绑脚说明，想当然的认为这个最简单呵呵，去了才发现这是个多么不明智的决定，但最后还是坚持用方案三做完了全部三个实验，过程也确实有点艰辛！因为选择的是方案三，看上去比较简单，一到那就不明道理的开始连线了，连了半天也不知道对不对，因为现实就是，虽然选择了方案三，但是我们不会操作啊！于是我们还是从头开始看书看如何操作，弄了很久才大概明白个所以然，这也教训我们实验之前是要好好准备的！经过操作之后发现连线还是有问题，出现了一些接触不良和数据冲撞的情况，当初也是啥都不懂就开始连，所以也很难去找错误，但是我们毕竟开始了，于是还是按方案三进行着！最后还是重新连过导致一个晚上好不容易才把存储部分做完，在做存储器部分时也因为操作不熟练搞出了一些笑话，比如将数据写入地址时，使能端忘打下来之类的，看看后面的奇偶校验发现只要在第一个部分的基础上再加一些异或门就可以了，但是也由于时间不够了，才放弃了后面的实验，打算第二天再来。有了第一个晚上的经验，我们第二天早上便去了，然后以很快的速度把存储部分准备好，开始了后面的奇偶校验部分，对于输入的奇偶校验，我们对输入做了一些改变，将8位的数据改为了1位奇偶校验位加上7位数据位，由7个开关控制7位数据位，对于7个开关的信号引出全部做异或，将其输出当作第八个数据位的输入，这样便把输入的奇偶校验随之一起写入了，然后再读出数据时就可以看到结果，实验中我们选用偶校验，当输入有奇数个红灯（表示1）时便显示红灯，输出有偶数个1时显示蓝灯。对于第三个部分的对输入和其奇偶校验再做奇偶校验，以此来检验数据的正确性，因为是第二天早上去的时间比较充分，因此我们也决定把那个做了！其实第三个也很简单，只要在第二个的基础上进行一些改进即可！将输出加上输入的奇偶校验全部引至异或门做异或，输出引至一个信号灯即可，过程中发现，那个信号灯总是显示蓝色，仔细想想，只要输入的信号和输出一致，那么结果正确，信号灯一致便会是蓝色，为了让那个信号灯变色，我搭档果断引了一个信号对输出做干扰，那灯后来果然便成了红色。这也证明了我们实验的成功！这次