双端口存储器原理实验

1、华 中 科 技 大 学 实 验 报 告实验名称成绩实验日期 第 2 次试验指导老师陈国平专业计科班号 组别学生姓名同组学生一、实验目的1. 了解双端口静态存储器IDT7132的工作特性及其使用方法2. 了解半导体存储器怎样存储和读取数据。3. 了解双端口存储器怎样并行读写，并分析冲突产生的情况。二、实验电路图示出了双端口存储器的实验电路图。这里使用一片IDT7132 （2048X8位）， 两个端口的地址输入A8-A10引脚接地，因此实际使用的存储容量为256字节。 左端口的数据输出接数据总线DBUS,右端口的数据输出端接指令总线IBUSoIDT7132 有六个控制引脚：CEL#、LR/W#、O

2、EL#、CER#、RR/W#、OER#。CEL#、LR/W#、0EL#控制左端口读、写操作；CER#、RR/W#、0ER#控制右端口的读写操作。 CELtt为左端口选择引脚，低电平有效；当CELtt=l时，禁止对左端口的读、写操 作。LR/W#控制对左端口的读写。当LR/W#=1时，左端口进行读操作；LR/W# = 0 时，左端口进行写操作。0EL#的作用等同于三态门，当OELtt = 0时，允许左端口 读出的数据送到数据总线DBUS上；当0EL# = 1时，禁止左端口的数据放到DBUSo 因此，为便于理解，在以后的实验中，我们将0EL#引脚称为RAM.BUStto控制右端 口的三个引脚与左端

3、口的三个完全类似，这里不再赘述。有两点需要说明：（1）右端口读出的数据（更确切的说法是指令）放到指令总线IBUS上而不 是数据总线DBUS,然后送到指令寄存器IR。（2）所有数据/指令的写入都使用左端口，右端口作为指令端口，不需要进 行数据的写入，因此我们将右端口处理成一个只读端口，己将RR./W#固定接高电平, OER#固定接地。这两点请同学好好理解。存储器左端口的地址寄存器AR和右端口的地址寄存器PC都使用2片74LS163, 具有地址递增的功能。同时，PC在以后的实验当中也起到程序计数器的作用。左 右端口的数据和左右端口的地址都有特定的显示灯显示。存储器地址和写入数据 都由实验台操作板上

4、的二进制开关分时给出。当LDAR#=O时，AR在T2时从DBUS接收来自SW7-SW0的地址；当AR+1 = 1 时，在T2存储器地址加1。LDAR#和AR+1不能同时有效。在下一个时钟周期，令 CELtt = O, LR/W# = O,则在T2的上升沿开始进行写操作，将SW7-SW07设置的数 据经DBUS写入存储器。三、实验任务1. 按图所示，将有关控制信号和二进制开关对应接好，仔细复查一遍，然后 接通电源。2. 将二进制数码开关SW7-SW0 （SWO为最低位）设置为00H,将其作为存储 器地址置入AR；然后将二进制开关的00H作为数据写入RAM中。用这个方 法，向存储器的10H、20H

5、、30H、40H单元依次写入10H、20H、30H和40H。3. 使用存储器的左端口，依次将第2步存入的5个数据读出，观察各单元中 存入的数据是否正确。记录数据。注意：禁止两个或两个以上的数据源同 时向数据总线上发送数据！在本实验中，当存储器进行读出操作时，务必 将SW_BUS#的三态门关闭。而当向AR送入数据时，双端口存储器也不能被选中。4. 通过存储器的右端口，将第2步存入的5个数据读出，观察结果是否与第 3步结果相同。记录数据。5. 双端口存储器的并行读写和访问冲突。将CEL#、CERtt同时置为0,使存储器的左右端口同时被选中。当AR和PC的 地址不相同时，没有访问冲突；地址相同时，由

6、于都是读操作，也不会冲突。如 果左右端口地址相同，且一个进行读操作，一个进行写操作，就会发生冲突。检 测冲突的方法：观察两个端口的“忙”信号输出指示灯BUSYL#和BUSYRito BUSYLtt/BUSYR#灯亮(为0)时，不一定发生冲突，但发生冲突时，BUSYLtt/BUSYR# 必定亮。四、实验要求1. 做好实验预习，掌握IDT7132双端口存储器的功能特性和使用方法。2. 写出实验报告，内容是：(1) 实验目的。(2) 实验任务3的数据表格。(3) 实验任务4的数据表格。(4) 实验任务5的检测结果。五、实验步骤1.置DP二1, DB二0,编程开关拨到正常位置。按电路图要求，将有关控制

7、信号和二进制开关对应接好，反复检查后，接通电源。数据通路 LDAR# LDPC# CEL# LR/Wit RAH_BUS# CER# SW_BUStt电平开关KOKIK2K3K4K5K6AR+1和PC+1两个信号接地.3. 将二进制数码开关SW7-SW0 (SWO为最低位)设置为00H,将其作为存储器地 址置入AR;然后将二进制开关的00H作为数据写入RAM中.用这个方法，向 存储器的 10H, 20H, 30H, 40H 单元依次写入 10H, 20H, 30H, 40H.任务:将 OOH, 10H, 20H, 30H, 40H 分别写入存储器单元 OOH, 10H, 20H, 30H, 4

8、0H.令 KO (LDAR#)=O, K2 (CEL#)=1, K4 (RAM_BUS#)二1, K5 (CERit)=l,K6 (SW_BUS#)=O.数据通路LDARttLDPC#CEL#LR/W#RAM_BUSftCER#SW_BUStt电平开关KOKIK2K3K4K5K6状态0X1X110置 SW7-SW0二OOH,SW7SW6SW5SW4SW3SW2SW1SWO00000000按QD按钮，将00H打入地址寄存器AR.(2)令 KO (LDAR#)=1, K2 (CEL#) =0, K3 (LR/W#) =0, K4 (RAM_BUS#)=1,K5 (CER#)=1, K6 (SW_B

9、US#)=O.数据通路LDAR#LDPC#CEL#LR/WttRAM_BUSftCER#SW_BUStt电平开关K0K1K2K3K4K5K6状态1X00110置 SW7-SW0=00H,SW7SW6SW5SW4SW3SW2SW1swo00000000按QD按钮，将OOH写入存储器00H单元.(3) 重复1和2,只是改变SW7-SWO分别为10H, 20H, 30H, 40H,分别将10H, 20H, 30H, 40H写入存储器单元10H, 20H, 30H, 40H.实验数据记录表：存储单元地存储单元数据/址指令OOHOOH10H10H20H20H30H30H40H40H3.使用存储器的左端口

10、，依次将第2步存入的5个数据读出，观察各单元中存入的 数据是否正确.记录数据。(注意:禁止两个或两个以上的数据源同时向数据总线上 发送数据!在本实验中，当存储器进行读出操作时，务必将SW.BUStt的三态门关闭. 而当向AR送入数据时,双端口存储器也不能被选中.)任务:从左端口读出存储器OOH, 10H, 20H, 30H, 40H的内容.令 KO(LDARti)二0, K2(CEL#)二 1, K4 (RAM_BUS#)二1, K5(CERtt)二 1,K6(SW_BUS#)=0.数据通路LDARttLDPC#CEL#LR/WttRAM_BUSftCER#SW_BUStt电平开关K0KIK2

11、K3K4K5K6状态0X1X110置 SW7-SW0二00H,SW7SW6SW5SW4SW3SW2SW1swo00000000按QD按钮，将00H打入地址寄存器AR.(2) 先令 K6(SW_BUS#)二1,再令 K2 (CEL#) =0, K3 (LR/W#)=1, K4 (RAM_BUS#)=O, K5(CERtt)二1,则在数据总线DBUS上显示出存储器单元00H的内容00H。(3) 重复1和2的方法，只是改变1中SW7-SW0的值分别为10H, 20H, 30H, 40H, 则可在数据总线DBUS上观察到存储器单元10H, 20H, 30H, 40H的内容分别为 10H, 20H, 3

12、0H, 40H.实验结果记录表1:4. 通过存储器的右端口，将第2步存入的5个数据读出，观察结果是否与第3步结 果相同.记录数据。任务:从右端口读出存储器OOH, 10H, 20H, 30H, 40H的内容令 Kl(LDPCft)=O, K2(CEL#)二 1, K4(RAM_BUS#)二 1, K5 (CER#)=1,K6 (SW_BUS#)二0数据通路LDAR#LDPC#CEL#LR/W#RAM_BUSftCER#SW_BUStt电平开关K0K1K2K3K4K5K6状态X01X110置 SW7-SW0=00H,SW7SW6SW5SW4SW3SW2SW1swo00000000按QD按钮，将O

13、OH打入PC.令 K6(SW_BUS#)=1, K2(CEL#)=1, K5(CER#)=1,则在指令总线 IBUS 上显示 出存储器单元00H的内容00H.(3)重复1和2的方法，只是改变1中SW7-SWO的值分别为10H, 20H, 30H, 40H, 则可在指令总线IBUS上观察到存储器单元10H, 20H, 30H, 40H的内容分别为 10H, 20H, 30H, 40H.实验结果记录表2： 令 KO (LDAR#)=O,KI (LDPC#)二0,K2 (CEL#)二 1, K4 (RAM_BUS#)二 1,K5 (CER#)=1,K6 (SW_BUS#)二0数据通路LDARttLD

14、PC#CEL#LR/W#RAM_BUSftCER#SW_BUStt电平开关K0KIK2K3K4K5K6状态 001X110置 SW7-SW0=30H,SW7SW6SW5SW4SW3SW2SW1SW000110000按QD按钮，将30H打入地址寄存器AR和程序计数器PC.置 K6(SWJUS#)=1, K3(LR/W#)=1, K4 (RAM_BUS#) =0.先令 K5(CER#)=0,K2 (CELtt) =1,这时BUSYL#指令灯不亮.令K2 (CEL#)二0,这时BUSYL#指令灯亮, 表示左端口在右端口之后和右端口同时对同一个地址读，数据总线DBUS显 示30H,指令总线IBUS也显

15、示30H.再令K2 (CEL#)二1, BUSYL#指示灯恢复不 亮.置 K6(SW_BUS#)=1, K3 (LR/W#)=1, K4 (RAM_BUS#) =0.先令 K2 (CELtt) =0, K5 (CERit)=l,这时BUSYR#指示灯不亮.令K5(CER#)二0,这时BUSYR#指示灯亮，表示右端口 在左端口之后和左端口同时对同一个地址读，数据总线DBUS显示30H,指令 总线IBUS也显示30H.再令K5 (CER#)=1, BUSYR#指示灯恢复不亮.(注意： 将CELtt, CER#同时置为0,使存储器的左右端口同时被选中.当AR和PC的地 址不相同时，由于都是读操作，也不会冲