存储器和IO扩展实验,计算机组成原理

1、华升专力科技学院课程设计实验报告（2014-2015年度第一学期）名称：.计算机组成原理综合实验题目：一存储器和I/O扩展实验院系：信息工程系班级：学号：学生姓名：指导教师：李梅王晓霞设计周数：一周成绩：日期：2015年1 月一、目的与要求内存储器部件实验（1）熟悉ROM芯片和RAM芯片在功能和使用方法等方面的相同和差异之处；学习 用编程器设备向EEPROM芯片内写入一批数据的过程和方法。（2）理解并熟悉通过字、位扩展技术实现扩展存储器系统容量的方案；（3）了解静态存储器系统使用的各种控制信号之间正常的时序关系；（4）了解如何通过读、写存储器的指令实现对58C65 ROM芯片的读、写操作；（5

2、）加深理解存储器部件在计算机整机系统中的作用。I/O 口扩展实验学习串行口的正确设置和使用。二、实验正文主存储器实验内容1 实验的教学计算机的存储器部件设计（说明只读存储器的容量、随机读写 器的容量，各选用了什么型号及规格的芯片、以及地址空间的分布） 在教学计算机存储器部件设计中，出于简化和容易实现的目的，选用静态 存储器芯片实现内存储器的存储体，包括唯读存储区（ROM,存放监控程序等） 和随读写存储区（RAM）两部分，ROM存储区选用4片长度8位、容量8KB 的58C65芯片实现，RAM存储区选用2片长度8位、容量2KB的6116芯片 实现，每2个8位的芯片合成一组用于组成16位长度的内存字

3、，6个芯片被分 成3组，其地址空间分配关系是：0-1777h用于第一组ROM，固化监控程序， 2000-2777h用于RAM，保存用户程序和用户数据，其高端的一些单元作为监 控程序的数据区，第二组ROM的地址范围可以由用户选择，主要用于完成扩 展内存容量（存储器的字、位扩展）的教学实验。1. 2 扩展8K字的存储空间，需要多少片58C65芯片，58C65芯片进行读写时 的特殊要求要扩展8K字的存储空间，需要使用2片（每一片有8KB容量，即芯片内 由8192个单元、每个单元由8个二进制位组成）存储器芯片实现。对58C65 ROM芯片执行读操作时，需要保证正确的片选信号（/CE）为低点平， 使能控

4、制信号（/OE）为低电平，读写命令信号（/WE）为高电平，读58C65 ROM 芯片的读出时间与读RAM芯片的读出时间相同，无特殊要求；对58C65 ROM 芯片执行写操作时，需要保证正确的片选信号（/CE）为低电平，使能控制信 号（/OE）为高电平，读写命令信号（/WE）为低电平，写58C65 ROM芯片的 维持时间要比写RAM芯片的操作时间长得多。为了防止对58C65 ROM芯片执 行误写操作，可通过把芯片的使能控制引脚（/OE）接地来保证，或者确保读 写命令信号（/WE）恒为高电平。3 在实验中思考为何能用E命令直接写58C65芯片的存储单元，而A命令则 有时不正确；1. 4 修改延时子

5、程序，将其延时改短，可将延时子程序中R3的内容赋成00FF 或0FFF等，再看运行结果。思考其原因。延时子程序中R3内容为多少时 是可以对只读芯片正常写入的临界值，一旦低于该值，写入会出错？思考 是否在所有计算机上临界值都一样？为什么？IO扩展实验1 COM2 口在使用之前需要做什么，怎么实现使用COM2 口工作时，需要为COM2 口提供正常工作所需要的控制信号和数 据；另外，还需要为其分配数据口地址和控制口地址。本教学机，已将COM2 口 的C/D与地址总线的最低位相连，其片选信号未连接，只引出一个插孔，实验时， 应该为扩展I/O选定一个地址，将该插孔与标有“I/O/CS”的7个孔中的一个相

6、连。2 查阅相关资料，简单给出8251芯片的工作原理两种工作方式：同步方式，异步方式。同步方式下的格式每个字符可以用5、 6、 7或8位来表示，并且内部能自动检测同步字符， 从而实现同步。除此之外，8251A也允许同步方式下增加奇/偶校验位进行校验。异步方式下的格式每个字符也可以用5、6、7或8位来表示，时钟频率为传输波特 率 的1、16或64倍，用1位作为奇/偶校验。1个启动位。并能根据编程为每个 数据增加1个、1. 5个或2个停止位。可以检查假启动位，自动检测和处理终 止字符。提供出错检测：具有奇偶、溢出和帧错误三种校验电路发送器：发送器由发送缓冲器和发送控制电路两部分组成。采用异步方式，

7、则由发送控制电路在其首尾加上起始位和停止位，然后从起始位开始，经移位寄存器从数据输出线TXD逐位串行输出。采用同步方式，则在发送数据之前，发送器将自动送出1个或2个同步字符， 然后才逐位串行输出数据。接收器接收器：由接收缓冲器和接收控制电路两部分组成。接收移位寄存器从RXD引腿上接收串行数据转换成并行数据后存入接收缓 冲器。异步方式：在RXD线上检测低电平，将检测到的低电平作为起始 位，8251A开始进行采样，完成字符装配，并进行奇偶校验和去掉停止位，变成 了并行数据后，送到数据输入寄存器，同时发出RXRDY信号送CPU，表示已经 收到一个可用的数据。同步方式：首先搜索同步字符。8251A监测RXD线，每当RXD线上出现一 个数据位时，接收下来并送入移位寄存器移位，与同步字符寄存器的内容进行比 较，如果两者不相等，则接收下一位数据，并且重复上述比较过程。当两个寄存 器的内容比较相等时，8251A的SYNDET升为高电平，表示同步字符已经找到， 同步已经实现。采用双同步方式，就要在测得输入移位寄存器的内容与第一个同步字符寄存 器的内容相同后，再继续检测此后输入移位寄存器的内容是否与第二个同步字符 寄