计算机组成原理时序与启停实验

1、实验九 时序与启停实验一、实验目的 掌握时序电路的原理。 熟悉启停电路的原理。二、实验原理图7-9-1 时序、启停、单次脉冲原理图在日常生活中，我们学习、工作和休息都有一个严格的作息时间。比如造成6:00起床，8:00到12:00上课每个学生都必须严格遵守这一规定，在规定的时间上课、休息，否则就难以保证正常的教学秩序。CPU中也有一个类似“作息时间”的东西，它称为时序信号。它由时序信号产生器发出的，时序信号产生器又由时钟源、环形脉冲发生器、节拍脉冲等组成，我们做的这个实验就是由图7-8-5中B15脉冲源提供“时钟”信号。实验所用的时序与启停电路原理如图7-9-1所示，其中时序电路由 1/2 片

2、74LS74、1片74LS175及6个二输入与门、2个二输入与非门和3个反向器构成。可产生4个等间隔的时序信号T1T4，其中“时钟”信号由“B15脉冲源”提供。为了便于控制程序的运行，时序电路发生器也设置了一个启停控制触发器CR，使T1T4信号输出可控。图7-9-1中启停电路由 1/2 片74LS74、74LS00及1个二输入与门构成。“运行方式”和“停机”控制位分别由管理CPU(89C52)的两个P I/O口控制。按动【连续】命令键时管理CPU令“运行方式”位为“0”，运行触发器CR一直处于“1”状态，因此时序信号T1T4将周而复始地发送出去。当按动【单步】命令键时管理CPU令“运行方式”位

3、为“1”，机器便处于单步运行状态，仅发送单周期4拍制时序信号。单步方式运行，每次只执行一条微指令，可以观察微控制状态与当前微指令的执行结果。另外当模型机以连续方式运行时，如果按动【宏单】命令键，管理CPU令停机控制位为“1”，也会使机器停止运行。在手动模式下，调整脉冲源的两个灰色旋钮，就是调整时钟信号的频率，高频率周期小波形密集，低频率周期大波形分散；按动时序启停单元的已连线的T1、T2或T3和T4，就是人为的给一个脉冲，观察波形的变化。三、实验连线图7-8-5 实验连线示意图按图7-8-5所示，连接实验电路：连接B15、B10，用测试棒在B10时序启停单元的T1T4中任选2个与B15 PC示

4、波器的CH0、CH1通道相连接四、实验内容及结果分析 在联机状态下选择菜单栏中“设置/参数设置”命令，在打开的设置窗口中点击“手动方式（单元实验）”再点击“确认”退出设置操作。 在本实验装置工作方式提示位显示“L”（LED显示器自左向右第4位）的状态下，点击工具栏“”按钮，启动时序电路以连续方式运行，即可获得实验时观测所需的脉冲信号。 用测试棒在“B10时序启停单元”的T1T4中选T1、T2个与“B10 PC示波器”的CH0、CH1通道相连接，在联机状态下点击工具栏“”按钮（或按快捷键：F4）打开示波器窗口，单击“开始”，可观察到T1、T2中2个节拍的波形。结果分析：上图为手动模式下观察到的波形图，因为T1、T2按动的频率不同，所以产生的波形也不同。下图为自动模式下观察到的波形图因为是自动的，所以一个CPU周期的波形是等间隔的。五、实验总结通过实验明白了时间和空间对于计算机是多么的重要，比如说用二进制码表示的数据和指令都放在内存里，CPU怎么识别呢，从时间上，取指令发生在指令周期的第一个CPU周期即取指周期，儿取数据发生在执行周期；从空间上，送往指令寄存器的是指令，送往运算器的是数据，可见时间是多么重要，而且一个C