实验二计算机总线实验
一、实验目的
1、理解总线的概念及特性；
2、掌握总线传输控制特性。
二、实验要求
实验前，要求做好实验预习，掌握8D锁存器74LS373的功能特性。
实验过程中，要认真进行实验操作，仔细思考实验有关的内容，把自己想得不太明白的问题通过实验去理解清楚，争取得到最好的实验结果，达到预期的实验教学目的。
三、实验原理
计算机中各种不同的设备，如存储器、输Array入设备、输出设备、寄存器等均通过总线连接在
一起。这些设备的输出都需要三态输出控制，如
按照传输要求恰当有序的控制它们，便可以通过
总线实现数据传输。实验框图如图2.1所示，仿
真电路见图2.2。
图2.1 计算机总线框图
74LS373 是由八个D触发器构成的锁存器，
其图2.2是其逻辑图，功能见表2.1。
从74LS373的功能表和逻辑可以看出，当
使能端（LE）为高电位时，输出端（Q7-Q0）将
随数据输入端（D7-D0）的变化而变化，当使能图2.2 74LS373的逻辑图
端为低电位时，输出端将锁存在已建立的数据电平上。
表2.1 74LS373的功能表
输入端
输出控制使能数据
输出端
为输出控制端，当端为低电位时，锁存在芯片内部的数据才能够通过Q7-Q0端输出。输出控制不影响锁存器的内部工作，即老数据可以保持，甚至当输出被关闭时，新的数据也可以置入。74LS373的这些特性决定其可以直接与系统总线接口并驱动总线，而不需要外接口。特别适用于缓冲寄存器，I/O通道，双向总线驱动器和工作寄存器。
本实验中使用了三片74LS373，其中U2作为数据输入锁存器，将来自拨码开关DSW2的数据锁存起来，在需要的时候将其送到数据总线上；U3作为地址锁存器，锁存的是访问SRAM的地址；U4是数据输出锁存器，将来自数据总线上的数据锁存起来，并驱动LED 显示。
四、实验步骤
本实验过程是，通过总线向6116的某个地址单元（A0H）写入一个字节的数据（8AH），再向另一个地址单元（A1H）写入一个字节的数据（93H），然后将这两个地址单元的数据分别读出验证，并显示在LED上，具体步骤如下：
1、打开仿真文件，将所有芯片的控制端均置为无效状态，时钟端置为低电位，具体操作是：将三个74LS373芯片（U
2、U
3、U4）的输出使能端
、读出使能端均
置高电位。
2、送地址A0H到
地址锁存器U3，具体操作步骤如下（注意，DSW2的低位在上，高位在下）：
U3的LE=
3、送数据8AH 到数据总线，并写入到6116的A0H 单元，具体操作步骤如下：
4、重复2、3两步，将数据93H 写入6116的A1H 单元。
5、将6116的A0H 单元存储的数据读出并显示，具体操作步骤如下：
6、重复第5步，将6116的A1H 单元存储的数据读出并显示。
7、自定数据，按以上步骤操作验证。
五、实验数据记录
1、画出实验过程中的数据通路。
2、记录数据的传输过程。
六、根据实验结果分析数据在数据通路中的传输过程。
LE=
U1
的
=
U2的
=1 U1的
=0
图2.2 计算机总线仿真电路
《计算机组成原理》 实验报告 实验三存储器读写和总线控制实验
一、实验目的 1、掌握半导体静态随机存储器 RAM 的特性和使用方法。 2、掌握地址和数据在计算机总线的传送关系。 3、了解运算器和存储器如何协同工作。 二、实验环境 EL-JY-II 型计算机组成原理实验系统一套，排线若干。 三、实验内容与实验过程及分析（写出详细的实验步骤，并分析实验结果） 实验步骤： 开关控制操作方式实验 注：为了避免总线冲突，首先将控制开关电路的所有开关拨到输出高电平“1”状态，所有对应的指示灯亮。 本实验中所有控制开关拨动，相应指示灯亮代表高电平“1”，指示灯灭代表低电平“0”。连线时应注意：对于横排座，应使排线插头上的箭头面向自己插在横排座上；对于竖排座，应使排线插头上的箭头面向左边插在竖排座上。 1、按图 3－5 接线图接线： 2、拨动清零开关 CLR，使其指示灯显示状态为亮—灭—亮。 3、往存储器写数据： 以往存储器的（FF）地址单元写入数据“AABB”为例，操作过程如下：
4、按上述步骤按表 3－2 所列地址写入相应的数据 5、从存储器里读数据： 以从存储器的（FF）地址单元读出数据“AABB”为例，操作过程如下： 6、按上述步骤读出表 3－2 数据，验证其正确性。 实验线路图如下所示
四、实验总结（每项不少于20字） 存在问题：由于对操作系统不熟悉和本实验对线路需求大，排线出现错误；读取数据时也出现错误。 解决方法：在实验之前检查线路，发现错误及时纠错；将读取错误的数据进行重新存储，再验证查询。 收获：了解了半导体静态随机存储器RAM的特性和使用方法、地址和数据在计算机总线的传送关系。 五、教师批语
信息与管理科学学院计算机科学与技术 实验报告 课程名称：计算机组成原理 实验名称：存储器读写和总线控制实验 学号： 姓名： 班级：实验室：组成原理实验室指导教师：日期： 2013-11-22
一、实验目的 1、掌握半导体静态随机存储器RAM的特性和使用方法。 2、掌握地址和数据在计算机总线的传送关系。 3、了解运算器和存储器如何协同工作。 二、实验环境 EL-JY-II型计算机组成原理实验系统一套，排线若干。 三、实验内容 学习静态 RAM的存储方式，往 RAM的任意地址里存放数据，然后读出并检查结果是否正确。 四、实验操作过程 开关控制操作方式实验 注：为了避免总线冲突，首先将控制开关电路的所有开关拨到输出高电平“ 1”状态，所有对应的指示灯亮。 本实验中所有控制开关拨动，相应指示灯亮代表高电平“ 1”，指示灯灭代表低电平“ 0”。连线时应注意：对于横排座，应使排线插头上的箭头面向自己插在横排座上；对于竖排座，应使排线插头上的箭头面向左边插在竖排座上。 1、按图 3－1 接线图接线： MDJ1MDJ2MAJ1 BD15,,BD8BD7,,BD0 主存储器电路 AD7,,AD0 WE 数据总线 CE地址总线 DIJ2DIJ1 WR CE 微控器接口控 控 DIJ-G 制WE WEI 数据输入电路制 总 开 线LAR LARI 关 fin f/8T3 C-G 脉冲源T3 图 3－ 1 实验三开关实验接线 2、拨动清零开关CLR，使其指示灯显示状态为亮—灭—亮。 3、往存储器写数据：
以往存储器的（ FF）地址单元写入数据“ AABB”为例，操作过程如下： (操作 )(显示 )(操作 ) 1.C –G=1 https://www.doczj.com/doc/fc14978790.html,R=1 2.置数据输入电路绿色数据总线显 D15—D0＝示灯显示 2.T3=1 “ 000000001111“ 000000001111（按【单步】）1111”1111” 3.CE=1 4.C-G=0(显示 ) 地址寄存器 电路黄色地 址显示灯显 示 ―11111111 ‖ (操作 ) 1.C-G=1 2.置数据输入电路 D15 —D0＝ “ 10101010101110 11” https://www.doczj.com/doc/fc14978790.html,R=0 4.C-G=0 (显示 )(操作 ) 1.WE=1 绿色数据总线显 2.CE=0 示灯显示 3.T3=1 “ 1010101010111(按【单步】 ) 011” 4 WE=0 4、按上述步骤按表3－ 2 所列地址写入相应的数据 地址（二进制）数据（二进制） 000000000011001100110011 011100010011010000110100 010000100011010100110101 010110100101010101010101 101000110110011001100110 110011111010101110101011 111110000111011101110111 111001101001110110011011 表 3－2 5、从存储器里读数据： 以从存储器的（ FF）地址单元读出数据“ AABB”为例，操作过程如下： (操作 )(显示 )(操作 ) 1.C-G=1 https://www.doczj.com/doc/fc14978790.html,R=1 2. 置数据输入电路绿色数据总线显 D15—D0＝示灯显示 2.T3=1 "0000000011111111”―0000000011111(按【单步】) 3.CE=1111” 4.C-G=0 (显示 ) MAR电路黄 色地址显示 灯显示 ―11111111 ‖ (操作 )(显示 ) 1.C-G=1 https://www.doczj.com/doc/fc14978790.html,R=0绿色数据总线显 3.WE=0示灯显示 4.CE=0“ 1010101010111 011” 6、按上述步骤读出表3－2 数据，验证其正确性。 五、实验结果及结论 通过按照实验的要求以及具体步骤，对数据进行了严格的检验，结果是正确的，具体数据如图所示：
总线型运动控制系统 传统运动控制系统中常以脉冲和模拟量作为控制信号，并将控制信号发送到电机驱动器中，再由电机驱动器驱动电机运行。得益于总线技术的发展，运动控制器厂家将总线技术应用运动控制器中。上位机通过总线将运动参数传送至电机驱动器，再由电机驱动器驱动电机运行。常见的总线技术有ProfiNet，ProfiBus，EhertCA T，RTEX，CCLINK等等。 总线型运动控制系统相对传统的运动控制系统有诸多优点。 1.接线简化。 在传统运动控制系统中，上位机与电机驱动器通过大量的数字量或者模拟量IO连接，以发送控制信号和接受反馈信号。这样会使接线数量增加，接线出错的几率比较大，线材成本上升，布线时间长而复杂。在总线型运动控制系统中，上位机的总线通讯接口可以通过线性拓扑方式连接多个支持总线通讯的电机驱动器。 2.拥有故障自诊断特性。 传统型运动控制系统中的上位机与电机控制器的信息交换是通过有限的IO进行的。能获取的信息是极有限。总线型运动控制系统拥有多种诊断功能。可以实时监控电机的运行状态，实时获取运行状态的信息。如果电机运行有异常，其相应的电机驱动器可通过总线向上位机发送异常信息。如线缆短路或短路、接头接触不良，电压异常等物理层诊断。 3.方便调试。 总线型运动控制系统，可以通过上位应用软件监控和调整各电机驱动器节点的参数。不用通过各电机驱动器的显示面板调整参数。 4.可靠性高 传统运动控制系统的中脉冲信号和模拟量信号，容易受到电磁干扰，可导致信号失真。总线型运动控制系统数字式通讯方式，无信号漂移问题。 总线型运动控制系统应用示例：3S总线控制系统通过EherCAT总线控制7轴运动。3S 总线系统可以控制多达128个轴，支持复杂插补运算；可控制多达10台不同类型的机器人；提供多达8192点数字量或模拟扩展功能；可接入视觉系统实现定位功能。
山西大学自动化与软件学院 课程实验报告 实验课程计算机系统基础 实验名称总线与寄存器实验 实验地点线上 实验时间 6.30 学生班级软件工程1808班 学生学号 201802810825 学生姓名 指导教师
一：实验要求 理解并掌握总线与寄存器 二：实验目的 1、熟悉实验软件环境； 2、掌握总线以及数据通路的概念及传输特性。 3、理解锁存器、通用寄存器及移位寄存器的组成和功能。 二、实验内容 1、根据已搭建好的8位数据通路，熟悉总线连接的方法，理解74LS244芯片的作用，理解各相关信号在数据传输过程中起的作用； 2、通过拨码开关置数，将数据传送到各寄存器，将寄存器中数据显示出来，熟悉常用的寄存器。 三、实验器件 1、D触发器（74LS74、74LS175）、三态缓冲器（74LS244）。 2、寄存器（74LS27 3、74LS374 ）和移位寄存器（74LS194） 四、实验原理 （见实验指导书） 五、实验步骤 注意：实验过程中应观察总线上及芯片引脚上显示的数据的变化情况，理解数据传送的过程和寄存器存数，从寄存器读数的原理。 实验（1）拨码开关输入数据至总线 ●====1；手动操作总线DIN上的拨码开关，在总线DIN上置位数据0x55，缓冲器244阻断。比较总线DIN与BUS状态的异同。 ●=0，比较总线DIN与BUS状态的异同，记录BUS总线的数据： BUS_7BUS_6BUS_5BUS_4BUS_3BUS_2BUS_1BUS_0BUS总 线 01010101AA 实验（2）D触发器数据锁存实验 ●=0，===1；通过拨码开关改变74LS74的D端（即BUS总线的BUS_0）的状态，按照下表置位74LS74的端、端，观察并记录CLK端上升沿、下降沿跳变时刻Q端、端的状态，填观测结果于表中。 CLK D Qn Qn+1n+1 01××010 110 10××001 101
电气设备采用总线控制方式分析 为了真正实现火电厂数字化和信息化，逐步推行现场总线技术与DCS系统的集成是火电厂工业控制及自动化水平发展的趋势。随着电气智能自动化的发展，电气设备及系统完全能够实现总线控制，一般情况下电气就地智能设备通过现场总线方式接入电气厂用电监控系统的主控单元，经过前置层主控单元经协议转换后与DCS电气系统进行通讯，电气厂用电系统中的6kV开关柜、6KV电动机、380V PC各段电源馈线、380V低压电动机各个控制回路的I/O控制信息，测量量等，经由各个回路的微机保护测控装置通过现场总线方式进入电气主控单元，经过协议转换后与DCS系统电气处理单元进行通讯，使得在DCS 控制器所看到的从现场总线传输来的信息如同来自一个传统的DCS设备卡一样，这样便实现了在I/O总线上的现场总线技术集成。根据6kV 电动机在系统中的重要性保留重要的硬接线接口（如启停信号），保留紧急情况下的后备手段。因此在我们工程上应该在电气系统上有针对性的采用总线控制方式，尤其对一些智能电气系统。 下面从两个方面对电气设备采用总线控制方式进行分析，为我们将来采用总线控制做好充分准备 一 .安全性 为适应现场总线技术的发展趋势，世界上各电气制造商纷纷推出智
能化电气前端产品。国外的ABB、Siemens（SIPROTEC系统）、ALSTOM 等均有产品；国内的北京四方、东大金智、丹东华通、苏州智能、南瑞继保等也有产品。这些智能化的前端产品为利用通讯技术构成现场总线网络创造了条件，另外这些电气智能系统在实际应用中也得到了认可。 由于现场总线设备的智能化、数字化，与模拟信号相比，它从根本上提高了测量与控制的准确度，减少了传送误差。同时，由于系统的结构简化，设备与连线减少，现场仪表内部功能加强:减少了信号的往返传输，提高了系统的工作可靠性。此外，由于它的设备标准化和功能模块化，因而还具有设计简单，易于重构等优点。 火力发电厂厂用电系统按其监控对象可以分为电气部分和工艺部分。其中电气部分又可以分为主厂房电源系统和辅助厂房电源系统。主厂房电源系统包括高压厂用电源，含高压厂用工作变压器、高压起动／备用变压器、6kV工作段等；低压厂用电源，含低压厂用工作变压器、低压公用变压器、低压检修照明变压器、保安段系统、380V PC和MCC 等；还有这些厂用电源的辅助装置，包括厂用电源快切装置、备用电源自动投入装置、同期装置、综合保护装置等。辅助厂房电源系统主要是辅助厂房公用6kV段、煤灰变、化水及水工变、翻车机变、厂前区变、辅助厂房380V PC和MCC等。 工艺部分主要是指各类电动机，包括高压电动机和低压电动机。在总线系统方案中，小型电动机采用“全通信”监控方式进DCS系统，大型电动机及其它电气设备采用“通信＋硬接线后备”监控方式。由于现场总线系统与DCS系统进行了网络互联，实现了信息共享，避免了信息
读书报告：总线技术 主要内容：计算机架构PCI总线I2C总线现场总线 一、计算机结构 1.冯·诺依曼计算机结构 冯·诺依曼计算机结构是根据冯·诺依曼提出的程序存储原理设计的，是一种将程序指令存储器和数据存储器人台并在一起存储的结构。程序指令存储地址和数据存储地址指向同一个存储器的不同物理位置，因此程序指令和数据的宽度相同。但是，这种指令和数据共享同一总线的结构，使得信息流的传输成为限制计算机性能的翘颈，影响了数据处理速度的提高。冯·诺依曼计算机结构如下图所示，目前很多处理器仍然使用冯·诺依曼结构，如英特尔公司的8086，英特尔公司的其他中央处理器，、ARM的ARM7、MIPS公司的MIPS处理器 2.哈佛计算机结构 为了改变冯·诺依曼计算机结构的取指令与数据的读写要从同一存储空间经由一条总线传输，进而影响计算机的性能这一和不足。人们又提出了哈佛计算机结构，哈佛机构是将程序和数据存储在两个相互独立的存储器中，这样在一个机器周期就允许同时获得指令字（来自程序存储器)和操作数（来自数据存储器)，从而提高了执行速度，是数据的吞吐量提高了一倍。又由于程序和数据两个相互独立的存储空间，因此取指和执行能够重叠，中央处理器从程序存储空间读取指令内容，解码之后得到数据地址，再到数据存储空间读取相应的数据，并进行下一步的操作（通常是执行)，程序存储空间和数据存储空间分开，采用不同的总线，可以使程序和获据具有不同的总线宽度，从而提供较大的存储器带宽，是数据传输效率更高，尤其提高了数字信和号处理的效率。目前使用哈佛结构的中央处理器和微控制器有很多，如Microchip 公司的FIC系列世片，还有摩托罗拉公司的MC68系列、Zilog公司的Z8系列、ATMEL公司的AVR系列和ARM公司的ARM9、ARM10和ARM11。哈佛结构如下图所示;
第 1 页 共 4 页 西华大学数学与计算机学院实验报告 课程名称：计算机组成原理 年级：2011级 实验成绩： 指导教师：祝昌宇 姓名：蒋俊 实验名称：存储器和总线实验 学号：312011********* 实验日期：2013-12-15 一、目的 熟悉存储器和总线的硬件电路 二、实验原理 （1）存储器和总线的构成 1、总线由一片74LS245、一片74LS244组成，把整个系统分为内部总线和外部总线。二片74LS374锁存当前的数据、地址总线上的数据以供LED 显示。（如图1） 图1 总线布局图 2、存储器采用静态RAM （1片6264） 3、存储器的控制电路由一片74LS32和74LS08组成。(如图2)
图2 存储器控制电路布局图 （2）存储器和总线的原理 1.总线的原理：由于本系统内使用8根地址线、8根数据线，所以使用一片74LS245作为数据总线，另一片74LS244作为地址总线（如图3）。总线把整个系统分为内部数据、地址总线和外部数据、地址总线，由于数据总线需要进行内外部数据的交换，所以由BUS信号来控制数据的流向，当BUS=1时数据由内到外，当BUS=0时数据由外到内。 图3 总线单元 2.由于本系统内使用8根地址线、8根数据线，所以6264的A8~A12接地，其实际容量为256个字节（如图4）。6264的数据、地址总线已经接在总线单元的外部总线上。存储器有3个控制信号：地址总线设置存储器地址，RM＝0时，把存储器中的数据读出到总线上；当WM ＝0，并且EMCK有一个上升沿时，把外部总线上的数据写入存储器中。为了更方便地编辑内存中的数据，在实验机处于停机状态时，可由监控来编辑其中的数据。 图4 内存单元原理图 三、使用环境 计算机组成原理实验箱 四、实验步骤
多线控制和总线控制的区别在火灾报警系统中的 各自作用？ 多线控制和总线控制有相应的多线控制盘和总线控制盘。 多线控制也叫直接控制，就是利用多线模块直接放线至控制设备，一般的多线控制点控制的是消防泵、风机等等设备，多线控制模块不算编码点。 总线控制是通过接在回路里面的输入输出模块连接被控设备，主机上面有总线控制点，在软件里面可以设定控制点和相对应的设备，另外总线控制的设备，还可以参与自动联动，写进联动程序。 消防系统的总线制控制与多线制是什么意思 总线制是火灾自动报警系统信号传输线路与消防联动系统合二为一，即在一个回路中既有探测器、手动报警按钮，又有控制消防联动设施动作与接受动作回收信号的控制模块回路。也就是设备是并联在一根总线上的。采用总线制布线方式比较简单。一般情况下，如果消防联动设施数量比较多且集中，采用总线制比较经济合理。 多线制是对消防联动设施的控制是一对一、点对点的控制回路。多线控制是由主机控制室用于手动控制的！通常不受报警系统控制，由人为控制！（利用继电器，接触器完成） 多线控制是一个地址码就用一对线，直接接入中控室或控制器箱，布线量大，不好维修，但是地址故障好查找；总线控制是多点多个地址码公用一对线，每对线（或多对线）可以作为一个回路来接入
主机或控制器，施工方便，控制方便，节省材料，回路中所有点位上线以后出现故障易查找，但如果控制器读不出地址码的时候查故障可就困难了。现在大部分工程设计与产品都是总线制的，多线制已经淘汰。可以参考《电气消防》第二册 现在各厂家报警系统均采用两总线制布线方式，也就是两根线上可并联多个报警设备（烟感、温感、手报等），根据各厂家回路容量的不同可能这两根线所连接设备最大数量也不一样(例如：海湾回路容量242点，其他厂家有96点的，有256点的等）。 多线制是针对于总线制来说的，我们国家消防规范有规定，对于一些重要的设备（如：消火栓泵、喷淋泵、排烟机等）必须用多线制进行控制，也就是每台设备必须有单独的控制线与消防主机相连接，这样即使某个设备的线路出现了故障或被火烧断也不会影响其他设备的使用。 总线制布线方式的优点：布线简单，施工方便，工程造价低。缺点：一旦某处线路有问题可能会影响一段线路（也可能整个回路）上的设备不能正常工作 多线制优点：一处线路有问题不会影响其他设备的正常工作缺点：布线复杂，工程造价高 多线制控制：主要用于控制消防泵、喷淋泵、排烟风机等重要设备的启动和停止。容量：可以控制6路设备的启动和停止。Z1 Z2总线:Z1 Z2总线是一类信号线的集合，是模块间传输信息的公共通
实验三数据通路(总线)实验 一、实验目的 （1）将双端口通用寄存器堆和双端口存储器模块联机； （2）进一步熟悉计算机的数据通路； （3）掌握数字逻辑电路中故障的一般规律，以及排除故障的一般原则和方法； （4）锻炼分析问题与解决问题的能力，在出现故障的情况下，独立分析故障现象，并排除故障。 二、实验电路 图8示出了数据通路实验电路图，它是将双端口存储器实验模块和一个双端口通用寄存器堆模块（RF）连接在一起形成的。双端口存储器的指令端口不参与本次实验。通用寄存器堆连接运算器模块，本实验涉及其中的操作数寄存器DR2。 由于双端口存储器RAM是三态输出，因而可以将它直接连接到数据总线DBUS上。此外，DBUS上还连接着双端口通用寄存器堆。这样，写入存储器的数据可由通用寄存器提供，而从存储器RAM读出的数据也可送到通用寄存器堆保存。 双端口存储器RAM已在存储器原理实验中做过介绍，DR2运算器实验中使用过。通用寄存器堆RF（U32）由一个ISP1016实现，功能上与两个4位的 MC14580并联构成的寄存器堆类似。RF内含四个8位的通用寄存器R0、RI、R2、R3，带有一个写入端口和两个输出端口，从而可以同时写入一路数据，读出两路数据。写入端口取名为WR端口，连接一个8位的暂存寄存器（U14）ER，这是一个74HC374。输出端口取名为RS端口（B端口）、RD端口（A端口），连接运算器模块的两个操作数寄存器DR1、DR2。RS端口（B端口）的数据输出还可通过一个8位的三态门RS0（U15）直接向DBUS输出。 双端口通用寄存器堆模块的控制信号中，RS1、RS0用于选择从RS端口（B 端口）读出的通用寄存器，RD1、RD0用于选择从RD端口（A端口）读出的通用寄存器。而WR1、WR0则用于选择从WR端口写入的通用寄存器。WRD是写入控制信号，当WRD=1时，在T2上升沿的时刻，将暂存寄存器ER中的数据写入通用寄存器堆中由WR1、WR0选中的寄存器；当WRD=0时，ER中的数据不写入通用寄存器中。LDER信号控制ER从DBUS写入数据，当LDER=1时，在T4的上升沿，DBUS上的数据写入ER。RS_BUS#信号则控制RS端口到DBUS的输出三态门，是一个低电平有效信号。以上控制信号各自连接一个二进制开关K0—Kl5。
《计算机组成与结构》课程实验报告 实验名称基本模型机设计与实现实验序号六实验日期2011.11.29 姓名王涛院系计算机班级091041B1 学号0910411113 专业计算机科学与技术指导教师蒯锐成绩 一、实验目的及要求 l、熟悉用微程序控制器控制模型机的数据通路。 2、学习设计与调试计算机的基本步骤及方法。 三、实验内容 l、实验原理 本实验在实验七基本模型机的基础上增加移位控制电路，实现移位控制运算.本实验数据通路如图3- 14所示a ㈥买验机系统中增加设计4条移位运算指令 ①左环移RL; ②带进位左环移RLC; 一——一一 ③右环移RR; ④带进位右环移RRC。 指令格式如下： 助记符操作码 RR 01010000 RRC 01100000 RL 01110000 RLC 10000000 说明： ·以上4条指令都为单字节指令。 ·RR是将RO寄存器的内容循环右移一位，。 ·RRC是将RO寄存器的内容带进位右移一位，它将RO寄存器最低位移入进位，同时将进位位移至RO寄存器的最高位。 ·RL是将RO寄存器的数据循环左移一位。 ·RLC是将RO寄存器中的数据带进位循环左移一位e (2)带移位运算的模型机监控软件的设计 本模型机监控软件主要完成从输入设备读入数据，进行算术运算、移位运算后，将结果存入内存的某个单元，最后通过输出设备输出结果。 监控软件详细如下：
地址内容助记符说明 00000000 00000000 IN ; "输入开关量"->R0 00000001 00010000 ADD[0DH] ; R0[0DH]->R0 00000010 00001101 00000011 10000000 RLC 00000100 00000000 IN ; "输入开关量"->R0 00000101 01100000 RRC 00000110 01110000 RL 00000111 00100000 STA[0EH] 00001001 00110000 ;R0->[0EH] 00001001 00110000 OUT[0EH] 00001010 00001110 ;[0EH]->BUS 00001011 01000000 JMP 00H ; 00H->PC 00001100 00000000 00001101 01000000 ;自定义数据 00001110 ;结果存放单元 (4)根据微程序流程图设计微程序并转化成十六进制文件格式(文件名C8JHE2)，具体内容如下： 程序： $ P00 00 $ P01 10 $ P02 0D $ P03 80 $ P04 00 $ P05 60 $ P06 70 $ P07 20 $ P08 0E $ P09 30 $ P0A 0E $ P0B 40 $ P0C 00 $ P0D 40 微程序: $ MO0 088105 $ M01 82ED05 $ M02 50C004 $ M03 04E004 $ M04 058004 $ M05 06A205 $M06 019A95 $ M07 0FE004 $M08 8AED05 $M09 8CED05
实验六存储器和总线实验 一、实验目的 熟悉存储器和总线组成的硬件电路 二、实验要求 按照实验步骤完成实验项目，利用存储器和总线传输数据。 三、实验内容 （1）实验原理 实验所用半导体静态存储器电路原理如图所示，该静态存储器由一片6116（2k*8）构成，其数据线（D0-D7）已和数据总线（BUS-DIAP UNIT）相连接，地址线由地址锁存器（74LS273）给出，该锁存器的输入已连至数据总线。地址A0-A7与地址总线相连，显示地址内容。数据开关经三态门（74LS245）已连至数据总线，分时给出地址和数据。因为地址寄存器为8位，接入6116的地址A7-A0，而高三位A8-A10本实验装置已接地，其容量为256字节。6116由三根控制线：/CS(片选线)、OE（读线）、WE（写线）。当片选有效（/CS=0）时，同时OE=0时，(WE=0)时进行读操作。本实验中将OE引入接地，在此情况下，当/CS、WE=1时进行写操作。/CS=0、WE=0时进行写操作，其写时间与T3脉冲宽度一致。实验时T3脉冲由“单步”命令键产生，其它电平控制信号由二进制开关模拟，其中/CE（存储器片选信号为低电平有效，WE为写/读（W/R）控制信号，当WE=0时进行读操作、当WE=1时为写操作。 （2）实验步骤 1、控制信号连接：位于实验装置右侧边缘的RAM片选端（/CE）、写/读线（WE）、地址锁存信号（LDAR）与位于实验装置左上方的控制信号（/CE、WE、LDAR）之间对应相连。位于实验装置左上方CTR-OUT的控制信号(/SW-B)与左下方INPUT-UNIT(/SW-B)对应相连。 具体信号连接：/CE,WE,LDAR,/SW-B 2、完成上述连接，仔细检查无误后方可进入本实验。 在闪动是我“P”状态下按动增值命令键，时LED显示器自左向右第一位显示提示符“H”，表示装置已进入手动单元试验状态。（若当前处“H”状态，本操作可略） 3、内部总线数据写入存储器 给存储器的00、01、02、03、04地址单元中分别写入数据11、12、13、14、15，具体操作步骤如下：（以向00地址单元写入11数据为例，然后重复操作将数据分别写入各地址单元）。4,、读存储器的数据到数据总线 依次独处第00、01、02、03、04单元中的内容，观察上述各单元中的内容是否与前面写入的一致。具体步骤如下：（以从00单元独处11数据为例，其它则类似）
采用总线控制伺服的优点 伺服运动控制采用总线系统解决方案，具有很强的灵活性和很高性价比，与传统方案的优势如下： 1、节约布线成本，减少布线时间，减小出错机率。PLC的一个总线通讯口可以连接多 台伺服，伺服之间用简单的RJ45口插接即可，缩短施工周期。 2、信息量更大：全数字信息交互，可以双向传输很多参数、指令和状态等数据；脉冲 方式只能单向传送位置或速度信息，无法获取伺服的更多状态或参数。 3、精度高，数字式通讯方式：无信号漂移问题，指令和反馈数据精度可达32-bit 4、可靠性更高，抗干扰能力更强，不会出现丢脉冲现象。脉冲/方向控制在高速脉冲时， 会不可靠。 5、降低系统总成本，当超过两台以上伺服时，不用调整PLC配置，而传统方案需要增 加脉冲或轴控模块，伺服台数较多时甚至需要改用更高等级的PLC硬件才能满足要求。 6、可开发软件功能更强大的设备，而无需额外硬件或接线：PLC能够实时通过总线监 视伺服电机出现的故障，并在HMI上显示出来。同时PLC还可以监视伺服电机实际位置、实际速度等信息，也可以根据需要由程序自动调整伺服参数。可实现在HMI 中设定伺服参数，而不用到伺服面板修改，简捷直观不易出错。 7、采用标准的运动功能块库，提高编程调试效率：采用CAN总线系解决统方案，避免 了传统脉冲方向控制方式的编程量大、调试复杂等问题，提高了效率，节省了成本和时间。 8、可以实现远距离控制，在生产线设备很长，或伺服数量较多时十分方便、安装成本 低。 9、易扩张：当设备有可选轴或后期可能增加轴时十分方便，PLC配置不用增加硬件， 接线十分简单。 10、可维护性更强，有更多的状态信息和诊断信息。 数控和运动控制采用总线控制目前在欧美非常流行。
计算机组成原理实验报告存储器和总线实验
西华大学数学与计算机学院实验报告 课程名称：计算机组成原年级： 2011 实验成绩： 理级 指导教师：祝昌宇姓名：蒋俊 实验名称：存储器和总线学号：实验日期：实验31201108061 2013-12-15 1118 一、目的 熟悉存储器和总线的硬件电路 二、实验原理 （ 1）存储器和总线的构成 1 、总线由一片 74LS245、一片 74LS244 组成，把整个系统分为内部总线和外部总线。二片 74LS374锁存当前的数据、地址总线上的数据以供 LED显示。（如图 1） 图 1总线布局图 2、存储器采用静态RAM（1 片 6264） 3、存储器的控制电路由一片74LS32和 74LS08组成。 ( 如图 2) 第 2页共5页
图 2 存储器控制电路布局图（2）存储器和总线的原理 1. 总线的原理：由于本系统内使用8 根地址线、 8 根数据线，所以使用一片74LS245作 为数据总线，另一片74LS244作为地址总线（如图3）。总线把整个系统分为内部数据、地址总线和外部数据、地址总线，由于数据总线需要进行内外部数据的交换，所以由BUS信号来 控制数据的流向，当BUS=1时数据由内到外，当BUS=0时数据由外到内。 图3 总线单元 2.由于本系统内使用 8 根地址线、 8 根数据线，所以 6264 的 A8~A12接地，其实际容量为256 个字节（如图 4）。6264 的数据、地址总线已经接在总线单元的外部总线上。存储器有3 个控制信号：地址总线设置存储器地址， RM＝0 时，把存储器中的数据读出到总线上；当WM＝0，并且 EMCK有一个上升沿时，把外部总线上的数据写入存储器中。为了更方便地编辑内存中的数据，在实验机处于停机状态时，可由监控来编辑其中的数据。
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：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 1. 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）加深理解存储器部件在计算机整机系统中的作用。 2. 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 1．主存储器实验内容 1．1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，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。 1．3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；
实验报告 一、实验设计方案 实验框图 实验原理 1、SW_BUS低电平有效，此时将K[7..0]的数据送到总线，通过L[7..0]双向数据端口 输出显示总线的数据，使用的芯片是74244八位单向三态缓冲器； 2、R3_BUS、R2_BUS、R1_BUS低电平有效，其功能是将数据要传入的寄存器打开， 若相应的lddr为1（高电平有效），将数据传入相应的寄存器； 3、总线数据传输时，控制信号中只能有一个有效，寄存器的端口送至数据总线，所以 每个BUS接口对应每个R寄存器的显示； 4、通过读写的双重作用，实现R1和R2的数据交换。 表达式 Reg3←Reg1；Reg1←Reg2；Reg2←Reg3 方法一：vhdl代码 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; entity exp_bus is port(clk:in std_logic; sw_bus,r1_bus,r2_bus,r3_bus:in std_logic; k:in std_logic_vector(7 downto 0); lddr:in std_logic_vector(3 downto 1); l:inout std_logic_vector(7 downto 0)); end exp_bus; architecture rtl of exp_bus is
signal r1,r2,r3,bus_Reg:std_logic_vector(7 downto 0); begin ldreg:process(clk,lddr,bus_reg) begin if clk'event and clk='1' then if lddr(1)='1'then r1<=bus_reg; elsif lddr(2)='1'then r2<=bus_reg; elsif lddr(3)='1'then r3<=bus_reg; end if; end if; end process; bus_reg<=k when (sw_bus='0'and r1_bus='1'and r2_bus='1'and r3_bus='1')else r1 when (sw_bus='1'and r1_bus='0'and r2_bus='1'and r3_bus='1')else r2 when (sw_bus='1'and r1_bus='1'and r2_bus='0'and r3_bus='1')else r3 when (sw_bus='1'and r1_bus='1'and r2_bus='1'and r3_bus='0')else (others=>'0'); l<=bus_reg when (sw_bus='0' or r1_bus='0' or r2_bus='0' or r3_bus='0')else (others=>'Z'); end rtl; 方法二：bdf实验原理图
现场总线控制系统Newly compiled on November 23, 2020
南阳理工学院自动控制仪表课程报告 学院（系）：机械与汽车工程学院 专业：测控技术与仪器（升）学生： *** 指导教师： * * 完成日期2015年 12 月
自动控制仪表课程报告 现场总线控制系统 Fieldbus control system 总计：自动控制仪表课程报告 20 页 插图： 14 幅
自动控制仪表课程报告 现场总线控制系统 Fieldbus control system 学院（系）：机械与汽车工程学院 专业：测控技术与仪器（升） 学生姓名： *** 学号：1%%%%%%% 指导教师（职称）：（高级工程师） 评阅教师： 完成日期： 2015年12月 南阳理工学院 Nan yang Institute of Technology
现场总线控制系统 测控技术与仪器（升） *** [摘要]技术自推广以来，已经在世界范围内应用于工业控制的各个领域。现场总线的技术推广有了三、四年的时间，已经或正在应用于冶金、汽车制造、烟草机械、环境保护、石油化工、电力能源、纺织机械等各个行业。应用的总线协议主要包括、、Foundation、、Interbus_S 等。在汽车行业，现场总线控制技术应用的非常普遍，近两年国内新的和旧的生产线的改造，大部分都采用了现场总线的控制技术。国外设计的现场总线控制系统已应用很广泛，从单机设备到整个生产线的输送系统，全部采用现场总线的控制方法。而国内的应用仍大多集中中生产线的输送系统、随着技术的不断发展和观念的更新必然会逐步扩展其应用领域。 [关键词] 现场总线；工业控制；应用广泛 Fieldbus control system Measurement & Control Technology and Instruments Major（l） *** Abstract：Field bus technology, since the promotion has been all over the world should be used in industrial control fields. Fieldbus technology popularization has three or four years, has been or are being used in metallurgy, automobile manufacturing, tobacco machinery, environmental protection, petrochemical, electric power, textile machinery and other industries. Application of bus protocol mainly includes the PROFIBUS, DeviceNet, Foundation, Fieldbus, Interbus_S, etc. In the automotive industry, the field bus control technology application is very common, in the past two years the domestic new and the old production line of auto production line transformation, mostly using the field bus control technology. Design of field bus control system has been applied abroad is very broad, from the single device to the transmission system of the whole production line, adopts the control method of the field bus. And domestic applications are mostly concentrated in the production line of
计算机科学与技术系 实验报告 专业名称计算机科学与技术 课程名称计算机组成与结构 项目名称具有基本输入输出功能的总线接口实验班级 学号
姓名 同组人员无 实验日期2015-10-24 一、实验目的 1.理解总线的概念及其特性； 2.掌握控制总线的功能和应用。 二、实验逻辑原理图与分析 2.1 实验逻辑原理图及分析 由于存储器和输入、输出设备最终是要挂接到外部总线上，所以需要外部总线提供数据信号、地址信号以及控制信号。在该实验平台中，外部总线分为数据总线、地址总线和控制总线，分别为外设提供上述信号。外部总线和CPU内总线之间通过三态门连接，同时实现了内外总线的分离和对数据流向的控制。地址总线可以为外部设备提供地址信号和片选信号。由地址总线的高位进行译码，系统的I/O地址空间被分为四个区，如图所示： 为了实现对于MEM和外设的读写操作，还需要一个读写控制逻辑，使得CPU
能控制MEM和I/O设备的读写，实验中的读写控制逻辑如下图所示：
三、数据通路图及分析(画出数据通路图并作出分析) 在理解读写控制逻辑的基础上设计一个总线传输的实验。实验所用总线传输实验框图如下图所示，它将几种不同的设备挂至总线上，有存储器、输入设备、输出设备、寄存器。这些设备都需要有三态输出控制，按照传输要求恰当有序的控制它们，就可实现总线信息传输。 分析：①输入设备将一个数打入RO寄存器； ②输入设备将另一个数打入地址寄存器； ③将RO寄存器中的数写入到当前地址的寄存器中； ④将当前地址的寄存器中的数用LED数码管显示。 四、实验数据和结果分析 4.1 实验结果数据如图所示 ⑴输入设备将11H打入RO寄存器
课程名称：现场总线实验任课教师：廉迎战 学院：自动化 专业班级： 学号： 学生姓名：
2015 年6月16日 实验一频移键控法仿真实验 一．实验目的 初步掌握通信原理基础知识中频移键控法的基本原理。 能用MATLAB仿真软件，编写并调试简单的仿真程序。 二．实验主要仪器设备和材料 1. 实验用计算机 2. MATLAB仿真软件 三．实验内容 四．实验步骤及结果测试 1．安装部署MATLAB仿真环境，同时根据频移键控法要求，设置仿真环境。 2.在MATLAB环境下，输入频移键控法原理图。 原理图如下：
方法一 方法二 Repeating sequence stair:F3数字信号sine wave ：100Hz信号 Sine wave1 ：50Hz信号 Scope1：示波器
方法一：Switch1:选通开关//方法二：用乘法器product代替 3.在MATLAB中产生F1=50Hz和F2=100Hz的交流信号，以及需要 发送的数字信号，数字信号为：F3=01101001方波波形。 4.加载输入信号，观察仿真原理图输出信号波形，同时记录并分析。 如下图： 五．思考题 1.数字信号01101001的频移键控法输出波形表示形式如下： 输出的数字信号为10110101时，其频移键控波形如下的OUT：
1~6行输出信号分别为：1.数字信号10110101的输入信号；2. 50Hz 频率sine；3.100Hz频率sine；4. Product输出；5.product1输出； 6.add输出 2.如何实现幅移键控法的信号通讯技术？ 通过信号幅值的高低映射到数字信号的1和0从而达到载波传输信号，可利用 现成的电信网，电话网等设施构成信道。