总线数据传输实验

总线操作实现数据传输的方法
1. 写操作，写操作是指将数据从CPU或其他设备写入到总线上的特定地址或设备中。

在写操作中，CPU将要写入的数据放置在总线上，然后通过控制信号通知其他设备进行数据接收或处理。

2. 读操作，读操作是指将数据从总线上的特定地址或设备读取到CPU或其他设备中。

在读操作中，CPU发送读取请求到总线上的特定地址或设备，然后相应的设备将数据放置在总线上，CPU再将数据读取到自己的寄存器或内存中。

3. 中断操作，中断是一种异步的事件驱动机制，当外部设备需要CPU处理时，会通过总线发送中断请求信号给CPU，CPU在接收到中断请求后会保存当前运行的程序状态并跳转到中断处理程序，进行相应的数据传输和处理。

4. DMA操作，直接存储器访问（DMA）是一种特殊的总线操作方法，它允许外部设备直接和内存进行数据传输，而不需要CPU的直接参与。

DMA控制器在总线上控制数据传输的过程，从而实现高速数据传输。

总线操作实现数据传输的方法涉及到计算机系统中的硬件和软
件层面，需要考虑数据的读写、设备的控制、中断处理等多个方面。

在实际应用中，需要根据具体的系统架构和设备特性来选择合适的
总线操作方法，以实现高效稳定的数据传输。

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 ************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（74LS273、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+101××010 11010××001 10111↑0001 10111↑1010 110110（1）×010 110●74LS175的三态门244阻断（=1），拨码开关置位BUS总线数据，使74LS175的D端分别接高，低电平，观察并记录当CLK上升沿、下降沿跳变时Q端、端的状态。

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、实验内容实验原理图如下（省略图）：（1）实验原理按照实验所用的半导体静态存储器电路图进行操作，该静态存储器由一片6116（2K x 8）构成，其数据线（D0-D7）已和数据总线（BUS-DISP 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接至数据总线。

地址A0-A7与地址总线相连，显示地址内容。

数据开关经一三态门（74LS245）已连接至数据总线，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有三根控制线：/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引脚接地，在此情况下，当/CS=0、WE=1时进行写操作，/CS=0、WE=0时进行读操作，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，其他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）之间对应相连接。

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)对应相连接。

具体信号连接：/CW,WE,LDAR,/SW-B2、完成上述连接，仔细检查无误后方可进入本实验。

在闪动上的“P.”状态下按动增址命令键，使LED显示自左向右第一位显示提示符“H”，表示本装置已进入手动单元实验状态。

总线数据传送控制实验总结
总线数据传送控制实验是一项主要着眼于电子器件与元器件之间的数据传送机制的实验。

该实验旨在通过针对同步总线和异步总线的控制信号与传输信息的实验，提高学生对于总线数据传输控制方面的认知。

而就本次实验所得出来的结论来看，我们可以总结如下几点：
1.总线传输控制方式
本实验主要考察了同步总线和异步总线的传输控制方式，通过实验对比我们可以得到，同步传输方式和异步传输方式都有其独特的控制信号和先后顺序。

此外，同步传输方式的机制能够更好地保证数据传输的准确性。

2.总线传输时序
除了掌握总线传输的控制方式，本实验还通过数据传输的时序响应来考察学生是否掌握了相应的知识。

在具体的实验中，通过所设定的时序响应实现了对于数据发送和接收的同步控制，学生能够通过实验和理论的结合来更好地掌握总线传输的时序知识。

3.总结
总的来说，总线数据传输控制是电子信息学科中非常重要的一类知识，具体实验操作和理论知识结合有助于学生更好地掌握总线传输控制的内容。

此外，如果能够结合实际场景进行分析、研究，不仅能够更好地理解和掌握相关知识，还能够提高学生的分析和解决问题的能力。

《数字电路与逻辑设计》仿真实验报告仿真实验1 三态输出门实现总线传输1. 仿真实验内容试用74LS125三态输出门和3-8译码器74LS138（或其它门电路），实现4路十进制数（BCD 码）的循环显示，4路显示数字可自行设定，显示效果如图1所示。

图1 仿真实验效果图总线传输4路十进制（BCD 码）信号示意图如图2所示。

总线输出图2 总线传输多路信号示意图2. 仿真实验电路设计（1）设计原理十进制数以二进制码表示需要4位，所以需要4根总线。

以四路1位数据总线为例，其原理电路如图3所示。

74LS125三态输出门的控制端为低电平有效，如EN 1’=0，EN 2’ =EN 3’ =EN 4’=1，则数据A 12传到总线上，而其余的3个三态门处于高阻状态；以此类推，若各门的控制端轮流处于低电平，其余3个控制端处于高电平，则可实现4路数据的总线传输。

可以用3-8译码器74LS138的四个输出信号Y 0’~ Y 3’作为控制信号，仿真时可以用仿真软件的字发生器从00~11循环产生，从而实现4个控制信号的自动循环有效。

总线输出图3 四路1位数据总线原理电路D 41D 31D 21D 11EN 4'EN 3'EN 2'1+VccA 1A 0 （2）仿真实验电路根据以上设计原理，设计的仿真实验电路如图4所示。

图4 仿真实验电路4. 仿真实验结果及分析（1）当字发生器输出为00时，总线数据为A12 A13A14 A15 =0010，数码管显示2，和设置的传输数据1一致，仿真实验结果如图5所示。

图5 仿真实验结果（2）当字发生器输出为01时，总线数据为A12 A13A14 A15 =0101，数码管显示5，与设置的传输数据一致，仿真实验结果如图6所示。

图6 仿真实验结果（3）当字发生器输出为10时，总线数据为A12 A13A14 A15 =0110，数码管显示6，与设置的传输数据一致，仿真实验结果如图7所示。

总线数据传输实验实验报告⼀、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 isport(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 issignal r1,r2,r3,bus_Reg:std_logic_vector(7 downto 0);beginldreg:process(clk,lddr,bus_reg)beginif clk'event and clk='1' thenif 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')elser2 when (sw_bus='1'and r1_bus='1'and r2_bus='0'and r3_bus='1')elser3 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实验原理图⼆、功能验证波形图（图）：1 2 3 4 5 6 7 8 9 10操作步骤（对应波形图列表说明每步状态、有效控制信号）①设置初值，swr3r2r1_bus=1111，lddr=000，数据初始置k为00，总线输出为⾼阻态；②设置数据k=E1，swr3r2r1_bus=0111，lddr=001，将数据E1传⾄总线，通过L[7..0]显⽰总线数据，数据E1存⼊r1并显⽰出来；③swr3r2r1_bus=1110，lddr3=100，将R1的数据E1写⼊总线并存⼊R3，总线显⽰从R1传⾄总线的数据E1；④swr3r2r1_bus=1011，lddr=000，将R3的数据E1写⼊总线中；⑤设置数据k[7..0]=D2，swr3r2r1_bus=0111，lddr2=010，将数据D2传⾄总线并存⼊R2，通过L[7..0]显⽰总线数据D2；⑥swr3r2r1_bus=1101，lddr=100，将R2的数据D2写⼊总线并存⼊R3，总线显⽰从R2传⾄总线的数据D2；⑦swr3r2r1_bus=1011，lddr=000，将R3的数据D2写⼊总线中；⑧swr3r2r1_bus=1110，lddr=100，将R1的数据E1传⾄总线并存⼊R3中，实现R1数据传输到R3中，并显⽰数据E1；⑨swr3r2r1_bus=1101，lddr=001，将R2的数据D2传⾄总线并存⼊R1中，实现R2数据传输到R1中，并显⽰数据D2；⑩swr3r2r1_bus=1011，lddr=010，将R3的数据E1传⾄总线并存⼊R2中，实现R3数据传输到R2中，并显⽰数据E1，交换完毕。

《总线》实验报告关键信息项：1、实验目的2、实验设备3、实验原理4、实验步骤5、实验数据6、数据分析7、实验结论8、误差分析9、改进措施11 实验目的本次《总线》实验的主要目的在于深入理解总线的工作原理和特性，掌握总线的相关操作和应用。

通过实际操作和数据观测，增强对计算机系统中总线概念的认识，提高解决实际问题的能力。

111 具体目标包括1、熟悉总线的结构和功能。

2、掌握总线的数据传输方式和控制机制。

3、观察总线在不同工作状态下的性能表现。

12 实验设备1、计算机系统若干台。

2、总线实验设备及相关配件。

3、测量仪器，如示波器、逻辑分析仪等。

13 实验原理131 总线的概念总线是计算机系统中各个部件之间传输数据、地址和控制信息的公共通路。

它按照传输内容的不同，可以分为数据总线、地址总线和控制总线。

132 数据传输方式包括并行传输和串行传输两种方式。

并行传输速度快，但线路复杂；串行传输线路简单，但速度相对较慢。

133 总线仲裁当多个设备同时请求使用总线时，需要通过总线仲裁机制来确定总线的使用权。

14 实验步骤141 实验准备1、检查实验设备是否完好，连接是否正确。

2、熟悉实验设备的操作方法和相关软件的使用。

142 实验操作1、启动计算机系统和实验设备，进入实验环境。

2、进行总线的数据传输实验，设置不同的数据传输模式和参数。

3、观察总线的工作状态，记录相关数据和现象。

143 数据采集1、使用测量仪器采集总线在不同工作状态下的信号数据。

2、对采集到的数据进行整理和分类。

15 实验数据151 数据传输速率记录不同传输模式下的总线数据传输速率。

152 总线占用率统计总线在不同时间段的占用情况。

153 信号波形绘制采集到的总线信号波形图。

16 数据分析161 传输速率分析对比不同传输模式下的传输速率，分析影响传输速率的因素。

162 占用率分析研究总线占用率的变化规律，探讨其与系统性能的关系。

163 信号波形分析通过对信号波形的分析，判断总线的工作是否正常，是否存在干扰和错误。

大连理工大学本科实验报告课程名称：学院（系）：专业：班级：学号：学生姓名：年月日实验项目列表大连理工大学实验预习报告学院（系）：专业：班级：姓名：学号：组： ___实验时间：实验室：实验台：指导教师签字：成绩：一、部件实验报告1.实验名称：部件实验——总线数据传输实验2.实验目的：了解总线在计算机中的作用及数据传输原理3.实验要求：把内存作为中间介质，完成寄存器间的数据传输4.实验原理图：（P32）5.实验操作步骤（流程图）开始将开关s0-s7置11110000上拨S13、S11s0-s7置10101010上拨S13、S10，下拨S10将开关全部复位上拨S12、S16、S15S11、S10，下拨S10将开关全部复位实验体会、意见、建议体会：通过这次实验，我对总线的作用和数据的传输原理有了初步的了解。

在实验过程中，开关的上拨顺序（有些开关必须先于某些上拨才能正常进行）和复位顺序很重要，一般遵照先拨后复位的顺序进行。

另外S10比较特殊是下降沿有效，所以需拨两次。

意见及建议：关于部件的实验过于简单和单调，建议增加关于部件的实验内容。

大连理工大学实验预习报告学院（系）：专业：班级：姓名：学号：组： ___实验时间：实验室：实验台：指导教师签字：成绩：二、8位微程序控制计算机预习报告1 一位乘法程序的 *. LST 文件（要在重要地方加注释行，尽量使原程序易读）1 0000 ORG 02 0000 STRT:3 0000 3C00 MOV R4,#04 0002 3B00 MOV R3,#05 0004 3D0A MOV R5,#106 0006 600000 JKB STRT7 0009 408001 LDA 8001H8 000C 0F MOV R7,A9 000D L1:10 000D 60000D JKB L111 0010 408001 LDA 8001H12 0013 0E MOV R6,A13 0014 3001 MOV A,#414 0016 488002 STA 8002H15 0019 L2:16 0019 680019 JPB L217 001C 300A MOV A,#0AH18 001E 488002 STA 8002H19 0021 L3:21 0024 3010 MOV A,#10H22 0026 27 ADD A,R723 0027 488002 STA 8002H24 002A L4:25 002A 68002A JPB L426 002D 3009 MOV A,#927 002F 488002 STA 8002H28 0032 L5:29 0032 680032 JPB L530 0035 300A MOV A,#0AH31 0037 488002 STA 8002H32 003A L6:33 003A 68003A JPB L634 003D 3010 MOV A,#10H35 003F 26 ADD A,R636 0040 488002 STA 8002H37 0043 L7:38 0043 680043 JPB L739 0046 300A MOV A,#0AH40 0048 488002 STA 8002H41 004B L8:43 004E 300A MOV A,#0AH44 0050 488002 STA 8002H45 0053 L9:46 0053 680053 JPB L947 0056 06 MOV A,R6 ；把R6当作计数器48 0057 3A01 MOV R2,#149 0059 3B00 MOV R3,#00H50 005B L10: ;循环加被乘数，并把结果存在R3中51 005B 2A SUB A,R252 005C 500067 JC L1153 005F 0E MOV R6,A54 0060 03 MOV A,R355 0061 27 ADD A,R756 0062 0B MOV R3,A57 0063 06 MOV A,R658 0064 58005B JMP L1059 0067 L11:60 0067 03 MOV A,R3 ；分离R361 0068 2D SUB A,R562 0069 500073 JC L1264 006D 04 MOV A,R465 006E 22 ADD A,R2 ；计算十位66 006F 0C MOV R4,A ；把十位存入R4中67 0070 580067 JMP L1168 0073 L12:69 0073 04 MOV A,R470 0074 2A SUB A,R2 ；判断十位R4是否为071 0075 50008B JC L1372 0078 03 MOV A,R373 0079 C1:74 0079 680079 JPB C175 007C 488002 STA 8002H76 007F C2:77 007F 68007F JPB C278 0082 3010 MOV A,#10H79 0084 24 ADD A,R480 0085 488002 STA 8002H81 0088 580094 JMP OVER82 008B L13:83 008B 68008B JPB L1384 008E 3010 MOV A,#10H86 0091 488002 STA 8002H87 0094 OVER:88 0094 580000 JMP STRT 2大连理工大学实验报告学院（系）：专业：班级：姓名：学号：组： ___实验时间：实验室：实验台：指导教师签字：成绩：三、8位微程序控制计算机实验报告1.实验名称：8位微程序控制计算机实验2.实验目的：了解微程序控制计算机的工作原理及实现方法、初步学会程序的流程图画法及程序的模块化设计、调试方法。