总线实验

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（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
11↑0001 101
11↑1010 110
110（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。

●观察74LS175的Q端、端和74LS74的Q端、端的异同，观察当74LS175的MR端置0后（=0），输出Q端、端的变化。

都是高电平：1，0，低电平：0,1。

当74LS175的MR端置0后（=0）高电平：1，0，变为0,1；低电平：0,1还是0,1.
实验（3）通用寄存器实验
●=0，===1；操作拨码开关输入数据0xAA 到总线，观测此时74LS374和74LS273输出6端QX的各自状态。

状态：
74LS374：1010101074LS273:00000000
●74LS374的CLK端R0_CLK上升沿跳变把总线上的0xAA数据存入R0寄存器（74LS374）。

●拨码开关的三态门244阻断（=1），观察此时总线BUS上的状态。

总线BUS被阻断无信号
●74LS374的输出选通（=0），观测总线BUS的状态。

数据从无变为oxAA
●74LS273的CLK端DR_CLK上升沿跳变把总线上的0xAA数据存入DR寄存器（74LS273）。

观察74LS374和74LS273输出端QX的各自状态。

74Ls374：10101010
74LS273：10101010
实验（4）移位寄存器实验
●=0，===1；通过拨码开关送入总线BUS任意八位二进制数，赋值74LS194的输入端D0D1D2D3。

分别设置74LS194的MR 端、S1端、S0 端、SL端、SR端，观察CLK端上升沿、下降沿跳变时刻输出端Q0Q1Q2Q3的状态，验证74LS194的功能。

功能表如下，其中“×”号表示输入任意值。

观察电路中两个74LS194联合构成8位移位器的方法，及移位效果。

74LS194功能表
•实验总结：
•DIN总线中连接着拨码开关，在bus总线中含有着三态门
总线上的数据由DIN总线上的拨码开关控制
在DIN总线上传输数据到bus总线，bus总线传输数据到显示屏上
同：DIN总线上的数据与bus上的数据都是相同的
异：一个作为输入，一个作为传输
2、触发器是时钟上升沿（↑）触发，瞬间保存数据；锁存器是时钟高电平期间输出跟随输入变化，下降沿（↓）保存数据。

二者就是触发方式不同，适用于不同的场合。

如 CPU 复用总线的地址锁存就是用锁存器。

七：心得体会
总线是多个系统部件之间进行数据传送的公共通路，是构成计算机系统的骨架。

借助总线连接，计算机在系统各部件之间实现传送地址、数据和控制信息的操作。

因此，所谓总线就是指能为多个功能部件服务的一组公用信息线。

总线示意图如图3-1所示：输入单元、输出单元、寄存器、存储器及其地址寄存器等不同的设备挂在同一条总线上。

这些设备都需要有三态输出控制，保证任何时刻总线上只有唯一的数据存在。

74LS244为3态8位缓冲器，一般用作总线驱动器。

74LS244没有锁存的功能。

地址锁存器就是一个暂存器，它根据控制信号的状态，将总线上地址代码暂存起来。

8086/8088数据和地址总线采用分时复用操作方法，即用同一总线既传输数据又传输地址。

74Ls374的输出端O0~O7可直接与总线相连。

当三态允许控制端OE为低电平时，O0~O7为正常逻辑状态，可用来驱动负载或总线。

当OE为高电平时，O0~O7呈高阻态，即不驱动总线，也不为总线的负载，但锁存器内部的逻辑操作不受影响。