计算机组成原理静态随机存储器实验

实验报告

一、实验名称

静态随机储存器实验

二、实验目的

掌握静态随机储存器RAM的工作特性和数据的读写方法

三、实验设备

TDN-CM++计算机组成原理教学实验系统一套，导线若干。

四、实验原理

实验所用的半导体静态存储器电路原理如图1所示，实验中的静态存储器由一片6116(2K×8)构成，其数据线接至数据总线，地址线由地址锁存器(74LS273)给出。地址灯ADO~AD7与地址线相连，显示地址线内容。数据开关经三态门(74LS245)连至数据总线，分时给出地址和数据。

因地址寄存器为8位，接入6116的地址A7--AO，而高三位A8—A1O接地，所以其实际容量为256字节。6116有三个控制线：CE(片选线)、0E(读线)、WE(写线)。当片选有效(CE=O)时，OE=O时进行读操作，WE=0时进行写操作。本实

验中将0E常接地，因此6116的引脚信号WE=1时进行读操作，WE=0时进行写操作。

在此情况下，要对存储器进行读操作，必须设置控制端CE=O、WE=O，同时有T3脉冲到来，要对存储器进行写操作，必须设置控制端CE=O、WE=1，同时有T3脉冲到来，其读写时间与T3脉冲宽度一致。

实验时将T3脉冲接至实验板上时序电路模块的TS3相应插孔中，其脉冲宽度可调，其它电平控制信号由“SWITCH UNIT”单元的二进制开关模拟，其中SW-B为低电平有效，LDAR为高电平有效。

图1 存储器实验原理图

五、实验内容

1. 向存储器中指定的地址单元输入数据,地址先输入AR寄存器，在地址灯

上显示;再将数据送入总线后，存到指定的存储单元，数据在数据显示灯和数码

显示管显示。

2. 从存储器中指定的地址单元读出数据, 地址先输入AR寄存器,在地址灯

显示; 读出的数据送入总线, 通过数据显示灯和数码显示管显示。

六、实验步骤

（1）将时序电路模块中的Φ和H23排针相连。

将时序电路模块中的二进制开关“STOP”设置为“RUN”状态、将“STEP”设置为"STEP"状态。

注意:关于stop和step的说明: 将“STOP”开关置为“Run"状态、“STEP”开关置为“EXEC”状态时，按动微动开关START，则T3输出为连续的方波信号，此时调节电位器W1，用示波器观察，使T3输出实验要求的脉冲信号。当“STOP”开关置为“RUN”状态、“STEP”开关置为"STEP"状态时，每按动一次微动开关START，则T3输出一个单脉冲，其脉冲宽度与连续方式相同。

（2）按图2连接实验线路，仔细查线无误后接通电源。

图2 存储器实验接线图

（3）向存储器指定的地址送入数据，如:向00单元中输入11, 步骤如下: ①向地址寄存器AR 中输入地址00的流程如下：

1）操作步骤是，设置：a 、SW-B=1；

b 、从输入开关输入00000000；

c 、打开输入三态门：SW-B=0；

d 、将地址打入地址锁存器中：LDAR=1,按START 发T3

脉冲。

2）观察地址灯的变化。

②输入要存放的数据11的流程如下：

1）操作步骤是，设置：a 、SW-B=1；

b 、从输入开关输入00010001；

c 、打开输入三态门：SW-B=0；

d 、关闭地址寄存器：LDAR=0；

e 、将数据写入存储单元：CE=0，WE=1,按START 发T3

脉冲；

f 、输入数据在数码管上显示：LED-B=0，发W/R 脉冲。

数据开关（00000000）

打开三态门地址寄存器

（00000000）数据开关（00000000）打开三态门存储器RAM

（00000000）

2）观察数据显示灯和数码显示管的变化。

③按照①②的步骤继续向下面的几个地址中输入下述数据:

地址

数据01

12 02

13 03

14 04

15 (4) 从存储器指定的地址中读出数据. 如从00中读出的流程如下：

1）操作步骤是，设置：a 、SW-B=1；

b 、禁止存储器读写CE=1；

c 、从输入开关输入00000000；

d 、打开输入三态门：SW-B=0；

e 、将地址打入地址锁存器中：LDAR=1,按START 发

T3脉冲。

f 、关闭输入三态门：SW-B=0；

g 、关闭地址寄存器：LDAR=0；

h 、从存储器中读出数据：CE=0，WE=0；

i 、数据在数码管上显示：LED-B=0，发W/R 脉冲。

2）同样从其它4个地址: 01 ,02 ,03 , 04中读出数据，观察地址显示灯, 数据显示灯和数码显示管的变化，并检查是否和输入的数据一致。

七、实验结果

步骤3向存储器指定的地址输入数据结果：

输入地址

地址显示灯变化00

亮亮亮亮亮亮亮亮01

亮亮亮亮亮亮亮灭02

亮亮亮亮亮亮灭亮03

亮亮亮亮亮亮灭灭04 亮亮亮亮亮灭亮亮

数据开关（00000000）打开三态门地址寄存器

（00000000）存储器RAM （00000000）

输入数据数据显示灯变化数码显示管

11 亮亮亮灭亮亮亮灭11

12 亮亮亮亮灭灭亮亮0C

13 亮亮亮亮灭灭亮灭0d

14 亮亮亮亮灭灭灭亮0E

15 亮亮亮亮灭灭灭灭0F

步骤四中，地址显示灯, 数据显示灯和数码显示管的变化，和输入的数据一致。

八、小结

通过这次实验，较好的掌握了静态存储器的工作特性及使用方法。掌握了半导体随机存储器如何存储数据及读出数据。从此次实验中懂得了在实验接线时要细

心。在操作过程中，若出现问题应能在最短时间内检查出问题，从而使实验过程更顺利。