实验六 数据通路组成实验（1）
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； 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已在第四节做过介绍，DR2在第三节的实验中使用过。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，R1，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RSO（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RD1，RD0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－K15。
图8 数据通路实验电路图
三、实验设备
1．TEC-4计算机组成原理实验仪一台 2．双踪示波器一台（并非必备） 3．直流万用表一只 4．逻辑测试笔一支 四、实验任务
（1）将实验电路与控制台的有关信号进行线路连接，方法同前面的实验。
（2）用8位数据开关向RF中的四个通用寄存器分别置入以下数据：R0＝0FH，R1＝0F0H，R2＝55H，R3＝0AAH。
给R0置入0FH的步骤是：先用8位数码开关SW0－SW7将0FH置入ER，并且选择WR1＝0、WR0＝0、WRD＝1，再将ER的数据置入RF。给其他通用寄存器置入数据的步骤与此类似。
（3）分别将R0至R3中的数据同时读入到DR2寄存器中和DBUS上，观察其数据是否是存入R0至R3中的数据，并记录数据。其中DBUS上的数据可直接用指示灯显示，DR2中的数据可通过运算器ALU，用直通方式将其送往DBUS。
（4）用8位数码开关SW0－SW7向AR1送入一个地址0FH，然后将R0中的0FH写入双端口RAM。
用同样的方法，依次将R1至R3中的数据写入RAM中的0F0H，55H，0AAH单元。 （5）分别将RAM中0AAH单元的数据写入R0，55H单元的数据写入R1，0F0H单元写入R2，0FH单元写入R3。然后将R3，R2，R1，R0中的数据读出到DBUS上，通过指示灯验证读出的数据是否正确，并记录数据。 五、实验要求
1．做好实验预习和准备工作，掌握实验电路的数据通路特点和通用寄存器堆的功能特性。
2．写出实验报告，内容为： ① 实验目的； ② 记录故障现象，排除故障的分析思路，故障定位及故障的性质； ③ 写出详细的实验步骤，记录实验数据记录； ④ 值得讨论的其他问题。
实验七 数据通路组成实验（2）
一、实验目的
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已在第四节做过介绍，DR2在第三节的实验中使用过。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，R1，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RSO（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RD1，RD0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－K15。
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