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  • 半导体存储器实验

    2012-08-17 09:55:38
    半导体存储器实验
  • 半导体存储器原理实验

    千次阅读 2018-06-27 21:09:28
    南通大学计算机科学与技术学院 计算机组成原理*实验报告* 实 验 名 称 半导体存储器原理实验 班 级 学 号 姓 名 jontyy 指 导 教 师 ...

    南通大学计算机科学与技术学院

    计算机组成原理****实验报告

    实 验 名 称 半导体存储器原理实验

    名 jontyy

    指 导 教 师

    目录

    **一、**实验目的

    **二、**实验用软件、器件等

    **三、**实验内容

    **四、**电路原理图

    **五、**实验过程及数据记录

    **六、**实验数据分析与小结

    **七、**实验心得体会

    一、实验目的

    1、熟悉静态随机存储器RAM和只读存储器ROM的工作特性和使用方法;

    2、熟悉半导体存储器存储和读出数据的过程;

    3、了解使用半导体存储器电路时的定时要求。

    二、实验用软件、器件等

    1、软件:QUARTUS 2.0、WPS文字、Visio 2013

    2、器件:lpm_rom(lpm_rom0)、lpm_ram_dq(lpm_ram_dq0)、lpm_ram_io(lpm_ram_io1)、7408、NOT、AND2、74273b、74374b、74244b、input、output、BIDIR

    三、实验内容

    1、利用Quartus Ⅱ器件库提供的参数化存储单元lpm_rom设计一个由128╳8位的ROM(地址空间:00H~7FH)构成的只读存储器系统。

    (1)设计实验电路图,在QuartusⅡ的编辑环境下,进行原理图的输入和编辑工作,要求编译通过,无错误。

    (2)利用.mif文件,对ROM的存储单元00H~05H进行初始化。

    (3)给定ROM存储区的地址:00H~05H,读ROM存储单元。要求通过分析仿真波形,检查数据的正确性。记录仿真波形、分析方法、分析过程和分析结果。

    2、利用Quartus Ⅱ器件库提供的参数化存储单元lpm_ram_dq,设计一个由128╳8位的RAM(地址空间:80H~FFH)构成的随机存储器系统。

    (1)设计实验电路图,在QuartusⅡ的编辑环境下,进行原理图的输入和编辑工作,要求编译通过,无错误。

    (2)给RAM的存储单元80H~85H写入数据。要求通过分析仿真波形,检查数据的正确性。记录仿真波形、分析方法、分析过程和分析结果。

    (3)给定RAM存储区的地址:80H~85H,读RAM存储单元。要求通过分析仿真波形,检查数据的正确性。记录仿真波形、分析方法、分析过程和分析结果。

    3、利用Quartus Ⅱ器件库提供的参数化存储单元lpm_ram_io,设计一个由128╳8位的RAM(地址空间:80H~FFH)构成的随机存储器系统。

    (1)设计实验电路图,在QuartusⅡ的编辑环境下,进行原理图的输入和编辑工作,要求编译通过,无错误。

    (2)给RAM的存储单元80H~85H写入数据。要求通过分析仿真波形,检查数据的正确性。记录仿真波形、分析方法、分析过程和分析结果。

    (3)给定RAM存储区的地址:80H~85H,读RAM存储单元。要求通过分析仿真波形,检查数据的正确性。记录仿真波形,仿真结果的分析方法、分析过程和分析结果。

    4、利用Quartus Ⅱ器件库提供的参数化存储单元lpm_rom、lpm_ram_dq或lpm_ram_io设计一个由128╳8位的ROM(地址空间:00H7FH)和一个由128╳8位的RAM(地址空间:80HFFH)构成的存储器系统。

    (1)设计实验电路图,在QuartusⅡ的编辑环境下,进行原理图的输入和编辑工作,要求编译通过,无错误。

    (2)利用.mif文件,对ROM的存储单元00H~05H进行初始化。

    (3)从05H单元读出一个8位数据存入88H单元。

    (4)将90H存入06H单元,将11H存入90H单元,请置相关控制信号(注意时序关系)实现下列功能:

    ​ 给定06H,读出数据11H(即,实现间接寻址功能)。

    (5)思考题:若给定起始地址后,要能实现自动从连续存储区读出数据,则实验电路应作怎样的改进,如何验证这一功能?

    四、电路原理图

    实验电路原理图如下图所示,图(1)是只读存储器系统电路原理图,图(2)是lpm_ram_dq随机存储器系统电路原理图,图(3)是lpm_ram_io随机存储器系统电路原理图,图(4)是存储器系统电路原理图。

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-LIBWNkM4-1576743826794)(cid:clip_image002.jpg)]

    图(1)只读存储器系统电路原理图

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-i3dVFQ3Z-1576743826795)(cid:clip_image004.jpg)]

    图(2)lpm_ram_dq随机存储器系统电路原理图

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-cVPY3R2x-1576743826796)(cid:clip_image006.jpg)]

    图(3)lpm_ram_io随机存储器系统电路原理图

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Qt9bddo6-1576743826799)(cid:clip_image008.jpg)]图(4)存储器系统电路原理图

    **五、**实验过程及数据记录

    1、利用lpm_rom设计一个由128╳8位的ROM(地址空间:00H~7FH)构成的只读存储器系统。

    (1)参考图(1),在QUARTUS II里输入原理图,设计只读存储器系统。

    只读存储器系统电路图:

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-GWojMQcj-1576743826800)(cid:clip_image010.jpg)]

    图1-1

    (2)利用.mif文件,对ROM的存储单元00H~05H进行初始化。

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-E1UaaAA9-1576743826805)(cid:clip_image012.jpg)]

    图1-2

    (3)给定ROM存储区的地址:00H~05H,读ROM存储单元。要求通过分析仿真波形,检查数据的正确性。记录仿真波形、分析方法、分析过程和分析结果。

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-VF2rGkdV-1576743826807)(cid:clip_image014.jpg)]

    图1-3

    2、利用lpm_ram_dq,设计一个由128╳8位的RAM(地址空间:80H~FFH)构成的随机存储器系统。

    (1)参考图(2),在QuartusⅡ中输入原理图,设计随机存储器系统。

    随机存储器系统电路图:

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-7RXydPcE-1576743826808)(cid:clip_image016.jpg)]

    图2-1

    (2)给RAM的存储单元80H~85H写入数据。要求通过分析仿真波形,检查数据的正确性。记录仿真波形、分析方法、分析过程和分析结果。

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-kIOK9QQw-1576743826808)(cid:clip_image018.jpg)]

    图2-2

    (3)给定RAM存储区的地址:80H~85H,读RAM存储单元。要求通过分析仿真波形,检查数据的正确性。记录仿真波形、分析方法、分析过程和分析结果。

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-xydhzhU2-1576743826809)(cid:clip_image020.jpg)]

    图2-3

    3.利用Quartus Ⅱ器件库提供的参数化存储单元lpm_ram_io,设计一个由128╳8位的RAM(地址空间:80H~FFH)构成的随机存储器系统。

    (1)参考图(3),在QuartusⅡ中输入原理图,设计随机存储器系统。

    随机存储器系统:

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-BnjQa39l-1576743826809)(cid:clip_image022.jpg)]

    图3-1

    (2)给RAM的存储单元80H~85H写入数据。要求通过分析仿真波形,检查数据的正确性。记录仿真波形、分析方法、分析过程和分析结果。

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-bgCaa1r2-1576743826810)(cid:clip_image024.jpg)]

    图3-2

    (3)给定RAM存储区的地址:80H~85H,读RAM存储单元。要求通过分析仿真波形,检查数据的正确性。记录仿真波形,仿真结果的分析方法、分析过程和分析结果。

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-X2f8lSKc-1576743826810)(cid:clip_image026.jpg)]

    图3-3

    4.利用Quartus Ⅱ器件库提供的参数化存储单元lpm_rom、lpm_ram_dq或lpm_ram_io设计一个由128╳8位的ROM(地址空间:00H7FH)和一个由128╳8位的RAM(地址空间:80HFFH)构成的存储器系统。

    (1)参考图(4),在QuartusⅡ中输入原理图,设计存储器系统。

    存储器系统:

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-w0i0Cubn-1576743826810)(cid:clip_image028.jpg)]

    图4-1

    (2)利用.mif文件,对ROM的存储单元00H~05H进行初始化。

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-FiVWYwOu-1576743826810)(cid:clip_image029.jpg)][外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-6MhAhPWd-1576743826811)(cid:clip_image030.jpg)][外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-fBMBLXn7-1576743826811)(cid:clip_image032.jpg)]

    图4-2

    (3)从05H单元读出一个8位数据存入88H单元。

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-RmICcFnu-1576743826811)(cid:clip_image034.jpg)]

    图4-3

    (4)将90H存入06H单元,将11H存入90H单元,请置相关控制信号(注意时序关系)实现下列功能:

    ​ 给定06H,读出数据11H(即,实现间接寻址功能)。

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-18gqf1pa-1576743826819)(cid:clip_image035.jpg)][外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-ddU1fozL-1576743826819)(cid:clip_image036.jpg)][外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-HxSddC2V-1576743826820)(cid:clip_image038.jpg)]

    图4-4

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-1g0t530A-1576743826820)(cid:clip_image040.jpg)]

    图4-5

    (5)思考题:若给定起始地址后,要能实现自动从连续存储区读出数据,则实验电路应作怎样的改进,如何验证这一功能?

    **六、**实验数据分析与小结

    1、lpm_rom_dq只读存储系统

    给定ROM存储区的地址:00H~05H,读ROM存储单元。

    address[6…0]inclockoutclockq[7…0]
    00H(inclock结束后)↑0CH
    01H(inclock结束后)↑16H
    02H(inclock结束后)↑20H
    03H(inclock结束后)↑2AH
    04H(inclock结束后)↑38H
    05H(inclock结束后)↑30H

    先给出需要访问的存储单元地址,然后给inclock一个上升沿,调动ROM.mif对应地址中的数据进行输入,然后给outclock一个上升沿,在输出端输出数据。

    2、lpm_ram_dq随机存储器系统

    (1)给RAM的存储单元80H~85H写入数据。

    address[6…0]data[7…0]inwe
    80H11H1
    81H12H1
    82H13H1
    83H14H1
    84H15H1
    85H16H1

    we保持高电平,进行写操作;给出存储单元地址,并对应给出需要存储在该地址的数据,然后给in一个上升沿,存入数据。过程中out保持低电平,无输出。

    (2)给定RAM存储区的地址:80H~85H,读RAM存储单元。

    address[6…0]weinoutq[7…0]
    80H0(in结束后)↑11H
    81H0(in结束后)↑12H
    82H0(in结束后)↑13H
    83H0(in结束后)↑14H
    84H0(in结束后)↑15H
    85H0(in结束后)↑16H

    we保持低电平,进行读操作;给出需要读数据的存储单元地址,无数据输入,首先给in一个上升沿,从RAM.mif存储单元中输入对应数据,然后给out一个上升沿,数据从输出端q[7…0]输出。

    3、lpm_ram_io随机存储器系统

    (1)给RAM的存储单元80H~85H写入数据。

    address[7…0]weoutenabindio[7…0]dio~r[7…0]
    80H1011H11H
    81H1012H12H
    82H1013H13H
    83H1014H14H
    84H1015H15H
    85H1016H16H

    we保持高电平,outenab保持低电平,进行写操作;首先在address中给出需要写入数据的存储单元地址,并在dio中对应给出要写入的数据,然后给in一个上升沿,写入数据,out保持低电平。

    (2)给定RAM存储区的地址:80H~85H,读RAM存储单元。

    address[7…0]weoutenabinoutdio~r[7…0]
    80H01(in结束后)↑11H
    81H01(in结束后)↑12H
    82H01(in结束后)↑13H
    83H01(in结束后)↑14H
    84H01(in结束后)↑15H
    85H01(in结束后)↑16H

    we保持低电平,outenab保持高电平,进行读操作;首先在address中给出需要写入数据的存储单元地址,然后给in一个上升沿,从RAMio.mif存储单元中输入对应数据,之后给out一个上升沿,数据从输出端dio~r输出。

    4、存储器系统

    (1)从05H单元读出一个8位数据存入88H单元。运行期间nR0_BUS保持高电平,LDR0保持低电平。

    第一周期:输入05H单元的地址

    IN[7…0]nSW_BUSLDARcs_rom1rom_outromgnDBUSABUS
    05H000105H00H→05H

    第二周期:读05H单元数据

    IN[7…0]nSW_BUSLDARcs_rom1rom_outromgnDBUSABUS
    00H10000H→06H05H

    第三周期:输入88H单元的地址

    IN[7…0]nSW_BUSLDARcs_rom1rom_outromgnDBUSABUS
    88H000188H05H→88H

    之后:存入并读出88H数据

    IN[7…0]nSW_BUSLDARromgnWEcs_ram1ram_outramgnDBUSABUS
    00H10010106H88H
    00H10100006H88H

    第一个周期输入05H单元的地址:保持nsw-bus低电平,给LDRD一个上升沿,将地址存入地址寄存器;第二个周期读05H单元数据:保持nsw-bus高电平,ROM的输出缓冲器输出时序信号romgn保持低电平,给ROM的输入时序信号一个上升沿,地址05H进入ROM,然后给输出时序信号一个上升沿,05H单元的数据输出为06H;第三个周期输入88H单元的地址:保持nsw-bus低电平,给LDRD一个上升沿,将地址存入地址寄存器;之后,给romgn一个下降沿,RAM的控制信号WE一个上升沿,数据06H进入RAM的数据端,给RAM的输入时序信号一个上升沿,数据存入88H单元;最后RAM的输出缓冲器输出时序信号ramgn保持低电平,给RAM的输出时序信号一个上升沿,数据输出为06H。

    (2)给定06H,读出数据11H(即,实现间接寻址功能)。

    第一、二、三个周期将11H存入90H单元,并输出

    IN[7…0]nSW_BUSLDARromgnWEcs_ram1ram_outramgnDBUSABUS
    90H01000190H90H
    11H00110011H90H
    00H10100011H90H

    第四个周期输入06H单元的地址

    IN[7…0]nSW_BUSLDARcs_rom1rom_outromgnDBUSABUS
    05H000106H06H

    之后,将06H的数据作为地址输入ROM读出其中的数据

    IN[7…0]nSW_BUSLDARromgncs_rom1rom_outcs_ram1ram_outramgnDBUSABUS
    00H10000190H06H
    00H100000190H90H
    00H1010001zzH90H
    00H101000011H90H

    第一个周期输入90H单元的地址:保持nsw-bus低电平,给LDRD一个上升沿,将地址存入地址寄存器;第二个周期输入11H数据:保持nsw-bus高电平,保持RAM的控制信号WE高电平,进行写操作,然后给RAM的输入时序信号一个上升沿,数据11H存入90H单元;第三个周期RAM的输出缓冲器输出时序信号ramgn保持低电平,给RAM的输出时序信号一个上升沿,数据输出为11H;第四个周期输入06H单元的地址,保持nsw-bus低电平,给LDRD一个上升沿,将地址存入地址寄存器;之后,给romgn一个下降沿,RAM的控制信号WE保持低电平,进行读操作,然后给ROM的输入时序信号一个上升沿,再给其输出时序信号一个上升沿ROM数据90H进入DBUS,之后给LDRD一个上升沿,90H进入地址缓冲器,然后给RAM输入时序信号一个上升沿,保持RAM输出缓冲器时序信号ramgn保持低电平,给RAM的输出时序信号一个上升沿,数据输出为11H。

    七、实验心得体会

    通过本次实验,熟悉了静态随机存储器RAM和只读存储器ROM的工作特性和使用方法,熟悉了半导体存储器存储和读出数据的过程,了解使用半导体存储器电路时的定时要求,同时,对其原理组成也有了一定的认识。

    在实验中也遇到了一些问题,在做最后一个存储器系统实验中,输出存在一定的问题,最后经过老师的指导,发现了仿真过程中,周期设定的问题,之后也发现原理图出现一些错误,得到了很好的解决。在此过程中,经过老师的讲解,熟悉了各个器件的作用以及运行流程,对半导体存储器的时序关系有了更透彻的了解。

    附录

    1、lpm_rom0创建过程

    第一步:存储器初始化

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-H0veF1AP-1576743826821)(cid:clip_image042.jpg)][外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-0iF3W4WY-1576743826821)(cid:clip_image044.jpg)]

    第二步:保存为.mif文件

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-IZp3kuSA-1576743826822)(cid:clip_image046.jpg)]

    第三步:存储器设置

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-xan7cUlT-1576743826823)(cid:clip_image048.jpg)]

    图(a)开始设置

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-0FtmJR93-1576743826823)(cid:clip_image050.jpg)]

    图(b)存储位置及名称

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-77L6n5Vt-1576743826823)(cid:clip_image052.jpg)]

    图(c)数据位数大小

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-dp2TYY3v-1576743826823)(cid:clip_image054.jpg)]

    图(d)

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-BtteBOqU-1576743826824)(cid:clip_image056.jpg)]

    图(e)与存储器关联

    2**、lpm_ram_dq0****创建过程**

    第一步:存储器初始化

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-FP7amQdC-1576743826824)(cid:clip_image042.jpg)][外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-U3mL6WYC-1576743826824)(cid:clip_image058.jpg)]

    第二步:保存为.mif文件

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-sw4lbpaE-1576743826825)(cid:clip_image060.jpg)]

    第三步:存储器设置

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-XEbAfn1m-1576743826825)(cid:clip_image062.jpg)]

    图(a)开始设置

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-4NiRL5qJ-1576743826826)(cid:clip_image064.jpg)]

    图(b)存储位置及名称

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-i5H3j3iY-1576743826826)(cid:clip_image066.jpg)]

    图(c)数据位数大小

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-T38EuNau-1576743826826)(cid:clip_image068.jpg)]

    图(d)

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-bGbowjOy-1576743826826)(cid:clip_image070.jpg)]

    图(e)与存储器关联

    3**、Lpm_ram_io1****创建过程**

    第一步:存储器初始化

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-1iUQgi0O-1576743826827)(cid:clip_image072.jpg)]

    第二步:保存为.mif文件

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-8rHoOTJG-1576743826827)(cid:clip_image074.jpg)]

    第三步:存储器设置

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-CgeHjVyg-1576743826849)(cid:clip_image076.jpg)]

    图(a)开始设置

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-mTh1r3wd-1576743826849)(cid:clip_image078.jpg)]

    图(b)存储位置及名称

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Atb75Ft2-1576743826850)(cid:clip_image080.jpg)]

    图(c)数据位数大小

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    图(d)

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    图(e)与存储器关联

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    a7f4a3f590493a1e451dd952a488fd7c.gif 计算机组成原理静态随机存储器实验

    (5页)

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    9.9 积分

    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(2KX8)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—A10接地, 所以其实际容量为256字节。6116有三个控制线:CE(片选线)、0玖读线)、WE(写 线)。当片选有效(CE=O)时,0E=0时进行读操作,WE=0时进行写操作。木实 验中将0E常接地,因此6116的引脚信号WE二1时进行读操作,WE二0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脉冲到來,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脉冲接至实骑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。数据幻数撫开关图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.从存储器屮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①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。STATE UNITW/RUNITUNITW.TN MF:址AlM arZK ceELIMJc"1 1 1 i iSIGNAL- UNITLIEUS???■■■Cb□3XT卜」1 1 ■ I L—I—1u7 svcra DO sw Drz-M ZMJ-Mor wINPUT cevics:SWITCH UNIT图2存储器实验接线图(3)向存储器指定的地址送入数据,女山向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二1,按START发T3 脉冲。2) 观察地址灯的变化。存储器RAM(00000000)② 输入要存放的数据11的流程如下:数据开关一.打开三态门(00000000)1)操卅步骤是,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二0;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。 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儿个地址中输入下述数据:地址数据0112021303140415(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:数据开关(00000000)A打开三态门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高高高高高高高高 yiu yiu yiu yiu yiu yiu yiu yiu01甘 甘 甘 甘 甘 甘 甘 717 冗冗冗冗冗冗冗火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1112亮亮亮亮灭灭亮亮0C13亮亮亮亮灭灭亮灭Od14鳧鳧鳧鳧灭灭灭鳧0E15亮亮亮亮灭灭灭灭OF步骤四屮,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。在操作过程屮,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。 关 键 词: 计算机 组成 原理 静态 随机 存储器 实验

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  • 1、掌握静态存储器的工作特性及使用方法。 2、掌握半导体随机存储器怎样存储和读出数据。 实验要求: 1、实验前,要求做好实验预习,掌握6116型RAM存储器的功能特性和使用方法。 2、实验过程中,要认真进行实验操作...
  • 半导体静态存储器实验电路图2 SRAM 6116
  • 实验所用的静态存储器由一片6116(2K×8bit)构成(位于MEM单元),6116有三个控制线:CS(片选线)、OE(读线)、WE(写线),当片选有效(CS=0)时,OE=0时进行读操作,WE=0时进行写操作,本实验将CS常接地。...

    一、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

    二、实验设备

    实验仪一台、PC机一台(观察波形)

    三、实验原理

    实验所用的静态存储器由一片6116(2K×8bit)构成(位于MEM单元),6116有三个控制线:CS(片选线)、OE(读线)、WE(写线),当片选有效(CS=0)时,OE=0时进行读操作,WE=0时进行写操作,本实验将CS常接地。
    由于存储器(MEM)最终是要挂接到CPU上,所以其还需要一个读写控制逻辑,使得CPU能控制MEM的读写,实验中的读写控制逻辑如图所示,由于T2的参与,可以保证MEM的写脉宽与T2一致,T2由时序单元的TS2给出(时序单元的介绍见附录2)。IOM用来选择是对I/O还是对MEM进行读写操作,RD=1时为读,WR=1时为写。
    在这里插入图片描述
    存储器数据线接至数据总线,数据总线上接有8个LED灯显示D7…D0的内容。地址线接至地址总线,地址总线上接有8个LED灯显示A7…A0的内容,地址由地址锁存器(74LS273,位于PC&AR单元)给出。数据开关(位于IN单元)经一三态门(74LS245)连至数据总线,分时给出地址和数据。地址寄存器为8位,接入6116的地址A7…A0,6116的高三位地址A10…A8接地,所以其实际容量为256字节。

    实验箱中所有单元的T1、T2都连接至MC单元的T1、T2,CLR都连接至CON单元的CLR按钮。实验时T2由时序单元给出,其余信号由CON单元的二进制开关模拟给出,其中IOM应为低(即MEM操作),RD、WR高有效,MR和MW低有效,LDAR高有效。

    四、实验步骤

    (1) 关闭实验系统电源,按图连接实验电路,并检查无误,图中将用户需要连接的信号用圆圈标明。
    在这里插入图片描述
    (2) 将时序单元的状态开关置为‘单步’档(时序单元的介绍见附录二),MEM单元的编程开关置为‘运行’档。

    (3) 将CON单元的IOR开关置为1(使IN单元无输出),打开电源开关,如果听到有‘嘀’报警声,说明有总线竞争现象,应立即关闭电源,重新检查接线,直到错误排除。

    (4) 给存储器的00H、01H、02H、03H、04H地址单元中分别写入数据11H、12H、13H、14H、15H。由前面的存储器实验原理图可以看出,由于数据和地址由同一个数据开关给出,因此数据和地址要分时写入,先写地址,具体操作步骤为:先关掉存储器的读写(WR=1,RD=1),数据开关输出地址(IOR=0),然后打开地址寄存器门控信号(LDAR=1),按动TS产生T2脉冲,即将地址打入到AR中。再写数据,具体操作步骤为:先关掉存储器的读写(WR=1,RD=1)和地址寄存器门控信号(LDAR=0),数据开关输出要写入的数据(IOR=0),然后使存储器处于写状态(WR=1,RD=0,IOM=0),按动TS产生T2脉冲,即将数据打入到存储器中。写存储器的流程如图所示(以向00地址单元写入11H为例)
    在这里插入图片描述
    (5) 依次读出第00、01、02、03、04号单元中的内容,观察上述各单元中的内容是否与前面写入的一致。同写操作类似,也要先给出地址,然后进行读,地址的给出和前面一样,而在进行读操作时,应先关闭IN单元的输出(IOR=1),然后使存储器处于读状态(WR=0,RD=1,IOM=0),此时数据总线上的数即为从存储器当前地址中读出的数据内容。读存储器的流程如图所示(以从00地址单元读出11H为例):

    在这里插入图片描述

    五、结论

    通过本次实验,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。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。

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    (一)

    半导体存储器原理实验

    一、

    实验目的与要求

    目的:1、掌握静态存储器的工作特性及使用方法。

    2、掌握半导体随机存储器怎样存储和读出数据。

    要求:实验前,要求做好实验预习,掌握616型RAM存储器的功能特性和使用方法。

    实验过程中,要认真进行实验操作和思考实验有关的内容,把自己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。

    二、

    实验方案

    1. 使用了一片6116静态RAM(2048×8位),但地址端A8~A10脚接地,因此实际上存储容量为256字节。存储器的数据线D7~D0接至数据总线。

    2. 使用一片8位的74LS273作为地址寄存器(AR),地址寄存器的输出端接存储器6116的地址线A7~A0,所以存储单元的地址由地址存储器AR提供。

    3. 数据开关(INPUT

    DEVICE)用来设置地址和数据,它经过一个三态门74LS245与数据总线相连,分别给出地址和数据。

    4. 地址显示灯A

    D7~AD0与6116地址线相连,用来显示存储单元的地址,数据总线上的显示灯B7~B0用来显示写入存储单元的数据或从存储单元读出的数据。

    5. 存储器有三个控制信号:CE片选信号、OE读命令信号、WE写信号。当片选信号CE=0时,RAM被选中,可以进行读/写操作;当CE=1时,RAM未被选中,不能进行读/写操作。读命令信号OE在本实验中已固定接地,在此情况下,当CE=0,WE=1时,存储器进行写操作,当CE=0,WE=0时,存储器进行读操作。

    6. LDAR是地址存储器AR存数控制信号。

    7. 按图连接好实验电路,检查无误后通电。

    8. 将表2。2的地址和内容转化为二进制

    9. 参考例1的操作,向存储器单元里先写第一个单元的地址、然后向第一个地址,再写第二个地址,然后向第二个地址单元写内容,就这样不断循环操作,直到做完。

    10. 参考例2依次读出表2。2各地址的内容

    地址

    写内容

    00000000

    10101010

    00000001

    01010101

    00000010

    00110011

    00000011

    01000100

    00000100

    01100110

    00000101

    00001000

    00000110

    11110000

    表2.2

    三、

    实验结果和数据处理

    1. 根据存储器的读写原理,按照表2.1的要求,将各控制端的状态填入相应栏中。

    表2.1:

    控制信号

    写地址

    写内容

    读内容

    SW-B

    0

    0

    1

    LDAR

    1

    0

    X

    CE

    1

    0

    0

    WE

    X

    1

    0

    2.注意先写第一个地址,然后读出第一个地址单元的内容。再写第二个地址,然后读出第二个地址单元的内容,就这样不断循环操作即可读出各地址单元的内容。

    (1) 向存储器的00H,01H,02H,03H,04H,05H,06H地址单元分别写入数据AAH,55H,33H,44H,66H,08H,F0H(十六进制),如表所示:

    地址

    内容

    00

    AA

    01

    55

    02

    33

    03

    44

    04

    66

    05

    08

    06

    F0

    (2)依次读出表中各地址单元的内容,观察各单元中的内容与写入的内容是否一致。

    四.试验结果分析

    结果一致,成功完成相应的练习操作

    五.结论

    通过本实验我掌握了存储器的工作特性及使用方法,先做写地址操作,将数据写入地址寄存器AR里,再对存储器的地址单元进行写内容操作写入相关数据,最后再读出地址单元的内容,本次的实验比较容易完成,我做得很顺利,掌握了半导体存储器怎样存储和读出数据。

    六.实验总结

    这个实验在我所做的实验中给我的感觉是比较容易的。它没有很多的数据,也没有很多的步骤要你做。但这是以前做的实验再加深一些,我们要好好的把握这些实验的过程和结果。

    1、存储器在写操作和读操作的过程中为什么都要先完成写地址操作。

    答:在写操作中先完成写地址操作是为了能把数据写到指定的存储单元,从而能使数据不会杂乱。而读操作中写入地址是为了根据地址找内容并读出所要的内容。

    2、写地址的操作完成后,在做写内容操作时,为什么要关闭LDAR?

    答:因为LDAR是地址寄存器AR存数控制信号。

    3、存储器读操作需要T3脉冲吗?

    答:不需要。

    4、在完成上面练习题操作中,能否先连续输入所有的地址,再连续的输入所有的内容或连续读出所有的内容,为什么?

    答:不行。如果先连续输入所有地址再连续输入所有内容,那么会在输入内容的时候出现数据不知道储存在哪个单元。从而使数据杂乱无章。连续读内容也一样,系统不知道该在哪个时候读出哪个数据。

    七.思考题

    答题框:

    (1)A

    (2)B

    (3)A

    (4)B

    (5)B

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半导体静态存储器实验