計(jì)算機(jī)組成原理時(shí)序與啟停實(shí)驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)九時(shí)序與啟停實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.2.掌握時(shí)序電路的原理。熟悉啟停電路的原理。、實(shí)驗(yàn)原理T411T213圖 7-9-1時(shí)序、啟停、單次脈沖原理圖在日常生活中，我們學(xué)習(xí)、工作和休息都有一個(gè)嚴(yán)格的作息時(shí)間。比如造成6:00 起床， 8:00 至 U12:00 上課 ，每個(gè)學(xué)生都必須嚴(yán)格遵守這一規(guī)定，在規(guī)定的時(shí)間上課、休息，否則就難以保證正常的教學(xué)秩序。CPU 中也有一個(gè)類似“作息時(shí)間”的東西，它稱為時(shí)序信號(hào)。它由時(shí)序信號(hào)產(chǎn)生器發(fā)出的，時(shí)序信號(hào)產(chǎn)生器又由時(shí)鐘源、環(huán)形脈沖發(fā)生器、節(jié)拍脈沖等組成，我們做的這個(gè)實(shí)驗(yàn)就是由圖7-8-5中 B15 脈沖源提供“時(shí)鐘”信號(hào)。實(shí)驗(yàn)所用的時(shí)序與啟停電路原理如圖7-9

2、-1 所示，其中時(shí)序電路由1/2 片 74LS74 、1 片 74LS175及 6 個(gè)二輸入與門、 2 個(gè)二輸入與非門和3 個(gè)反向器構(gòu)成?？僧a(chǎn)生 4 個(gè)等間隔的時(shí)序信號(hào)T1T4 ,其中“時(shí)鐘”信號(hào)由“ B15 脈沖源”提供。為了便于控制程序的運(yùn)行，時(shí)序電路發(fā)生器也設(shè)置了一個(gè)啟?？刂朴|發(fā)器CR 使 T1T4 信號(hào)輸出可控。圖 7-9-1 中啟停電路由 1/2 片 74LS74 、74LS00 及 1 個(gè)二輸入與門構(gòu)成?！斑\(yùn)行方式”和“停機(jī)”控制位分別由管理CPU(89C52) 的兩個(gè) P I/O 口控制。按動(dòng)【連續(xù)】命令鍵時(shí)管理CPU 令 “運(yùn)行方式”位為“0”，運(yùn)行觸發(fā)器CR 直處于“ 1”狀

3、態(tài)，因此時(shí)序信號(hào) T1T4 將周而復(fù)始地發(fā)送出去。當(dāng)按動(dòng)【單步】命令鍵時(shí)管理CPU 令 “運(yùn)行方式”位為“ 1”，機(jī)器便處于單步運(yùn)行狀態(tài)，僅發(fā)送單周期4 拍制時(shí)序信號(hào)。單步方式運(yùn)行，每次只執(zhí)行一條微指令，可以觀察微控制狀態(tài)與當(dāng)前微指令的執(zhí)行結(jié)果。另外當(dāng)模型機(jī)以連續(xù)方式運(yùn)行時(shí)，女口果按動(dòng)【宏單】命令鍵，管理CPU 令停機(jī)控制位為“1”，也會(huì)使機(jī)器停止運(yùn)行。在手動(dòng)模式下，調(diào)整脈沖源的兩個(gè)灰色旋鈕，就是調(diào)整時(shí)鐘信號(hào)的頻率，高頻率周期小波形密集，低頻率周期大波形分散；按動(dòng)時(shí)序啟停單元的已連線的T1 、T2 或 T3 和 T4 ，就是人為的給一個(gè)脈沖，觀察波形的變化。三、實(shí)驗(yàn)連線tu 擴(kuò)展單元OOOOO

4、QOOOOOOOOOOOOOOe- O OO O OOOOOOOOOOOOOOQi o o OQBflDR2 ALU 299fLDDR2B32-B運(yùn)算單元 JLODR?OAL普 (I R1QCV B.B,S3 SZ SI S3 M CH OR O$O QtQ GSOto 00E653 R0 R1 R2gg B5 寄存器組R0-E LOR0 Rl-BLUU R2-E LDRZoto o$o o$?o ooBl輸入8.8. 地址8.8. 8.B.saB3B2 goSW-BLDAR| IPIE 倍號(hào)測(cè)試 串 1=?BIT 二進(jìn)制開蕪單元Oi ? 盤日日日日日耶郵日日日日血唧帕日日儷麗-72_ ： Z

5、M ： T72T7X- ： -.： 2Z1高低糊 _BL5示波誥BIS刪單馭OOB13 徽程序控制單元信 gn J1 丄脈(QB1E元7CHQOCH1微單決脈沖世回回回回FC址T1 T2 T3T4aicaacaacacoaooac&aoaaca單PC-EJUT-TL元LB9BIO口 時(shí)序as.LOPC啟停8.8.1- HI!SLB7函二 m!?LE指令H-?二 ?寄存器二R二 S圈 ?B20 EPUJiT 展內(nèi)存B.B.輸出甜展單兀箱B4 BSocBf SEOOOOA-OOOSQOQOCE圖 7-8-5 實(shí)驗(yàn)連線示意圖按圖 7-8-5 所示，連接實(shí)驗(yàn)電路：連接B15 、B10, 用測(cè)試棒在 B

6、10 時(shí)序啟停單元的T1T4 中任選 2 個(gè)與 B15 PC 示波器的 CH0 CH1 通道相連接四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果分析在聯(lián)機(jī)狀態(tài)下選擇菜單欄中“設(shè)置/參數(shù)設(shè)置”命令，在打開的設(shè)置窗口中點(diǎn)擊“手動(dòng)方式（單元實(shí)驗(yàn)）”再點(diǎn)擊“確認(rèn)”退出設(shè)置操作。 在本實(shí)驗(yàn)裝置工作方式提示位顯示“L”（ LED 顯示器自左向右第4 位）的狀態(tài)下，點(diǎn)擊工具欄“ 劃”按鈕，啟動(dòng)時(shí)序電路以連續(xù)方式運(yùn)行，即可獲得實(shí)驗(yàn)時(shí)觀測(cè)所需的脈沖信號(hào)。 用測(cè)試棒在“B10 時(shí)序啟停單元”的T1T4 中選 T1 、 T2 個(gè)與“ B10 PC 示波器”的 CH0 CH1 通道相連接，在聯(lián)機(jī)狀態(tài)下點(diǎn)擊工具欄“劃”按鈕（或按快捷鍵： F4 ）打開示波器窗口，單擊“開始”，可觀察到T1 、T2中 2 個(gè)節(jié)拍的波形。結(jié)果分析 :上圖為手動(dòng)模式下觀察到的波形圖，因?yàn)門1 、T2 按動(dòng)的頻率不同，所以產(chǎn)生的波形也不同。因?yàn)槭亲詣?dòng)的，所以一個(gè)CPU 周期的波形是等間隔的。五、實(shí)驗(yàn)總結(jié)通過(guò)實(shí)驗(yàn)明白了時(shí)間和空間對(duì)于計(jì)算機(jī)是多么的重要，比如說(shuō)用二進(jìn)制碼表示的數(shù)據(jù)和指令都放在內(nèi)存里， CPU 怎么識(shí)別呢，從時(shí)間上，取指令發(fā)生在指令周期的第一個(gè)CPU 周期即取指周期，兒取數(shù)據(jù)發(fā)生在執(zhí)行周期；從空間上，送往指令寄存器的是