数据通路组成实验 一、实验目的 （１）将双端口通用寄存器组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； （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９．１４示出了数据通路实验电路图，它是将前面进行的双端口存储器实验模块和一个双 端口通用寄存器组模块连接在一起形成的，存储器的指令端口不参与本次实验，通用寄存器 组连接运算器模块，本实验涉及其中的操作数寄存器ＤＲ２。 由于ＲＡＭ是三态门输出，因而可以将ＲＡＭ连接到数据总线ＢＵＳ上。此外，ＢＵＳ上还 连接着双端口通用寄存器组。这样，写入ＲＡＭ的数据可由通用寄存器提供，而从ＲＡＭ读 出的数据也可送到通用寄存器保存。 ＲＡＭ和ＤＲ２在前面的实验中使用过。对于通用寄存器组ＲＦ，它由一个在系统可编程（In System Programable）芯片ｉｓｐＬＳＩ １０１６固化了通用寄存器组的功能而成，其功 能与双端口寄存器组ＭＣ１４５８０相类似，内含四个８位的通用寄存器，带有一个输入端 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。输入端口取名为ＷＲ端口， 连接一个８位的缓冲寄存器ＥＲ（已集成在ｉｓｐＬＳＩ １０１６芯片中），输出端口取名 为ＲＳ端口、ＲＤ端口，分别连接运算器模块的两个操作数寄存器ＤＲ１、ＤＲ２，其中， 连接ＤＲ１的ＲＳ端口还可通过一个８位的三态门ＲＳＯ直接向ＢＵＳ输出。 

双端口通用寄存器组模块的控制信号中，ＲＳ１、ＲＳ０用于选择从ＲＳ端口读出的通用寄 存器，ＲＤ１、ＲＤ０用于选择从ＲＤ端口读出的通用寄存器，上述选择信号在Ｔ１脉冲的 上升沿到来时生效。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，ＷＲＤ＝１时，在Ｔ２上升沿的时刻，从ＥＲ写入数据；ＷＲＤ＝０时，Ｅ Ｒ中的数据不写入通用寄存器中。ＬＤＥＲ信号控制ＥＲ从ＢＵＳ写入数据，ＲＳ－ＢＵＳ 信号则控制ＲＳ端口到ＢＵＳ的输出三态门。以上控制信号各自连接一个二进制开关。 三、实验设备 （１）ＪＹＳ－４计算机组成原理实验仪一台 （２）双踪示波器一台 （３）直流万用表一只 （４）逻辑测试笔一支 四、实验任务 （１）将实验电路与操作面板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（十六进制）：Ｒ０＝０ Ｆ，Ｒ１＝Ｆ０，Ｒ２＝５５，Ｒ３＝ＡＡ。 给Ｒ０置入０Ｆ的步骤是：先用８位数码开关将０Ｆ置入ＥＲ，并且选择ＷＲ１＝ＷＲ０＝ ０，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寄存器和ＢＵＳ上，观察其数据是否存 入Ｒ０至Ｒ３中的数据，并记录数据。其中ＢＵＳ上的数据可直接用指示灯显示，ＤＲ２中 的数据可用逻辑笔测试有关引脚。 （４）用８位数码开关向ＡＲ１送入一个地址０Ｆ，然后将Ｒ０中的０Ｆ写入ＲＡＭ。用同 样的方法，依次将Ｒ１至Ｒ３中的数据写入ＲＡＭ中的Ｆ０、５５、ＡＡ单元。 （５）分别将ＲＡＭ中ＡＡ单元的数据写入Ｒ０，５５单元的数据写入Ｒ１，Ｆ０单元写入 Ｒ２，０Ｆ单元写入Ｒ３。然后将Ｒ３、Ｒ２、Ｒ１、Ｒ０中的数据读出到ＢＵＳ上，通过 指示灯验证读出的数据是否正确，并记录数据。 （６）进行ＲＦ并行输入输出试验。 １．选择ＲＳ端口对应Ｒ０，ＲＤ端口对应Ｒ１，ＷＲ端口对应Ｒ２，并使ＷＲＤ＝１，观 察并行输入输出的结果。选择ＲＳ端口对应Ｒ２，验证刚才的写入是否生效。记录数据。 ２．保持ＲＳ端口和ＷＲ端口同时对应Ｒ２，ＷＲＤ＝１，而ＥＲ中置入新的数据，观察并 行输入输出的结果，ＲＳ端口输出的是旧的还是新的数据？ （７）在数据传送过程中，发现了什么故障？如何克服的？ 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组的功能特性。 （２）写出实验报告，内容为 １．实验目的； ２．如碰到故障，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．实验数据记录； ４．值得讨论的其他问题。