1、第一章DVCC系列計算機組成原理系統概述一、DVCC系列計算機組成原理系統簡介DVCC系列計算機組成原理系統是江蘇啟動計算機公司研制的。DVCC實驗機能很好地完成計算機硬件系統各功能部件的教學實驗，它包括運算器部件、控制器 部件、主存儲器部件、總線和幾種最重要的外設接口實驗，包括中斷、定時計數器、 輸入/輸出接口等，在相應軟件的配合下，將各功能部件有機的結合起來，完成計算 機整機的實驗。通過它能體現出重要教學內容、能完成主要教學實驗項目。在基本 系統上支持多項擴展功能，它包括一個在系統大規(guī)模可編程器件，一個并行接口電 路。DVCC系列實驗系統可支持高級與初級兩個層次上兩種方式的實驗，高層次的

2、實驗方式是指DVCC系列機與PC微機連起來運行，可以動態(tài)顯示整個實驗過程中 數據流的流向和當前的各種參數；初級實驗方式是指不接任何計算機外圍設備，只 用DVCC系列機上的開關、按鍵及指示燈、數碼管顯示器等操作，控制實驗機的運 行，同時顯示運行的結果。二、DVCC系列計算機組成原理系統硬件技術指標1、實驗系統的字長為8位、16位兼容設計。可進行16位運算器實驗。2、實驗系統的基本指令系統類 PC機，有多種指令格式，多種尋址方式。3、主存儲器采用8K字節(jié)靜態(tài)存儲器6264,用于存放用戶程序和數據。4、由4片4位的算術邏輯單元功能發(fā)生器級聯而成 16位運算器。另配有一個 雙向通用移位/寄存器，以實現

3、邏輯移位功能。5、 控制器采用微程序方案實現，控存字長為24位，可用最大容量為1024字節(jié), 且用電可擦寫的E2R0M存儲器芯片組成，支持動態(tài)微程序設計。&實驗系統上配有一個RS232串行接口，能直接與微機相連，在軟件的配合下， 完成全部的部件實驗和整機組成實驗。7、作為實驗系統的擴展部分：（1）主板上擴展有一個6000門CPLD器件，以 實現可重構原理計算機組成設計實驗以及系統結構的實驗，培養(yǎng)學生綜合設計能力；（2）擴展有并行I/O 口 8255、定時/計數器8253,便于學生掌握計算機I/O 口 擴展方法；（3）配有萬能接線板組成的通用實驗板。8、實驗系統工作頻率源由555時基電路

4、和74LS123可再觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器 組成產生，頻率范圍為 330HZ580HZ。9、 實驗系統上裝有24個微程序輸入開關，16個數據開關，18個控制開關，2 個微動開關和2位七段數碼管以及多個發(fā)光二極管等。在不接入計算機的情況下能 在手動方式下完成全部部件實驗和整機組成實驗。而且數據的輸入/輸出顯示為高電 平亮，低電平滅，符合人們的習慣。10、實驗系統須采用總線結構，使實驗計算機具有結構簡單清晰、擴展方便、 靈活易變等諸多優(yōu)點，實驗時只要少些接線即可。三、DVCC系列計算機組成原理系統軟件性能1、獨創(chuàng)的查錯功能，通過上位機軟件實時顯示硬件運行情況，錯誤定位一目了 然。2、代碼程序、微程序

5、直接屏幕編輯。3、微程序動作屏幕上直接解釋，讓學生充分理解計算機系統硬件與軟件的結合 點。4、實驗原理、目的、內容和動態(tài)調試軟件集成于一體，計算機內部程序運行流 程彩色動態(tài)顯示，直觀生動，便于多媒體教學。5、提供雙通道虛擬示波器，用于實驗過程中信號的觀察，以便在設計性、創(chuàng)新 性實驗過程中及時分析排除故障，這樣，可以減少實驗室硬件設備的投入，提高實 驗設備的綜合利用率。四、DVCC系列計算機組成原理實驗機平面圖DVCC系列實驗機平面圖如圖1所示。從圖1中可看到，DVCC系列實驗機為 學生提供了運算器ALU、寄存器堆模塊、指令部件模塊、內存模塊、微程序模塊、 啟停和時序電路模塊、控制臺控制模塊以及

6、擴展模塊。各功能模塊的輸出均通過三 態(tài)器件，部分模塊間的總線已連好，另一部分模塊的總線學生可按需要連接。各模 塊所用的控制線全部用跳線器跳接，簡單方便。-2 -I/O擴展區(qū)總線數據顯示尸數據輸入并顯示微地址控制微地址選示微地址輸入擴展數據 輸出顯示外部總線內部總線程序RAM'低 8 位運算器地址總線顯示微程序模塊廣高8位運算器啟動運行手動脈沖24個微程序輸入開關圖1-1 DVCC-C8JH實驗機平面圖部分信號 控制開關手動、自動 切換跳線器RS232串行通信口總清SWA停止運行控制編程寫讀運行SWC單步運行方式-4 -第二章調試軟件簡介DVCC實驗機系統在控制軟件的協調控制下，提供靈活

7、的實驗操作方式。在實 驗計算機獨立使用時，通過撥動開關及發(fā)光二極管以及二進制數碼形式進行輸入、 編程、顯示、調試，而且數據的輸入/輸出顯示為高電平亮，低電平滅，符合人們的 習慣。在實驗計算機通過 RS232通信接口與上位機聯機時，可以在上位機上進行編 程、相互傳送裝載實驗程序、動態(tài)調試和運行實驗程序等全部操作，實驗者可根據 實驗題目的需要在兩種實驗操作方式之間隨意切換。DVCC實驗計算機系統提供 WINDOWS環(huán)境下集成調試軟件，有多個顯示窗口， 如寄存器窗口、微代碼窗口、程序代碼窗口、動態(tài)代碼調試窗口、實時數據流動顯 示窗口等，可在屏幕上顯示本實驗計算機的組成邏輯示意圖，如圖2所示。在此環(huán)境

8、下，微代碼、程序代碼可以直接在屏幕上修改或編程；微代碼字段可以直接動作 解釋；調試運行過程實時動態(tài)跟蹤顯示，如數據流的流向及數據總線、地址總線、 控制總線的各種信息，使調試過程極為生動形象；并具有邏輯示波器測量等強大功 能。為同學們提供了良好的實驗操作環(huán)境，增強同學們的學習、實驗的興趣，從而 提高教學效果。在DVCC實驗計算機上還配有雙通道虛擬示波器測量軟件，用于實驗過程中信 號的觀察，以便在設計性、創(chuàng)新性實驗過程中及時分析排除故障，這樣，可以減少 實驗室硬件設備的投入，提高實驗設備的綜合利用率。DVCC實驗計算機系統的集成調試軟件的硬件要求：。一臺IBM 兼容個人計算機，至少 Pentium

9、或Pentiumll或更高。光驅和鼠標；O Microsoft Windows95/97/98/NT/2000 操作系統；。至少32兆內存，建議使用64兆；O至少4兆可用硬盤空間；O至少256色顯示卡。-5 -eDVCC組成原理實驗糸統eooe文件 選項 調試® 實驗捋南 幫戲）01D N新建打開聯擡新文件co0102000000000100000002000000030000000400000005000000060000000700000008000000090000000A0000000B000000oc000000QD0000000E000000OF0000001000000

10、0i|d|選擇2None呂位算術邏輯運算實驗程序RAMAR= i' IRAM7LED-gUS'數據總線RO-eU£RO= IISW-BUSINPUTLDF1T*W/RSW-BUSOUTPUT00TDROT4o1IJzLDPG299r0080rs,i2S9-BUSLDOR1T4PI-BUSGflftLU=OuLOUR 2T4脫機NoneNone地址忌線1PG-ESLOAD微控器LED-DUGWW. DVCC. COM. CJI啟東計算機廠有限公司存儲器實驗一、實驗目的掌握靜態(tài)隨機存取存儲器RAM工作特性及數據的讀寫方法。二、實驗內容1、實驗原理主存儲器單元電路主要用于存

11、放實驗機的機器指令，如圖5.1所示，它的數據總線連到外部數據總線EXDOEXD7上；它的地址總線由地址寄存器單元電路中的地 址寄存器74LS273 (U37)給出，地址值由8個LED燈LADOLAD7顯示，高電平 點亮，低電平熄滅；在手動方式下，輸入數據由8位數據開關KDOKD7提供，并經一三態(tài)門74LS245 ( U51)連至外部數據總線 EXDOEXD7，實驗時將外部數據 總線EXDOEXD7用8芯排線連到內部數據總線 BUSDOBUSD7，分時給出地址 和數據。它的讀信號直接接地；它的寫信號和片選信號由寫入方式確定。該存儲器 中機器指令的讀寫分手動和自動兩種方式。手動方式下，寫信號由W/

12、R'提供，片選信號由CE'提供；自動方式下，寫信號由控制 CPU的P1.2提供，片選信號由控制 CPU的P1.1提供。由于地址寄存器為8位，故接入6264的地址為A0A7，而高4位A8A12接 地,所以其實際使用容量為256字節(jié)。6264有四個控制線：CS1為第一片選線、CS2 為第二片選線、OE讀出使能線及 WE寫使能線。其功能如表5.1所示。CS1片選線 由CE'控制(對應開關CE)、OE讀出使能線直接接地 WE寫使能線由W/R'控制(對 應開關 WE)、CS2直接接+5V。圖5.1中信號線LDAR由開關LDAR提供，手動方式實驗時，跳線器 LDAR撥 至左

13、側，脈沖信號T3由實驗機上時序電路模塊 TS3提供，實驗時只需將J22跳線器 連上即可，T3的脈沖寬度可調。2、實驗接線 總清開關撥到“1”位置。 MBUS 連 BUS2； EXJ1 連 BUS3 ； 跳線器J22的T3連TS3; 跳線器J16的SP連H23; 跳線器SWB、CE、WE、LDAR撥至左側（手動位置）»>»»6LDi70圖5.1咔F主存儲器單元電路JtK§g7 6 5 4 3 2 i 0MLS2732 ADO _左5 若一 / !r vrrzfr-5 w <L17vJ_一6|>*19 AE6AD2CEXHASeg WI6

14、aaaaaaaaaaaa* '也莒三二豐 9876543Z1O二13mrrgT 罵F!mXDrr754312»一一爻邑Rg.i表5.16264功能表工作方式I/O輸入DIDO/OE/WE/CS1非選擇XHIGH-ZXXH讀出HIGH-ZDOLHL寫入DIHIGH-ZHLL寫入DIHIGH-ZLLL選擇XHIGH-ZHHL3、實驗步驟 連接實驗線路，仔細查線無誤后接通電源。 形成時鐘脈沖信號T3。方法如下：在時序電路模塊中有兩個二進制開關 “運行控制”和“運行方式”。將“運行控制”開關置為“運行”狀態(tài)、“運行方式”開關置為“連續(xù)”狀態(tài)時，按動“運行啟動”開關，則 T3有連續(xù)的方

15、波信號輸出，此 時調節(jié)電位器 W1，用示波器觀察，使T3輸出實驗要求的脈沖信號；本實驗中“運 行方式”開關置為“單步”狀態(tài)，每按動一次“啟動運行”開關，則T3輸出一個正單脈沖，其脈沖寬度與連續(xù)方式相同。 向存儲器的00地址單元中寫入數據11,具體操作步驟如下：SWB=0CE=1SWB=1KD7D0=00000000數據開關置數CE=1開輸入三態(tài)門LDAR=1T3= 1數據置入地址寄存器SWB=0CE=0WE=1SWB=1KD7 D0=00010001*數據開關置數LDAR=0SWB=00開輸入三態(tài)門LDAR=0T3= I數據置入'存儲器RAM-16 -如果要對其它地址單元寫入內容，方法

16、同上，只是輸入的地址和內容不同 讀出剛才寫入00地址單元的內容，觀察內容是否與寫入的一致 步驟如下：具體操作SWB=1CE=1KD7 D0=000000001”似據開關置數Vk開輸入三態(tài)門SWB=OCE=1LDAR=1T3=-數據置入地址寄存器SWB=1CE=0 LDAR=0.:數據從存儲器讀出WE=0三、實驗數據記錄1、記錄向存儲器寫入數據的操作過程。按照前面介紹的實驗步驟向存儲器地址為00H， 01H，02H，03H，04H，05H的單元分別寫入數據：55H，33H，44H，66H，08H，F0H。2、寫出讀出存儲器單元內容的操作過程并記錄以下地址單元讀出的內容。地址內容地址內容00000

17、00000000100000000010000010100000010000010000000001100000100四、根據電路圖分析向存儲器置數和從存儲器讀數的工作原理相關補充：1、74IS273弓I腳圖與管腳功能表中文資料74LS273是8位數據/地址鎖存器，他是一種帶清除功能的8D觸發(fā)器，下面我介紹一下他的管腳圖功能表等資料。(1) .1腳是復位CLR,低電平有效，當1腳是低電平時，輸出腳2(Q0)、5(Q1)、6(Q2)、9(Q3)、12(Q4)、 15(Q5)、16(Q6)、19(Q7)全部輸出0,即全部復位；(2) .當1腳為高電平時,11(CLK)腳是鎖存控制端，并且是上升沿觸

18、發(fā)鎖存，當11腳有一個上升沿，立即鎖存輸入腳3、4、7、8、13、14、17、18的電平狀態(tài)，并且立即呈現在在輸出腳2(Q0)、5(Q1)、6(Q2)、9(Q3)、12(Q4)、15(Q5)、16(Q6)、19(Q7)上.CONNECTION DIAGRAM DIP (TOP VIEW)Vqc Q7 Dy De Qg Q& Os D4 Q* CP20191£171£1S141312111 | 2 | 3 | 4 I I 5 | 6 I I 7 J 8 | 9 | 10MR %D| Q| Qj DgGNIDLOADING (Note a)PIN NAMESHIGHLO

19、WCPClock (Active HIGH Going Edge) InputO,SU.L0.25 U*LD°-內Data InputsO.SU L0.25 U.LMF?Pastel(Active LOW Jnput0.5 U.l.0.25 U.LQo-Q?Regime Outputs10 UL.5U.LNOTES；a)1 TTL Unit Load (ILL) = 4D p AHIGHH.G mA LOW.TRUTH TABLEMRCP耳Q«LXXLH_rHHHrLLH = HIGj- Logic LeveL = LOW Lo0c LevelX= Inynaterifl74IS273管腳功能：8位地址鎖1D8D為數據輸入端，1Q8Q為數據輸出端，正脈沖觸發(fā)，低電平清除，常用作 存器。2、74ls24574LS245是我們常用的芯片，用來驅動led或者其他的設備，它是8路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，可雙向傳輸數據。74LS245還具有雙向三態(tài)功能，既可以輸出，也可以輸入數據。當片選端/CE