雙埠儲存器原理實驗
一、實驗目的
（1）瞭解雙埠靜態隨機儲存器IDT7132的工作特性及使用方法。
（2）瞭解半導體儲存器怎樣儲存和讀出資料。
（3）瞭解雙埠儲存器怎樣並行讀寫，產生衝突的情況如何。
二、實驗電路
圖7 雙埠儲存器實驗電路圖
圖7示出了雙埠儲存器的實驗電路圖。這裡使用了一片IDT7132（U36）(2048×8位)，兩個埠的地址輸入A8—A10引腳接地，因此實際使用儲存容量為256位元組。左埠的資料部分連線資料匯流排DBUS7—DBUS0，右埠的資料部分連線指令匯流排INS7—INS0。一片GAL22V10(U37)作為左埠的地址暫存器（AR１），內部具有地址遞增的功能。兩片４位的74HC298(U28、U27)作為右埠的地址暫存器（AR2H、AR2L），帶有選擇輸入地址源的功能。使用兩組發光二極體指示燈顯示地址和資料：透過開關IR/DBUS切換顯示資料匯流排DBUS和指令暫存器IR的資料，透過開關AR1/AR2切換顯示左右兩個埠的儲存地址。寫入資料由實驗臺操作板上的二進位制開關SW0—SW7設定，並經過SW_BUS三態門74HC244(U38)傳送到資料匯流排DBUS上。指令匯流排INS的指令程式碼輸出到指令暫存器IR(U20)，這是一片74HC374。
儲存器IDT7132有6個控制引腳：CEL#、LRW、OEL#、CER#、RRW、OER#。CEL#、LRW、OEL#控制左埠讀、寫操作，CER#、RRW、OER#控制右埠讀、寫操作。CEL#為左埠選擇引腳，低有效。當CEL# =1 時，禁止左埠讀、寫操作；當CEL# =0 時，允許左埠讀、寫操作。當LRW為高時，左埠進行讀操作；當LRW為低時，左埠進行寫操作。當OEL#為低時，將左埠讀出的資料放到資料匯流排DBUS上；當OEL#為高時，禁止左埠讀出的資料放到資料匯流排DBUS上。CER#、RRW、OER#控制右埠讀、寫操作的方式與CEL#、LRW、OER#控制左埠讀、寫操作的方式類似，不過右埠讀出的資料放到指令總線上而不是資料匯流排上。實驗臺上的OEL#由LRW經反相產生。當CEL#=0且LRW=1時，左埠進行讀操作，同時將讀出的資料放到資料匯流排DBUS上。當CER#=0且LRW=0時，在T3的上升沿開始進行寫操作，將資料匯流排上的資料寫入儲存器。實驗臺上已連線T3到時序發生器的T3輸出。實驗臺上OER#已固定接地，RRW固定接高電平，CER#由CER反相產生，因此當CER=1且LDIR=1時,右埠讀出的指令在T4的上升沿打入IR暫存器。
儲存器的地址由地址暫存器AR1、AR2提供，而AR1和AR2的內容根據數碼開關SW0—SW7設定產生，並經三態門SW_BUS傳送到資料匯流排時被AR1或AR2接收, 三態門的控制訊號SW_BUS#是低電平有效。資料匯流排DBUS有5個數據來源：運算器ALU，暫存器堆RF，控制檯開關SW0—SW7，雙埠儲存器IDT7132和中斷地址暫存器IAR。在任何時刻，都不允許2個或者2個以上的資料來源同時向資料匯流排DBUS輸送資料,只允許1個(或者沒有)資料來源向資料匯流排DBUS輸送資料。在本實驗中，為了保證資料的正確設定和觀察，請令RS_BUS# = 1, ALU_BUS = 0, IAR_BUS# = 1。AR1的控制訊號是LDAR1和AR1_INC。當LDAR1 = 1時，AR1從DBUS接收地址；當AR1_INC =1時,使AR1中的儲存器地址增加１；在T4的上升沿,產生新的地址；LDAR1和AR1_INC兩者不可同時為１。AR2的控制訊號是LDAR2和M3。當M3 =1 時，AR2從資料匯流排DBUS接收資料；當M3=0 時，AR2以PC匯流排PC0—PC7作為資料來源。當LDAR2=1時，在T2的下降沿，將新的PC值打入AR2。
三、實驗裝置
（1）TEC－４計算機組成原理實驗系統1臺
（2）雙蹤示波器一臺
（3）直流萬用表一隻
（4）邏輯測試筆一支
四、實驗任務
（1）按圖7所示，將有關控制訊號和二進位制開關對應接好，仔細複查一遍，然後接通電源。
（2）將數碼開關SW0—SW7（SW0是最低位）設定為00H，將此資料作為地址置入AR1；然後重新設定二進位制開關控制，將數碼開關SW0—SW7上的數00H寫入RAM第0號單元。依此方法，在儲存器10H單元寫入資料10H，20H單元寫入20H，30H單元寫入30H，40H號單元寫入40H。共存入5個數據。
使用雙埠儲存器的左埠，依次讀出儲存器第00H、10H、20H、30H、40H單元中的內容，觀察上述各單元中的內容是否與該單元的地址號相同。請記錄資料。注意：總線上禁止兩個以上部件同時向匯流排輸出資料。當儲存器進行讀出操作時，必須關閉SW_BUS三態門！而當向AR1送入地址時，雙埠儲存器不能被選中。
（3）透過雙埠儲存器右埠（指令埠），依次把儲存器第00H、10H、20H、30H、40H單元中的內容置入指令暫存器IR，觀察結果是否與（2）相同，並記錄資料。
（4）雙埠儲存器的並行讀寫和訪問衝突測試。
置CEL#=0且CER=１，使儲存器左、右埠同時被選中。當AR1和AR2的地址不相同時，沒有訪問衝突；地址相同時，由於都是讀出操作，也不衝突。如果左、右埠地址相同且一個進行讀操作、另一個進行寫操作，則發生衝突。要檢測衝突，可以用示波器測試BUSYL和BUSYR插孔（分別是兩個埠的“忙”訊號輸出）。BUSY為0時不一定發生衝突，但發生衝突時，BUSY一定為0。當某一個埠（無論是左埠還是右埠）的BUSY = 0時，對該埠的寫操作被IDT7132忽略掉。
五、實驗步驟及實驗結果
（1）接線
IAR_BUS#接VCC，ALU_BUS接GND，RS_BUS#接VCC，禁止中斷地址暫存器、運算器、多埠暫存器堆RF向資料匯流排DBUS送資料。AR1_INC接GND，M3接VCC，使地址暫存器AR1和AR2從資料匯流排DBUS取得地址資料。
CEL#接K0，LRW接K1，CER接K2, LDAR1接K3，LDAR2接K4，SW_BUS#接K5，LDIR接K6。
置DP=1，DB=0，DZ=0，使實驗臺處於單拍狀態。
（2）向儲存器寫數，並讀出進行檢查。
1.令K0 (CEL#)=1，K1(LRW)=1，K2(CER)=0，K3(LDAR1)=1，K4(LDAR2)=0，K5 (SW_BUS#)=0， K6(LDIR)=0。將IR/DBUS開關撥到DBUS位置，將 AR1/AR2開關撥到AR1位置。置SW7-SW0=00H，按一次QD按鈕，將00H寫入AR1，綠色的地址指示燈應顯示00H。再令K3(LDAR1)=0，K0(CEL#)=0，K1(LRW)=0，按一次QD按鈕，則將00H資料寫入儲存器的00H單元。依次重複進行，在儲存器10H單元寫入資料10H，20H單元寫入20H，30H單元寫入30H，40H單元寫入40H，共存入5個數據。
2．令K0 (CEL#)=1，K1(LRW)=1，K2(CER)=0，K3(LDAR1)=1，K4(LDAR2)=0，K5 (SW_BUS#)=0，K6(LDIR)=0。將IR/DBUS開關撥到DBUS位置，將ARl/AR2開關撥到AR1位置。置SW7-SW0=00H，按一次QD按鈕，將00H寫入AR1，綠色的地址指示燈應顯示00H。令K5(SW_BUS#)=1，然後令K3(LDAR1)=0，K0(CEL#)=0，K1(LRW) =l，則讀出儲存器的00H單元的資料，讀出的資料顯示在DBUS資料指示燈上，應為00H。照此方法，可依次讀出儲存器單元l0H、20H、30H、40H的資料 。
（3）讀出儲存器的資料，寫入IR。
令K0(CEL#)=l，K1(LRW)=l，K2(CER)=0，K3(LDAR1)=0，K4(LDAR2)=1，K5 (SW_BUS#)=0，K6(LDIR)=0。將IR/DBUS開關撥到IR位置，將ARl/AR2開關撥到AR2位置。置SW7-SW0=00H，按一次QD按鈕，將00H寫入AR2，綠色的地址指示燈應顯示00H。令K4(LDAR2)=0，K2(CER)=l，K6(LDIR)=1，按一次QD按鈕，則從右埠讀出儲存器的00H單元的資料，讀出的資料寫入指令暫存器IR，顯示在IR資料指示燈上，應為00H。照此方法，可從右埠依次讀出儲存器單元l0H、20H、30H、40H的資料，寫入指令暫存器IR。
（4）雙埠儲存器的並行讀寫和訪問衝突測試
1.令K0(CEL#)=l，K1(LRW)=l，K2(CER)=0，K3(LDAR1)=l，K4(LDAR2)=0，K5 (SW_BUS#)=0，K6(LDIR)=0。將ARl/AR2開關撥到AR1位置。置SW7-SW0=38H，按一次QD按鈕，將38H寫入AR1，綠色的地址指示燈應顯示38H。令K3(LDAR1)=0，K4(LDAR2)= l，K5(SW_BUS#)=0將ARl/AR2開關撥到AR2位置。置SW7-SW0=38H，按一次QD按鈕，將38H寫入AR2，綠色的地址指示燈應顯示38H。
2. 先令K2(CER)=1，K0(CEL#)=1，用示波器探頭(或邏輯筆)測試BUSYL插孔，BUSYL應為高電平。保持K2(CER)不變，將K0(CEL#)撥動到0位置，示波器上(邏輯筆)的BUSYL訊號從高電平變為低電平; 再將K0(CEL#)撥到1位置，BUSYL訊號從低電平變為高電平。
雙埠儲存器原理實驗
一、實驗目的
（1）瞭解雙埠靜態隨機儲存器IDT7132的工作特性及使用方法。
（2）瞭解半導體儲存器怎樣儲存和讀出資料。
（3）瞭解雙埠儲存器怎樣並行讀寫，產生衝突的情況如何。
二、實驗電路
圖7 雙埠儲存器實驗電路圖
圖7示出了雙埠儲存器的實驗電路圖。這裡使用了一片IDT7132（U36）(2048×8位)，兩個埠的地址輸入A8—A10引腳接地，因此實際使用儲存容量為256位元組。左埠的資料部分連線資料匯流排DBUS7—DBUS0，右埠的資料部分連線指令匯流排INS7—INS0。一片GAL22V10(U37)作為左埠的地址暫存器（AR１），內部具有地址遞增的功能。兩片４位的74HC298(U28、U27)作為右埠的地址暫存器（AR2H、AR2L），帶有選擇輸入地址源的功能。使用兩組發光二極體指示燈顯示地址和資料：透過開關IR/DBUS切換顯示資料匯流排DBUS和指令暫存器IR的資料，透過開關AR1/AR2切換顯示左右兩個埠的儲存地址。寫入資料由實驗臺操作板上的二進位制開關SW0—SW7設定，並經過SW_BUS三態門74HC244(U38)傳送到資料匯流排DBUS上。指令匯流排INS的指令程式碼輸出到指令暫存器IR(U20)，這是一片74HC374。
儲存器IDT7132有6個控制引腳：CEL#、LRW、OEL#、CER#、RRW、OER#。CEL#、LRW、OEL#控制左埠讀、寫操作，CER#、RRW、OER#控制右埠讀、寫操作。CEL#為左埠選擇引腳，低有效。當CEL# =1 時，禁止左埠讀、寫操作；當CEL# =0 時，允許左埠讀、寫操作。當LRW為高時，左埠進行讀操作；當LRW為低時，左埠進行寫操作。當OEL#為低時，將左埠讀出的資料放到資料匯流排DBUS上；當OEL#為高時，禁止左埠讀出的資料放到資料匯流排DBUS上。CER#、RRW、OER#控制右埠讀、寫操作的方式與CEL#、LRW、OER#控制左埠讀、寫操作的方式類似，不過右埠讀出的資料放到指令總線上而不是資料匯流排上。實驗臺上的OEL#由LRW經反相產生。當CEL#=0且LRW=1時，左埠進行讀操作，同時將讀出的資料放到資料匯流排DBUS上。當CER#=0且LRW=0時，在T3的上升沿開始進行寫操作，將資料匯流排上的資料寫入儲存器。實驗臺上已連線T3到時序發生器的T3輸出。實驗臺上OER#已固定接地，RRW固定接高電平，CER#由CER反相產生，因此當CER=1且LDIR=1時,右埠讀出的指令在T4的上升沿打入IR暫存器。
儲存器的地址由地址暫存器AR1、AR2提供，而AR1和AR2的內容根據數碼開關SW0—SW7設定產生，並經三態門SW_BUS傳送到資料匯流排時被AR1或AR2接收, 三態門的控制訊號SW_BUS#是低電平有效。資料匯流排DBUS有5個數據來源：運算器ALU，暫存器堆RF，控制檯開關SW0—SW7，雙埠儲存器IDT7132和中斷地址暫存器IAR。在任何時刻，都不允許2個或者2個以上的資料來源同時向資料匯流排DBUS輸送資料,只允許1個(或者沒有)資料來源向資料匯流排DBUS輸送資料。在本實驗中，為了保證資料的正確設定和觀察，請令RS_BUS# = 1, ALU_BUS = 0, IAR_BUS# = 1。AR1的控制訊號是LDAR1和AR1_INC。當LDAR1 = 1時，AR1從DBUS接收地址；當AR1_INC =1時,使AR1中的儲存器地址增加１；在T4的上升沿,產生新的地址；LDAR1和AR1_INC兩者不可同時為１。AR2的控制訊號是LDAR2和M3。當M3 =1 時，AR2從資料匯流排DBUS接收資料；當M3=0 時，AR2以PC匯流排PC0—PC7作為資料來源。當LDAR2=1時，在T2的下降沿，將新的PC值打入AR2。
三、實驗裝置
（1）TEC－４計算機組成原理實驗系統1臺
（2）雙蹤示波器一臺
（3）直流萬用表一隻
（4）邏輯測試筆一支
四、實驗任務
（1）按圖7所示，將有關控制訊號和二進位制開關對應接好，仔細複查一遍，然後接通電源。
（2）將數碼開關SW0—SW7（SW0是最低位）設定為00H，將此資料作為地址置入AR1；然後重新設定二進位制開關控制，將數碼開關SW0—SW7上的數00H寫入RAM第0號單元。依此方法，在儲存器10H單元寫入資料10H，20H單元寫入20H，30H單元寫入30H，40H號單元寫入40H。共存入5個數據。
使用雙埠儲存器的左埠，依次讀出儲存器第00H、10H、20H、30H、40H單元中的內容，觀察上述各單元中的內容是否與該單元的地址號相同。請記錄資料。注意：總線上禁止兩個以上部件同時向匯流排輸出資料。當儲存器進行讀出操作時，必須關閉SW_BUS三態門！而當向AR1送入地址時，雙埠儲存器不能被選中。
（3）透過雙埠儲存器右埠（指令埠），依次把儲存器第00H、10H、20H、30H、40H單元中的內容置入指令暫存器IR，觀察結果是否與（2）相同，並記錄資料。
（4）雙埠儲存器的並行讀寫和訪問衝突測試。
置CEL#=0且CER=１，使儲存器左、右埠同時被選中。當AR1和AR2的地址不相同時，沒有訪問衝突；地址相同時，由於都是讀出操作，也不衝突。如果左、右埠地址相同且一個進行讀操作、另一個進行寫操作，則發生衝突。要檢測衝突，可以用示波器測試BUSYL和BUSYR插孔（分別是兩個埠的“忙”訊號輸出）。BUSY為0時不一定發生衝突，但發生衝突時，BUSY一定為0。當某一個埠（無論是左埠還是右埠）的BUSY = 0時，對該埠的寫操作被IDT7132忽略掉。
五、實驗步驟及實驗結果
（1）接線
IAR_BUS#接VCC，ALU_BUS接GND，RS_BUS#接VCC，禁止中斷地址暫存器、運算器、多埠暫存器堆RF向資料匯流排DBUS送資料。AR1_INC接GND，M3接VCC，使地址暫存器AR1和AR2從資料匯流排DBUS取得地址資料。
CEL#接K0，LRW接K1，CER接K2, LDAR1接K3，LDAR2接K4，SW_BUS#接K5，LDIR接K6。
置DP=1，DB=0，DZ=0，使實驗臺處於單拍狀態。
（2）向儲存器寫數，並讀出進行檢查。
1.令K0 (CEL#)=1，K1(LRW)=1，K2(CER)=0，K3(LDAR1)=1，K4(LDAR2)=0，K5 (SW_BUS#)=0， K6(LDIR)=0。將IR/DBUS開關撥到DBUS位置，將 AR1/AR2開關撥到AR1位置。置SW7-SW0=00H，按一次QD按鈕，將00H寫入AR1，綠色的地址指示燈應顯示00H。再令K3(LDAR1)=0，K0(CEL#)=0，K1(LRW)=0，按一次QD按鈕，則將00H資料寫入儲存器的00H單元。依次重複進行，在儲存器10H單元寫入資料10H，20H單元寫入20H，30H單元寫入30H，40H單元寫入40H，共存入5個數據。
2．令K0 (CEL#)=1，K1(LRW)=1，K2(CER)=0，K3(LDAR1)=1，K4(LDAR2)=0，K5 (SW_BUS#)=0，K6(LDIR)=0。將IR/DBUS開關撥到DBUS位置，將ARl/AR2開關撥到AR1位置。置SW7-SW0=00H，按一次QD按鈕，將00H寫入AR1，綠色的地址指示燈應顯示00H。令K5(SW_BUS#)=1，然後令K3(LDAR1)=0，K0(CEL#)=0，K1(LRW) =l，則讀出儲存器的00H單元的資料，讀出的資料顯示在DBUS資料指示燈上，應為00H。照此方法，可依次讀出儲存器單元l0H、20H、30H、40H的資料 。
（3）讀出儲存器的資料，寫入IR。
令K0(CEL#)=l，K1(LRW)=l，K2(CER)=0，K3(LDAR1)=0，K4(LDAR2)=1，K5 (SW_BUS#)=0，K6(LDIR)=0。將IR/DBUS開關撥到IR位置，將ARl/AR2開關撥到AR2位置。置SW7-SW0=00H，按一次QD按鈕，將00H寫入AR2，綠色的地址指示燈應顯示00H。令K4(LDAR2)=0，K2(CER)=l，K6(LDIR)=1，按一次QD按鈕，則從右埠讀出儲存器的00H單元的資料，讀出的資料寫入指令暫存器IR，顯示在IR資料指示燈上，應為00H。照此方法，可從右埠依次讀出儲存器單元l0H、20H、30H、40H的資料，寫入指令暫存器IR。
（4）雙埠儲存器的並行讀寫和訪問衝突測試
1.令K0(CEL#)=l，K1(LRW)=l，K2(CER)=0，K3(LDAR1)=l，K4(LDAR2)=0，K5 (SW_BUS#)=0，K6(LDIR)=0。將ARl/AR2開關撥到AR1位置。置SW7-SW0=38H，按一次QD按鈕，將38H寫入AR1，綠色的地址指示燈應顯示38H。令K3(LDAR1)=0，K4(LDAR2)= l，K5(SW_BUS#)=0將ARl/AR2開關撥到AR2位置。置SW7-SW0=38H，按一次QD按鈕，將38H寫入AR2，綠色的地址指示燈應顯示38H。
2. 先令K2(CER)=1，K0(CEL#)=1，用示波器探頭(或邏輯筆)測試BUSYL插孔，BUSYL應為高電平。保持K2(CER)不變，將K0(CEL#)撥動到0位置，示波器上(邏輯筆)的BUSYL訊號從高電平變為低電平; 再將K0(CEL#)撥到1位置，BUSYL訊號從低電平變為高電平。