总线与半导体静态存储器实验原理及电路分析

"实验三 总线、半导体静态存贮器实验" 本次实验主要涉及计算机组成原理中的两个核心概念：总线传输和半导体静态存储器的使用。实验旨在让学生深入理解这两种技术的工作原理，并掌握实际操作方法。 首先，我们讨论总线传送。总线是计算机系统中的一种关键通信机制，它允许不同组件之间共享信息。总线的采用减少了内部连线，提高了系统的可靠性与效率。在实验中，我们重点关注了OC门和三态门，它们是构建总线系统的基础元件。OC门由于其负载能力和阻抗匹配限制，适用于小型总线系统，而三态门则广泛应用于各类总线设计，例如74LS244和74LS373等。建立总线时，需要遵循两个基本原则：互斥性和一致性。互斥性确保同一时刻总线上只有一个信息源发送数据，而一致性则意味着所有挂载在总线上的器件应保持类型一致，本实验中均采用三态门。 接下来，实验介绍了半导体静态存储器的存取方法。静态存储器（SRAM）以其高速度和非易失性特点被广泛应用。实验电路采用了单总线结构，地址和数据都通过三态传输门共享同一组数据开关。通过精确的操作时序控制，可以区分总线上传输的是地址还是数据。计数器，如74LS161和74LS244的组合，不仅能够接收信息，还能将数据发送到总线上。地址寄存器和输出缓冲器则只负责接收总线信息。存储器部分，实验使用了HM6116这种2K×8位的静态存储器，它包含地址线、数据线、读写控制线以及片选信号。地址寄存器由74LS161组成，而74ls670用于构建寄存器堆。74ls244驱动总线数据灯，74ls273则为存储器送地址并驱动地址灯。 实验电路图显示了34个插孔和17根连接导线，这表明实验电路设计的复杂性。同步四位计数器74LS161通过字长扩展可以实现更高级别的地址计算，其数据输入端D、C、B、A和输出端QD、QC、QB、QA，以及使能端PT和操作模式控制端LD，为实验提供了丰富的操作可能性。 通过这个实验，学生不仅可以了解总线传输的基本原理和实现，还可以实际操作半导体静态存储器，加深对存储器读写过程的理解。这种实践经验对于学习计算机组成原理至关重要，有助于提升学生的理论知识与实践技能。