计算机组成原理 设计题目：姓 名：学 号：专业班级：系所中心：指导老师：起讫时间：设计地点：课程设计报告
存储器扩展
摘 要
运用Proteus软电路仿真件，实现基于74LS89的静态RAM存储器功能验证，实现基于6116芯片的静态RAM存储器应用验证，选择恰当器件，实现位扩展、字扩展、字位同时扩展的实例，掌握存储映像分析和存储器扩展方法
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键
词
Proteus
74LS89
存
储
器
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目 录
摘 要....................................................................................................... 2 第一章 课程设计 .................................................................................... 1
1.1 目的 ................................................................................................................................... 1 1.2 设备与器材 ....................................................................................................................... 1
第二章 设计内容和方案 ........................................................................ 1
2.1 设计内容 ........................................................................................................................... 2 2.2 设计方案 ........................................................................................................................... 2
第三章 课程设计相关原理简述 ............................................................ 3 第四章 设计实现 .................................................................................... 7
4.1 基本接线图 ....................................................................................................................... 7 4.2 遇到的问题及解决 ........................................................................................................... 9 4.3 需要讨论的其它问题 ....................................................................................................... 9
第五章 设计验证 .................................................................................. 10
5.1 验证步骤及结果 ............................................................................................................. 10 5.2 数据分析 ......................................................................................................................... 12 5.3 结论 ................................................................................................................................. 12
第六章 设计总结 .................................................................................. 13 第七章 参考文献 .................................................................................. 14
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第一章 课程设计
1.1 目的
进一步了解Proteus软件的基本用法 了解静态RAM存储器工作原理 了解一般存储器芯片的扩展方法
1.2 设备与器材
设备： PC机 、Proteus软件。 器材： 8×8 RAM芯片：74LS89 4位三态驱动器：74LS240 2K×8位静态RAM存储器：6116 7SEG0BCD，七段数码管 非门74LS04 2：4译码器74LS139 逻辑状态端子、总线BUS等
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第二章 设计内容和方案
2.1 设计内容。
实验部分：
实现基于74LS89的静态RAM存储器功能验证 实现基于6116芯片的静态RAM存储器应用验证 选择恰当器件，实现位扩展、字扩展、字位同时扩展 的实例，掌握存储映像分析和存储器扩展方法。
2.2 设计方案
利用Proteus软件搭建电路，模仿老师的项目案例完成电路图的设计，完善电路图，增加一些自己的认为可行的修改，并验证修改的可行性，利用构建的电路图结合课本上的理论知识完成：
1.完成74LS89功能验证 2.完成6116应用实例设计
3.完成存储器的三种扩展方式电路设计与实现
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第三章 课程设计相关原理简述 1.基于74LS89的RAM基本功能演示 提示：
A3~A0是地址输入信号 D3~D0是数据输入信号 Q3~Q0是数据的输出结果
WE高电平时是读，低电平时是写信号 ME类似于片选信号
为避免破坏数据，先令芯片不工作、不写入，做好地址信号，做好数据信号后再尝试改变片选和读写信号，观察数据输出变化注意地址单元号与对应数据存储结果的关系
2.基于6116的RAM应用验证 提示
A0~A10是地址信号，单向输入 D0~D7是数据信号，双向 CE是片选信号，低有效 OE是读信号，低有效 WE是写信号，低有效
74LS240信号负责向地址总线ABUS和数据总线DBUS提供信息，其OE是三态输出控制信号一般规律：先令CS无效，设定好ABUS和DBUS信
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息，再另CS、OE、WE信号有效，观察结果6116的OE和WE信号不能同时有效，但可以同时无效6116写入一些数据后才能观察读出结果。
6116是2K*8位静态随机存储器芯片,采用CMOS工艺制造,单一+5V供电,额定功耗160mW,典型存取时间200ns,24线双列直插式封装.各引脚含义如下:
A0-A10为地址线;CE是片选线;OE是读允许线;WE是写允许线. 6116的操作方式如下:CE OE WE 方式 D0-D7 H * * 未选中 高阻 L L H 读 Dout L H L 写 Din L L L 写 Din
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3.基于74LS89的位扩展例子 提示：
片内地址A0~A3各芯片共享 片选ME和读写WE各芯片共享
三片74LS89的数据位数共12位，各有四位数据信号线 4.基于74LS89的字扩展例子 提示：
片内地址A0~A3各芯片共享 片内数据D0~D3各芯片共享 读写信号WE各芯片共享
片选信号ME经片选逻辑电路形成不同芯片的控制信号
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5.静态存储器字、位扩展
TEC-2 机的存储器的容量为 4096个字，为 16 位字长，用 2048 * 8 的存储器芯片实现。为此, 必须用两个芯实现 由 2048 扩展容量到 4096 个存储单元（字扩展）再用两个芯片实现由8位扩展长度到 16 位字长（位扩展） 要用 4 片芯片实现该存储器系统。为访问 2048 个存储单元，要用 11 位地址，把地址总线的低 11 位地址送到每个存储器芯片的地址引脚； 对地址总线的高位进行译码，译码信号送到各存储器芯片的/CS 引脚，用于选择存储器芯片，使不同芯片分时运行。还要向存储器芯片提供读写控制信号 /WE，以区分读写，/WE为高电平是读操作，为低是写操作。
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第四章 设计实现
4.1 基本接线图
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4.2 遇到的问题及解决
1.电路连接问题：连接数据总线的时候总是出现问题，原因是命名规则有错误，通过请教老师解决问题，
2.知识概念问题;在实施数据的读写时，读写按钮开启与关闭的时序有问题。通过请教同学决解。
4.3 需要讨论的其它问题
怎么该改进才能使基于74LS89的RAM基本功能中地址和数据输入按钮合为一个。
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第五章 设计验证
5.1 验证步骤及结果
1.WE高电平（1）时是读，低电平（0）时是写信号，ME片选信号，在地址为0010处写入0111，在地址为0011出写入数据1000：
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2.片选置低电平，WE置高电平读出存入的数据，得出地址为0010处的存入数据为0111（十六进制为7）.，又地址为0011处的存入数据为1000（十六进制为8）.
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5.2 数据分析
根据同一地址下写入数据与读出数据完全一致，可验证RAM的基本功能是否实现。
5.3 结论
由数据分析可知，已实现基于
74LS181的RAM的基本功能。 12
第六章 设计总结
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通过这次的计算机组成原理的课程设计，我对计算机内部元件的工作原理有了进一步的了解与认识。许多在课堂上没有听懂，没有学会的知识在课程设计的过程中暴露无遗，不过积极的方面是通过课程设计，我把这些知识上的明显漏洞给补上了。我对机器指令及微指令的的编码方法不了解，对计算机各部件的组成和工作原理也不是很理解。为了弄清楚这些问题，我又把课本拿出来重新学习相关的章节。虽然理论知识很重要，但是像我们这种工学类的课程，更重要的还是实践。理论联系实际，才能更好的掌握所学的知识。在机房上机的时候也遇到了一些问题，不过在请教了同学和老师之后，这些问题也都一个个迎刃而解。 对计算机组成原理的理论知识有了更深刻的理解，对于以前一知半解的东西也有了充分的理解。因为课程设计是要求将以前在课堂上学的理论知识运用到实际的设计当中去，但是在设计过程中，我们一定会碰到各种各样的问题。但是为了解决这些问题，我们一定会更加仔细认真的去翻阅自己以前学过但是以为已经了解熟悉的东西。这在无形中帮助我们加深对所学知识的了解及运用能力，并且让我们明白什么地方是我们真正需要去关注的。而且这样我们对课本以及以前学过的知识有了一个更好的总结与理解。而课程设计需要我们不但通过翻阅复习以前学过的知识而且需要查阅更多的相关信息，如去图书馆查阅相关的书籍，去网上搜索相关的材料，最终确立了设计方案。此次课程设计，我们在索老师和我们班其他同学的帮助下，通过上网查资料，查阅
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图书馆的藏书等从而得到我们所需要的资料，提高了我们的综合能力，也提高了我们分析问题和解决问题的实践能力！
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第七章 参考文献
[1] 白中英，计算机组成原理，科学出版社，2013年3月第五版 [2] 陈泽宇．清华大学出版社．计算机组成与系统结构， [3] 肖铁军.
2009年第二版清华大学出版社。计算机组成原理，2010年6月第一版
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