1. 掌握存储器的组成结构和工作原理。
2. 掌握静态随机存储器RAM工作特性及数据的读写方法。
PC
机一台，TD-CMA实验系统一套，USB线一根，排线若干。
三、实验原理
实验所用的静态存储器由一片6116（2K×8bit）构成（位于MEM单元），如图2-1所示。6116有三个控制线：CS（片选线）、OE（读线）、WE（写线），其功能如表2-1所示，当片选有效（CS=0）时，OE=0时进行读操作，WE=0时进行写操作，本实验将CS常接地。
由于存储器（MEM）最终是要挂接到CPU上，所以其还需要一个读写控制逻辑，使得CPU能控制MEM的读写，实验中的读写控制逻辑如图2-2所示，由于T3的参与，可以保证MEM的写脉宽与T3一致，T3由时序单元的TS3给出（时序单元的介绍见附录2）。IOM用来选择是对I/O还是对MEM进行读写操作，RD=1时为读，WR=1时为写。
实验原理图如图2-3所示，存储器数据线接至数据总线，数据总线上接有8个LED灯显示D7…D0的内容。地址线接至地址总线，地址总线上接有8个LED灯显示A7…A0的内容，地址由地址锁存器（74LS273，位于PC&AR单元）给出。数据开关（位于IN单元）经一个三态门（74LS245）连至数据总线，分时给出地址和数据。地址寄存器为8位，接入6116的地址A7…A0，6116的高三位地址A10…A8接地。
实验箱中所有单元的时序都连接至时序与操作台单元，CLR都连接至CON单元的CLR按钮。实验时T3由时序单元给出，其余信号由CON单元的二进制开关模拟给出，其中IOM应为低（即MEM操作），RD、WR高有效，MR和MW低有效，LDAR高有效。
1．关闭实验系统电源，按图2-4连接实验电路，并检查无误，图中将用户需要连接的信号用圆圈标明。
2．将时序与操作台单元的开关KK1、KK3置为运行档、开关KK2置为‘单步’档（时序单元的介绍见附录二）。
3．将CON单元的IOR开关置为1（使IN单元无输出），打开电源开关，如果听到有‘嘀’报警声，说明有总线竞争现象，应立即关闭电源，重新检查接线，直到错误排除。
4．用一根USB线连接PC机和实验箱。
五、实验内容与实验步骤
1．给存储器的地址单元写入数据
写存储器的流程如图2-5所示（以向00地址单元写入11H为例）：
2．读出储器的地址单元中的内容
读存储器的流程如图2-6所示（以从00地址单元读出11H为例）：
3．存储器的读写操作
给存储器的01H、02H、03H、04H、05H地址单元中分别写入数据11H、22H、33H、44H、55H。依次读出第01H、02H、03H、04H、05H单元中的内容，观察上述各单元中的内容是否与前面写入的一致。
4．实现存储器两个单元的数据通过运算器进行指定的运算，并将运算结果写入存储器的操作。如：（01H）+（02H）=》06H
3.写操作：
- 执行完实验连接以及步骤以后，关掉存储器读写（WR=0,RD=0），数据开关地址(IOR=0)，打开地址寄存器门控信号(LDR=1)，按动ST产生T3脉冲，将地址打入AR中
- 关掉存储器读写（WR=0,RD=0）和地址寄存器门控信号(LDR=0)，数据开关输出写入数据，打开输入三态门（IOR=0），使存储器处于写状态（WR=1,RD=0,IOM=0），按动ST产生T3脉冲,将数据打入存储器
读操作：
- 关闭存储器读写（WR=0,RD=0），按动ST产生T3脉冲,将地址打入AR
- 关闭IN单元输出(IOR=1)，使存储器处于读状态(WR=0,RD=1,IOM=0），此时数据总线上的数即为从存储器当前地址中的数据内容。
具体步骤：
- 将IN单元 01H=0000 0001打入地址寄存器AR
- 将数据 11H=0001 0001 打入存储器MEM中
- 关闭IN单元的输出，读出MEM中的数据
- 将IN单元02H=0000 0010 打入地址寄存器AR
- 将数据 22H=0010 0010 打入存储器MEM中
- 关闭IN单元的输出，读出MEM中的数据
- 将IN单元 03H=0000 0011打入地址寄存器AR
- 将数据 33H=0011 0011 打入存储器MEM中
- 关闭IN单元的输出，读出MEM中的数据
- 将IN单元 04H=0000 0100打入地址寄存器AR
- 将数据 44H=0100 0100 打入存储器MEM中
- 关闭IN单元的输出，读出MEM中的数据
- 将IN单元 05H=0000 0101打入地址寄存器AR
- 将数据 55H=0101 0101 打入存储器MEM中
- 关闭IN单元的输出，读出MEM中的数据
5．通过软件中的数据通路图来观测实验结果
如果实验箱和PC联机操作，则可通过软件中的数据通路图来观测实验结果（软件使用说明请看附录1），方法是：打开软件，选择联机软件的“【实验】—【存储器实验】”，打开存储器实验的数据通路图，如图2-7所示。
六、思考题
1
．存储器实验电路图
2-7
能否实现存储器的
00
和
04
地址两个单元的内容交换？
在存储器实验当中，想要进行两个存储单元的交换，可以利用命令的方式来进行实现。如图2-7能够实现
存储器的
00
和
04
地址两个单元的内容交换。
2
．该存储器由一片静态存储器
SRAM6116(2Kx8)
组成，根据存储器实验原理图
2-3
，判断实际
可操作（或访问）的存储器的容量有多少？
根据存储器实验原理图
2-3
，
存储器数据线接至数据总线，数据总线上接有 8 个 LED 灯显 示 D7…D0 的内容。地址线接至地址总线，地址总线上接有 8 个 LED 灯显示 A7…A0 的内容， 地址由地址锁存器（74LS273，位于 PC&AR 单元）给出。数据开关（位于 IN 单元）经一个三 态门（74LS245）连至数据总线，分时给出地址和数据。地址寄存器为 8 位，接入 6116 的地址 A7…A0，6116 的高三位地址 A10…A8 接地，所以其实际容量为 256 字节。
3
．如何实现存储器容量的扩展？如何将存储器实验原理图
2-3
中存储器的容量扩展到
2Kx8
？
字扩展（增加存储字的数量）。如图2-3，存储器数据线接至数据总线，数据总线上接有 8 个 LED 灯显 示 D7…D0 的内容。地址线接至地址总线，地址总线上接有 8 个 LED 灯显示 A7…A0 的内容， 地址由地址锁存器（74LS273，位于 PC&AR 单元）给出。数据开关（位于 IN 单元）经一个三 态门（74LS245）连至数据总线，分时给出地址和数据。地址寄存器为 8 位。
字数不变，位数变长，因此选择字扩展。
需要的芯片数量=设计要求的存储容量/芯片的存储容量=（2K*8）/（0.25K*8）=8片
地址线：8=2^3 ,0.25K=2^8,因此需要地址线（3+8=11）
数据线：8根
七、实验分析和心得体会
通过这次实验让我了解了随机存储器是如何存储和读出数据的, 掌握了静态存储器的工作特性及数据读写方法，对数据通路及控制信号有了一定的了解。实验过程中，出现了送数据出错的问题，经过与其他同学的接线对比发现是接线问题。还有按动ST产生T3脉冲时，由于不确定什么步骤按动，导致数据通路图出现错误。通过查阅实验指导书知道T3脉冲按键时间，最终修正了数据通路图。实验过程中，我们应该要注意时序与操作台单元的开关KK1，KK3，KK2 是处于哪个档位，如本次实验，KK1，KK3为运行档，KK2为单步档。
另外我查阅网上资料也知道了，SRAM 是 RAM 的一种类型，其特性是数据在电源供电时可以静态地保存。每个 SRAM 单元由四个至六个晶体管组成，这些晶体管形成了一个双稳态触发器，它能够保存一位数据（0 或 1）。
SRAM 的读取和写入操作都是通过地址线进行的。读取操作时，首先通过地址线选择要读取的存储单元，然后通过数据线读取该存储单元中的数据。写入操作时，也是首先通过地址线选择要写入的存储单元，然后通过数据线将数据写入该存储单元。