实验四常规型微程序控制器组成实验
实验四 常规型微程序控制器组成实验
实验四常规型微程序控制器组成实验一、实验目的1.掌握时序发生器的组成原理.2.掌握微程序控制器的组成原理。
二、实验电路1.时序发生器本实验所用的时序电路见图3。
4.电路由一个500KHz晶振、2片GAL22V10、一片74LS390组成,可产生两级等间隔时序信号T1-T4、W1-W3，其中一个W由一轮T1—T4组成，相当于一个微指令周期或硬连线控制器的一拍，而一轮W1—W3可以执行硬连线控制器的一条机器指令.另外，供数字逻辑实验使用的时钟由MF经一片74LS390分频后产生.图3。
4 时序信号发生器本次实验不涉及硬连线控制器，因此时序发生器中产生W1—W3的部分也可根据需要放到硬连线控制器实验中介绍.产生时序信号T1-T4的功能集成在图中左边的一片GAL22V10中，另外它还产生节拍信号W1-W3的控制时钟CLK1。
该芯片的逻辑功能用ABEL语言实现.其源程序如下: MODULE TIMER1TITLE 'CLOCK GENERATOR T1—T4’CLK = 。
C.;"INPUTMF，CLR，QD，DP, TJ，DB PIN 1。
6；W3 PIN 7;”OUTPUTT1，T2，T3, T4 PIN 15。
18 ISTYPE 'REG';CLK1 PIN 14 ISTYPE ’COM'；QD1，QD2，QDR PIN ISTYPE 'REG’;1ACT PIN ISTYPE ’COM’;S = ［T1，T2, T3，T4，QD1，QD2，QDR］；EQUATIONSQD1 := QD;QD2 ：= QD1;ACT = QD1 & ！QD2;QDR ：= CLR & QD ＃CLR ＆QDR;T1 ：= CLR & T4 ＆ACT # CLR & T4 & ! (DP ＃TJ # DB ＆W3) ＆QDR；T2 := CLR & T1；T3 ：= CLR ＆T2；T4 := ！CLR # T3 ＃T4 & ！ACT ＆(DP ＃TJ# DB＆W3) # ！QDR；CLK1 = T1 # !CLR & MF；S。
多思计算机组成原理实验四微程序控制器实验
实验四.. .微程序控制器实验。
1.-实验目的。
.(1)掌握微程序控制器的组成原理和工作过程。
(2)理解微指令和微程序的概念，理解微指令与指令的区别与联系。
(3)掌握指令操作码与控制存储器中微程序的对应方法，熟悉根据指令操作码从控制存储器中读出微程序的过程。
2.+实验要求。
(1)做好实验预习，看懂电路图，熟悉实验元器件的功能特性和使用方法。
u(2)按照实验内容与步骤的要求，认真仔细地完成实验。
(3)写出实验报告。
3.-实验电路。
. . ..本实验使用的主要元器件有: 4位数据锁存器74LS175,2KX8EPROM2716，时序发生器,或门、与门、开关、指示灯等。
芯片详细说明请见附录。
图1为实验电路图，其中3片EPROM2716构成控制存储器，1片74LS175为微地址寄存器，与74LS175数据输入引脚相连的输入信号线及6个门电路构成了地址转移逻辑。
注.意，2716输出信号中带后缀“#"的信号为低电平有效信号，不带后缀“#”的信号为高电平有效信号。
为简化电路结构，本实验没有使用微命令寄存器，并且在虚拟实验系统中，将3片EPROM组合为-一个虚拟EPROM组件。
本实验使用的EPROM和时序发生器一-样，均为虚拟实验系统提供的虚拟组件。
（5）答：000001101000000111100001 000001100000010110100010 000001101000011101100011 000001001000100111111000 000001101100000110100010 000001101000011101100011 000001001000100111111000 000001101100000110100010 000001101000011101100011 000001001000100111111000（6）（7）04 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 105 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 006 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 007 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 014 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 015 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0。
微程序控制器的组成与微程序设计实验报告
微程序控制器的组成与微程序设计实验报告1.实验目的了解微程序控制器的组成和工作原理，掌握微程序设计方法。
2.实验器材和仪器-计算机-开发板-逻辑门集成电路3.实验过程a.程序设计首先，需要设计微程序控制器所使用的指令集。
本实验选取了一个简单的指令集，包括加载寄存器、存储器和输入输出操作等指令。
b.微指令设计根据指令集的要求，设计相应的微指令。
每个微指令包含了控制信号的信息，用于控制计算机的不同部件。
c.微程序设计根据微指令的设计，设计相应的微程序。
微程序是一系列的微指令的有序序列，用于控制计算机的指令执行。
d.实验搭建根据设计好的微程序，搭建微程序控制器的电路，并将电路与开发板连接。
e.实验验证将编写好的程序加载到存储器中，并通过控制信号监测计算机的运行情况。
验证微程序控制器的设计是否正确。
4.实验结果与分析经过实验验证，微程序控制器能够正常工作，并且能够按照设计好的微程序执行指令集中的各项操作。
通过观察控制信号的变化，可以得出微程序控制器是否正常工作的结论。
5.实验结论本实验以设计一个简单的微程序控制器为目标，通过设计微指令和微程序，并搭建相应的电路，成功实现了微程序控制器的功能。
通过本实验，我对微程序控制器的组成和设计原理有了更深入的了解。
6.实验总结微程序控制器是计算机中的重要组成部分，通过控制信号的变化，实现了对指令执行的控制。
本实验通过设计微指令和微程序，搭建相应的电路，成功实现了微程序控制器的功能。
通过本实验，我不仅对微程序控制器有了更深入的理解，还提高了我对计算机原理的理解能力和动手实践能力。
实验四 微程序控制器实验
1、掌握微程序控制器的组成原理；
2、掌握微程序的编制、写入，观察微程序的运行；
3、为整机实验打好基础。
实验原理：
实验所用的时序电路原理可以参考时序实验。由于时序电路的内部线路已经连好（时序电路的CLR已接到实验板中下方的CLR清零开关上），所以只需将时序电路与方波信号源连接即可。
1、微程序控制电路
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微程序控制器实验报告
组成原理No.4实验---微程序控制器实验组员：组号：21号时间：周二5、6节【实验目的】(1)掌握时序发生器的组成原理。
(2)掌握微程序控制器的组成原理。
(3)掌握微程序的编制、写入、观察微程序的运行情况【实验设备】TDN-CM++，【实验原理】微程序控制器的基本任务是完成当前指令的翻译和执行，即将当前指令的功能转换成可以控制硬件逻辑部件工作的微命令序列，以完成数据传输和各种处理操作。
它的执行方法就是将控制各部件动作的微命令的集合进行编码，即将微命令的集合仿照机器指令一样，用数字代码的形式表示，这种表示称为微指令。
这样就可以用一个微指令序列表示一条机器指令，这种微指令序列称为微程序。
微程序存储在一种专用的存储器中，该存储器称为控制存储器。
实验所用的时序控制电路框图如图1可产生四个等间隔的时序信号TS1~TS4。
在图1中，为时钟信号，由实验台左上方的方波信号源提供，可产生频率及脉宽可调额方波信号；STEP是来自实验板上方中部的一个二进制开关STEP的模拟信号；START键是来自实验板上方左部的一个微动开关START的按键信号。
当STEP开关为EXEC（0TS1~TS4将周而复始地发送出去。
当STEP为STEP（1）时，按下START启动键，机器便处于单步运行状态，即此时只发送一个CPU周期的时序信号就停机了。
利用单步方式，每次只读一条微指令，可以观察微指令的代码与当前微指令的执行结果。
另外，如果STEP开关置“STEP”，会使机器停机，CLR开关执行1→0→1操作可以使时序清零。
时序状态图如下图所示。
由于时序电路的内部线路已经连好，因此只需将时序电路与方波信号源连接，即将时序电路的时钟脉冲输入端接至方波信号发生器输入端H23上，按动启动键START后，就可产生时序信号TS1~TS4.时序电路的CLR已接至CLR模拟开关上。
编程开关具有三种状态：PROM(编程)、READ(校验)和RUN(运行)。
实验四 微程序控制器及指令部件实验
用微程序控制的方法，实现算术运算“A加B”，并输出运 算结果： ⑴ 将运算器的输入端与二进制开关相连，输与运算器控制相关 的控制信号与运算器相应的控制信号输入端相连。 ⑵ 将MOCK接PLS1，MCK、D1CK及D2CK均接PLS4. ⑶ 将操作过程分为3个步骤：① 将A送入DR1；② 将B送 入DR2；③ 执行算术运算“A加B”，并将运算结果输出到 数据总线。 ⑷ 将上述3个步骤的操作编写成以下3条微指令，依次写入 到控存的00，01和02单元，完成后按MENU键。
EP ET R
RC
Q3 ~ Q0 74161 PE P3 ~ P0
EP ET R
Vcc RUN
二进制开关 微程序控制器实验电路
控制信号说明： ⑴ RUN是系统的运行状态标志，RUN＝1，运行状态； RUN＝0，停机状态。 ⑵ STOP是系统的停机状态标志，STOP＝1，停机状态； STOP＝0，运行状态。
将微程序输入控存是在停机状态（STOP＝1， RUN＝0）下，通过键盘监控来完成的： ⑴ 在停机状态下，按下键盘上的任意键进入键盘 监控，LCD显示器上显示出操作主菜单。 ⑵ 按“1”选择微代码操作（Mcode），LCD显示： ADDR MICRO CODE 00 xx xx xx 通过按“TAB”键移动光标到微地址或微代码部 分，进行微地址或微代码的修改。修改完毕，按 “Next”键或“Enter”键保存该微地址单元的内容， 并使微地址加1。如此，可连续向多个微地址单元 输入微指令代码。
每段微程序都以取指微指令结束，以便取出下
条指令。
微指令格式如下：
RM EIR2 PC-O RR HALT X1 RA-O EDR2 Cn EIR1 IR2-O ELP WR X0 ERA EDR1 ALU-O S3 M S2 S1 S0
微程序控制器组成实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除微程序控制器组成实验报告篇一：微程序控制器的组成与微程序设计实验报告信息学院实验报告注：每学期至少有一次设计性实验。
每学期结束请任课老师按时按量统一交到教学秘书处。
篇二：计算机组成原理实验报告3微程序控制器实验实验三微程序控制器实验一.实验目的与要求：实验目的：1.理解时序产生器的原理，了解时钟和时序信号的波形；2.掌握微程序控制器的功能，组成知识；3.掌握微指令格式和各字段功能；4.掌握微程序的编制，写入，观察微程序的运行，学习基本指令的执行流程。
实验要求：1.实验前，要求做好实验预习，并复习已经学过的控制信号的作用；2.按练习一要求完成测量波形的操作，画出Ts1,Ts2,Ts3,Ts4的波形，并测出所用的脉冲Ф周期。
按练习二的要求输入微指令的二进制代码表，并单步运行五条机器指令。
二.实验方案：按实验图在实验仪上接好线后，仔细检查无误后可接通电源。
1.练习一：用联机软件的逻辑示波器观测时序信号，测量Ф，Ts1,Ts2,Ts3,Ts4信号的方法如下：(1)TATeunIT中sTop开关置为“Run”状态（向上拨），sTep开关置为“exec”状态（向上拨）。
(2)将swITchunIT中右下角cLR开关置为“1”(向上拨）。
(3)按动“sTART”按钮，即可产生连续脉冲。
（4）调试”菜单下的“显示逻辑示波器窗口，即可出现测量波形的画面。
（5）探头一端接实验仪左上角的ch1，另一端接sTATeunIT中的Ф插座，即可测出时钟Ф的波形。
（6）探头一端接实验仪左上角的ch2，另一端接sTATeunIT中的Ts1插座，即可测出Ts1的波形；（7）探头一端接实验仪左上角的ch1，另一端接sTATeunIT中的Ts2插座，即可测出Ts2的波形。
（8）将红色探头一端接实验仪左上角的ch1，另一端接sTATeunIT中的Ts3插座，即可测出Ts3的波形。
（9）将红色探头一端接实验仪左上角的ch1，另一端接sTATeunIT中的Ts4插座，即可测出Ts4的波形。
计算机组成原理微程序控制器部件教学实验
计算机组成原理微程序控制器部件教学实验微程序控制器是由微指令组成的，每个微指令对应一个操作或一个操作序列。
它通过微指令来描述指令的执行过程，包括指令的取指，指令的解码，操作数的获取，以及操作的执行。
微程序控制器的本质是一个状态机，通过不同的状态和状态转移来完成指令的执行，从而实现计算机的功能。
在计算机组成原理的教学实验中，微程序控制器部件是非常重要的一个实验内容。
通过搭建微程序控制器的实验平台，学生可以更好地理解计算机指令的执行过程，加深对计算机硬件的认识。
在微程序控制器部件的教学实验中，可以从以下几个方面展开。
1.搭建实验平台：首先需要搭建一个微程序控制器的实验平台，包括微指令存储器、微指令控制器、状态寄存器等硬件部件。
同时需要编写相应的微指令和微程序，对不同的指令进行模拟执行。
2.模拟指令的执行过程：通过编写微指令和微程序，可以模拟指令的执行过程。
通过手动设置各个硬件部件的状态，可以观察指令的取指、解码、执行等过程。
通过模拟执行不同的指令，可以帮助学生理解指令的执行过程和计算机的工作原理。
3.分析指令的执行效率：在实验中，可以通过不同的指令和微程序，分析指令的执行效率。
比如，可以比较不同指令的执行时间，找出其中的瓶颈和优化方法。
通过实验分析，学生可以深入理解指令的执行原理和计算机硬件的优化方法。
4.扩展实验内容：在熟悉了微程序控制器的基本原理后，可以进一步扩展实验内容。
比如，可以设计一个简单的指令集，编写相应的微指令和微程序，实现更复杂的指令的执行过程。
通过扩展实验内容，可以更好地理解微程序控制器部件的原理和功能。
总之，计算机组成原理微程序控制器部件的教学实验是一门重要的实践课程，通过搭建实验平台和编写微指令和微程序，可以帮助学生更好地理解计算机硬件的工作原理，加深对计算机指令执行过程的认识，提高计算机组成原理的学习效果。
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实验四常规型微程序控制器组成实验一、 实验目的1. 掌握时序发生器的组成原理。
2.掌握微程序控制器的组成原理。
二、 实验电路1.时序发生器本实验所用的时序电路见图。
电路由一个 500KHZ 晶振、2片GAL22V10 —片74LS390组成，可产生两级等间隔时序信号T1-T4、W1-W3其中一个 W 由一轮T1-T4组成，相当于一个微指令周期或硬连线控制器的一拍， 而一轮W1-W ：可以执行硬连线控制器的一条机器指 令。
另外，供数字逻辑实验使用的时钟由MF 经一片74LS390分频后产生。
图时序信号发生器本次实验不涉及硬连线控制器，因此时序发生器中产生 W1-W3的部分也可根据需要放到硬连线控制器实验中介绍。
产生时序信号T1-T4的功能集成在图中左边的一片 GAL22V10中，另外它还产生节拍信号W1-W3的控制时钟CLK1。
该芯片的逻辑功能用 ABEL 语言实现。
其源程序如下：MODULE TIMER1TITLE 'CLOCK GENERATOR T1-T4'CLK = C; "INPUTMF, CLR, QD, DP, TJ, DB PIN 1..6; W3 PIN 7; "OUTPUTT1, T2, T3, T4 PIN 15..18 ISTYPE 'REG'; CLK1 PIN 14 ISTYPE 'COM'; QD1, QD2, QDR PIN ISTYPE 'REG';—5QQK£5XH HCL 酬2⑪ H DP*n(y57 DB6L O LI13>CLKM w n< 10 M 10 M10 D4 10 ni10 m io M10 Df 10 IM 1IKIS T4iiAQOQC¥1W1B3NR£9999^>CP0O>CP1CLK].C1M54W(JOOK)U12 10 12 3(JOKJjjVlO1014QOQ'lQ3 qs13辽6710M T1KZ K17 B GiSVlOACT PIN ISTYPE 'COM';S = [T1, T2, T3, T4, QD1, QD2, QDR]; EQUATIONS QD1 := QD; QD2 := QD1; ACT = QD1 & !QD2;QDR := CLR & QD # CLR & QDR;T1 := CLR & T4 & ACT # CLR & T4 & ! (DP # TJ # DB & W3) & QDR; T2 := CLR & T1; T3 := CLR & T2;T4 := !CLR # T3 # T4 & !ACT & (DP #TJ# DB& W3) # !QDR; CLK1 = T1 # !CLR & MF; =MF; END节拍电位信号 W1-W3只在硬连线控制器中使用，产生 GAL22V1冲，用ABEL 语言实现。
其源程序如下： MODULE TIMER2 .;"INPUTCLK1, CLR, SKIP PIN 1..3; "OUTPUTW1, W2, W3 PIN 16..18 ISTYPE 'REG'; W = [W1, W2, W3];2 1 # ## # ■ p U BR R 1# W L R MUB P R D A + #REEALsWD D D RC L C C R A R SL L A-PS3 S2 S1 S0 MR D用 A A A A A A TJ 备 P2 P1 P0 g gg g g g图3.5微指令格式W 信号的功能集成在右边一片EQUATIONS"S1SO“M#W ixj-IKDPL92X33-—1+R1A養C7 C6 C5 C4 C3 C2 C1 CO C7 C6 C5 C4 C3 C2 C1 CO C7 C6 C5 C4 C3 C2 C1 CO C7 C6C5 C4 C3 C2 C1 C O CM3CM2CM1CMOA12 …A6A5A4A3A2A1 AO A12 …A6A5A4A3 A2A1 AO A12 …A6A5A4A3A2A1AO A12…A6A5A4A3A2A1A0口口口P2Q5Q4Q3Q2Q1 Q0| CLR#卩AR(174)匸二T1D5D4D3D2D1D0^^" 11IR7 IR6 SWC IR5 SWB IR4 SWA图3.6微程序控制器电路图KT SWC SWB SWC0F图3.7微程序流程图P1 ................................................................................ 1 P2 ............................................................................... 备用 .............................................. TJ . 1 .. 1 1 . 1 1. 1 .1 . 1 ..LDIR .. .1 . .. 1 (1)PC+1 ...................................................................................0008WRF(011) -0B SW 岀BUS DBUS 丿R DBUS.PC TJ厂 1DSW -DBUS DBUS.RAMT 0DRAMJBUSTJ _!_0ESW 』BUS DBUS »RiTJT OASW *DBUS DBUS.AR02RAM.DBUSTJWRM(001)T 09SW »DBUS DBUS-ARTJADD(0000)SUB(0001)AND(0010)STA(0011). LDA(0100)JC(0101)STP(0110) OUT(0111)14ADD ALU -DBUS DBUS-Rd PC+1—SUB ALU -DBUS DBUS^Rd PC+1Rd Rs DR1 BR2I Rs -DBUS I DBUS "R Rd *DR11A1BAND ALU -DBUS DBUS- Rd PC+1DR1 -ALU ALU -DBUS DBUS - RAMPC+1丁 RRM(OIO)RRF(100) 0FPR(000)0F1018Rd -DR1 Rs QR21119 Rd DR1 Rs DR21213Rs DBUS DBUS•AR15 PC+1O 1C C=tRAM.DBUS DBUS- Rd PC+1R3 -DBUS DBUS 「PCC=P(2) 1FLDPC# . 1 . . . 1 ..................................................... 1 .AR+1 ......................................................... 1 . . 1 . .LDAR# . 1 . . . 1 . . . 1 . . 1 . . . .LDDR1 ................................................................................LDDR2 ................................................................................LDRi .......................................... 1 ......................................SW_BUS# . 1 1 . . 1 1 . 1 1 . . 1 1 . 1RS_BUS# . . . . 1 .....................................................................ALU_BUS# ..............................................................................RAM_BUS# ............................................... 1 ..........................CER#. . . 1 .. . 1 .. 1CEL# .. 1 . .. 1 . .. 1 .. 1 .LR/W#. . 0 . .. 0 . .. 1 .. 0 .Cn# MS0S1S2S3注：后缀为#的信号都是低电平有效信号，为了在控存ROM中用“1 ”表示有效，这些信号在控制器中经过反相后送往数据通路。
表微程序代码表（续）微指令ADD SUB AND STA LDA JC STP OUT 当前微地址10 18 11 19 12 1A 13 1B 14 1C 15 1F 16 17下一微地址18 0F 19 0F 1A 0F 1B 0F 1C 0F 0F 0F 0F 0F P0P1 .......................................................................P2 ................................................. 1 . . .备用.........................................TJ .............................................................. 1 1LDIR .........................................................................PC+1 . 1 . 1 . 1 . 1 . 1 1 . 1 1 LDPC# ........ 1 . .AR+1 ........................................................................LDAR# .................................. 1. 1 ............................LDDR2LDRiSW_BUS#RS_BUS#ALU_BUS#LDDR1 1 1 . 1 11RAM_BUS# 1CER#CEL#. 1 1 . . .LR/W#. 0 1 . . .Cn#. 1M .0 .0 . 1 .0 .S0. 1. 01. 0 .S1. 0. 11. 0 .S2. 0. 10. 0 .S3. 1. 01. 0 .注：后缀为#的信号都是低电平有效信号，为了在控存ROM中用“1 ”表示有效，这些信号在控制器中经过反相后送往数据通路。