计算机组成原理实验报告3 微程序控制器实验

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五、总结 通过本次实验我掌握了微程序控制器的原理,同时也掌握了微程序的编制、写入、观察微
程序的运行,学习了指令的执行流程 ,我觉得这次实验的原理比较容易理解,实施起来也不 难,但是在实验过程中,不知道是因为接线的问题还是仪器的问题一度不能成功,录入了数 据还是跳转不到要去的地方。我们小组以为是输入数据时出错,重新输了好多遍,但是都还 是一样的结果。在老师的指导下终于得到了正确的结果。顺利的完成了实验。这次实验使我 懂得要认真弄清楚每一步实验的原理和所需要的知识点,这样才可以有速度完成实验,同时 也知道做实验需要持之以恒的恒心、信心与耐心。
(M0~M23)。 3. 按脉冲单元中的 PLS2 脉冲按键,在 MOCK 上产生一个上升沿,把当前微程序存储器
输出的微指令打入微指令锁存器。可在 CPT-B 上的微指令指示灯显示出当前微指
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令,应为 11H、11H、11H。
4.置 MLD=1,微代码的地址 MD0~MD7(对应二进制开关 H0~H7)为 05H(对应开关如
五总结通过本次实验我掌握了微程序控制器的原理同时也掌握了微程序的编制写入观察微程序的运行学习了指令的执行流程我觉得这次实验的原理比较容易理解实施起来也不难但是在实验过程中不知道是因为接线的问题还是仪器的问题一度不能成功录入了数据还是跳转不到要去的地方
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西华大学数学与计算机学院实验报告
课程名称:计算机组成原理 指导教师:祝昌宇 实验名称:微程序控制单元实验
完毕后按“NEXT”键,在地址 06H 处输入 66H、66H、66H 三个字节,完毕后
按“ENTER”键。输入完毕。
(二)微地址打入操作
1. 按启停单元中的停止按钮,置实验机为停机状态,此时微地址寄存器被请零。 2. 按启停单元中的运行按钮,置实验机为运行状态。此时微程序存储器为读状态,微

计算机组成原理-微程序控制器实验报告

计算机组成原理-微程序控制器实验报告

计算机组成原理实验之微程序控制器实验一、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、实验内容1.实验电路(1)时序发生器电路本实验所用的时序电路见图4.1。

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4.1 时序信号发生器(2)微程序控制器电路图4.2微程序控制器电路微地址转移逻辑表达式:A5=D5=μA5;A4=D4=C•P2+μA4;A3=D3=IR7•P1+μA3;A2=D2=IR6•P1+SWC•P0+μA2;A1=D1=IR5•P1+SWB•P0+μA1;A0=D0=IR4•P1+SWA•P0+μA0。

2.一些关键技术(1)微指令格式图4.3微指令格式(3)上述8条指令的微程序流程图如图4.4所示图4.4微程序流程图(4)微程序代码表表4-2微程序代码表微指令KT RRF WRF RRM WRM PR当前微地址00 0C 1E 06 07 0B 1D 0D 0E 0A 02 03 09 04 05 08 0F 下一微地址08 1E 06 07 1E 1D 0D 0E 1D 02 03 02 04 05 04 0F 10P0 1 . . . . . . . . . . . . . . . .P1 . . . . . . . . . . . . . . . . 1P2 . . . . . . . . . . . . . . . . .备用. . . . . . . . . . . . . . . . .TJ . 1 . . 1 1 . 1 1 . 1 . 1 . 1 . .LDIR . . . 1 . . . 1 . . . . . . . . 1PC+1 . . . . . . . . . . . . . . . . .LDPC# . 1 . . . 1 . . . . . . . . . 1AR+1 . . . . . . . . . . . 1 . . 1 . .LDAR# . 1 . . . 1 . . . 1 . . 1 . . . . LDDR1 . . . . . . . . . . . . . . . . . LDDR2 . . . . . . . . . . . . . . . . . LDRi . . . . . . . . 1 . . . . . . . .SW_BUS# . 1 1 . . 1 1 . 1 1 . . 1 1 . 1 . RS_BUS# . . . . 1 . . . . . . . . . . . . ALU_BUS# . . . . . . . . . . . . . . . . . RAM_BUS# . . . . . . . . . . 1 . . . . . . CER# . . . 1 . . . 1 . . . . . . . . 1 CEL# . . 1 . . . 1 . . . 1 . . 1 . . . LR/W# . . 0 . . . 0 . . . 1 . . 0 . . . Cn# . . . . . . . . . . . . . . . . .M . . . . . . . . . . . . . . . . .S0 . . . . . . . . . . . . . . . . .S1 . . . . . . . . . . . . . . . . .S2 . . . . . . . . . . . . . . . . .S3 . . . . . . . . . . . . . . . . .表4-2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 0FP0 . . . . . . . . . . . . . .P1 . . . . . . . . . . . . . .P2 . . . . . . . . . . 1 . . .备用. . . . . . . . . . . . . .TJ . . . . . . . . . . . . 1 1LDIR . . . . . . . . . . . . . .PC+1 . 1 . 1 . 1 . 1 . 1 1 . 1 1LDPC# . . . . . . . . . . . 1 . .AR+1 . . . . . . . . . . . . . .LDAR# . . . . . 1 . 1 . . . . .LDDR1 1 . 1 . 1 . 1 . . . . . . .LDDR2 1 . 1 . 1 . . . . . . . . .LDRi . 1 . 1 . 1 . . . 1 . . . .SW_BUS# . . . . . . . . . . . . . .RS_BUS# . . . . . . 1 . 1 . . 1 . 1ALU_BUS# . 1 . 1 . 1 . 1 . . . . . .RAM_BUS# . . . . . . . . . 1 . . . .CER# . . . . . . . . . . . . . .CEL# . . . . . . . 1 . 1 . . . .LR/W# . . . . . . 0 . 1 . . . .Cn# . . . 1 . . . . . . . . . .M . 0 . 0 . 1 . 0 . . . . . .S0 . 1 . 0 . 1 . 0 . . . . . .S1 . 0 . 1 . 1 . 0 . . . . . .S2 . 0 . 1 . 0 . 0 . . . . . .S3 . 1 . 0 . 1 . 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。

计算机组成原理微程序控制单元实验

计算机组成原理微程序控制单元实验

计算机组成原理微程序控制单元实验
微程序控制单元是计算机组成原理中的一个重要组成部分,其工作原理是将指令分解成一系列的微操作,然后发出各种控制命令,执行微操作系列,从而完成一条指令的执行。

以下是一个微程序控制单元的实验流程:
1. 提取指令:从存储器或高速缓冲存储器中取出指令,放入指令寄存器,并对指令译码。

提取指令之后,程序计数器根据指令长度增加存储器单元。

2. 解码:根据 CPU 的指令集架构 (ISA) 定义将数值解译为指令。

解码阶段将指令分解成一系列的微操作。

3. 控制命令发出:根据指令中的微操作,发出各种控制命令,例如读写控制、存储器选择、微操作执行等。

这些控制命令用于执行微操作系列。

4. 执行微操作:根据控制命令,执行微操作系列。

微操作通常是一些小规模的运算,例如存储器读写、算术运算等。

这些微操作被分解成一系列的微操作,然后由微程序控制单元执行。

5. 写回结果:完成微操作系列后,将结果写回到存储器或高速缓冲存储器中。

6. 跳转:如果需要,可以通过跳转指令来跳转到其他指令执行。

7. 重复:如果指令需要多次执行,可以通过重复指令来实现。

通过以上步骤,微程序控制单元可以实现对计算机指令的控制,从而实现计算机的功能。

值得注意的是,微程序控制单元是计算机组
成原理中的一个抽象概念,实际上并不存在具体的硬件实现。

计算机组成原理课设报告微程序控制器设计

计算机组成原理课设报告微程序控制器设计

目录第一章设计任务与要求 3 1.1 设计内容 3 1.2 具体要求 3 1.3 设计环境 4 第二章设计方案 5 2.1 设计思路 5 2.2 微指令格式 6 2.3 指令流程图及其微程序清单 6 第三章调试过程 9 3.1 实验步骤 6 3.2 出现的问题与解决办法 15 小结 15 参考资料 161.1 设计内容按照要求设计一指令系统,该指令系统能够实现数据传送,进行加、减运算和无条件转移,具有累加器寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、存储器直接寻址、立即数寻址等五种寻址方式。

1.2 具体要求1.详细了解并掌握COP 2000模型机的微程序控制器原理,通过综合实验来实现该模型机指令系统的特点:COP2000模型机指令的最低两位(IR0和IR1)用来寻址R0~R3四个寄存器;IR2和IR3与ELP微控制信号,Cy和Z两个程序状态信号配合,控制PC的置数即程序的转移。

各种转移的条件判断逻辑如下所示:PC 置数逻辑当ELP=1时,不允许PC被预置当ELP=0时当IR3=1时,无论Cy和Z什么状态,PC被预置当IR3=0时若IR2=0,则当Cy=1时PC被预置若IR2=1,则当Z=1时PC被预置(1)模型机的寻址方式分五种:累加器寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、存储器直接寻址、立即数寻址;(2)模型机有一些缺省的指令集,分几大类:算术运算指令、逻辑运算指令、移位指令、数据传输指令、跳转指令、中断返回指令、输入/输出指令。

(3)模型机的指令集有:算术运算指令:ADD A, R? ADD A@R? ADD A, MM ADD A, #IISUB A, R? SUB A, @R? SUB A, MM SUB A, #II数据传输指令:MOV A, R? MOV A, @R? MOV A, MM MOV A, #II MOV R?, A MOV @R?, A MOV MM, A MOV R?, #II输入/输出指令: IN OUT跳转指令:JMP MM移位指令:RR A RL A RRC A RLC A NOP中断返回指令:RETI该模型机微指令系统的特点(包括其微指令格式的说明等):COP2000 模型机的微指令字长为24 位,全部为操作控制部分,不含顺序控制字段。

五邑大学计算机组成原理实验报告三:微程序控制器实验

五邑大学计算机组成原理实验报告三:微程序控制器实验

《计算机组成原理》实验报告学院:计算机学院专业:计算机科学与技术班级学号:150801 3115000820学生姓名:黄家燊实验日期:2016.12.25指导老师:李鹤喜五邑大学计算机学院计算机组成原理实验室实验一一、实验名称:微程序控制器实验二、实验目的(1)掌握微程序控制器的功能、组成知识。

(2)掌握为程序的编制、写入、观察微程序的运行二、实验设备:PC机一台,TD-CM3+实验系统一套三、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的硬件逻辑部件的为命令序列,完成数据传送和个汇总处理操作,他的执行方法是将控制各部件的微命令的集合进行编码,即将微命令的集合仿照及其指令一眼,用数字代码的形式表示,这种表示陈伟微指令。

这样就可以用一个微指令序列表示一条机器指令,这种为指令序列称作为程序。

微程序存储在一种专用的存储器中,成为控制储存器四、实验步骤1.对为控制器进行读写操作:(1)手动读写:①按图连线:②将MC单元编程开关置为“编程”档,时序单元状态开关置为“单步”档,ADDR 单元状态开关置为“置数”档③使用ADDR单元的低六位SA5…SA0给出微地址MA5…MA0,微地址可以通过MC 单元的MA5…MA0微地址灯显示④CON单元SD27…SD20,SD17…SD10,SD07…SD00开关上置24位微代码,待写入值由MC单元的M23…M024位LED灯显示⑤启动时序电路(按动一次TS按钮),即将微代码写入到E2PROM2816的相应地址对应单元中⑥重复③④⑤三步,将下图微代码写入2816芯片中二进制代码表(2)联机读写:①将微程序写入文件,联机软件提供了微程序下载功能,以代替手动读写微控制器,但微程序得以指定的格式写入本次试验的微程序如下:://************************************************************// :// // :// 微控器实验指令文件 // :// // ://************************************************************// ://***************Start Of MicroController Data****************//$M 00 000001;NOP$M 01 007070;CON(INS)->IR,P<1>$M 04 002405;R0->A$M 05 04B201;R0->B$M 30 001404;A加B->RO$M 32 183001;IN->R0$M 33 280401;R0->OUT$M 35 000035;NOP;//***************End Of MicroController Data*******************// ②写入微程序用联机软件的“【转存】-【装载数据】”功能将改格式文件装载入试验系统。

计算机组成原理 微程序控制器实验

计算机组成原理 微程序控制器实验

深圳大学实验报告课程名称:操作系统实验项目名称:微程序控制器实验学院:计算机与软件学院专业:软件工程指导教师:报告人:学号:班级:实验时间:实验报告提交时间:教务处制一、实验目的:通过看懂教学计算机中已经设计好并正常运行的数条基本指令(例如,ADD、MVRR、OUT、MVRD、JR、RET等指令)的功能、格式和执行流程,然后自己设计几条指令的功能、格式和执行流程,并在教学计算机上实现、调试正确。

其最终要达到的目的是:1.深入理解计算机微程序控制器的功能、组成知识;2.深入地学习计算机各类典型指令的执行流程;3.对指令格式、寻址方式、指令系统、指令分类等建立具体的总体概念;4.学习微程序控制器的设计过程和相关技术。

二、实验要求1.实验之前,应认真准备,写出实验步骤和具体设计内容,否则实验效率会特别低,一次实验时间根本无法完成实验任务,即使基本做对了,也很难说学懂了些什么重要教学内容;2.应在实验前掌握所有控制信号的作用,在脱机运算器实验中,已给出了与运算器有关的控制信号的作用,16 位机微程序控制器用到的控制信号的功能表可参见《技术说明与实验指导》的相关内容。

需要注意的是中断用到了DC23,在T4~T0= 0 0010一拍时DC23为1,其余节拍均为0;3.实验过程中,应认真进行实验操作,既不要因为粗心造成短路等事故而损坏设备,又要仔细思考实验有关内容,提高学习的主动性和创造性,把自己想不太明白的问题通过实验理解清楚,争取最好的实验效果,力求达到教学实验的主要目的;4.实验之后,应认真思考总结,写出实验报告,包括实验步骤和具体实验结果,遇到的主要问题和分析与解决问题的思路。

大家应该认识到,遇到一些问题是好事情,通过分析与解决这些问题,才提高了自己的工作能力,学习到更多的知识。

还未理解清楚,但实验结果正确了就匆忙结束实验,并没有达到教学实验的目的。

实验报告中,还应写出自己的学习心得和切身体会,也可以对教学实验提出新的建议等。

华中科技大学组原第三次实验报告微程序控制器2014

华中科技大学组原第三次实验报告微程序控制器2014

课程实验报告课程名称:计算机组成原理专业班级:信息安全1203班学号:U201214xxx姓名:xxx同组成员:xxx指导教师:秦磊华报告日期:2014年6月计算机科学与技术学院原创性声明:本人郑重声明:本实验的实验报告内容,是由作者本人独立完成的。

有关观点、方法、数据和文献等的引用已在文中指出。

除文中已注明引用的内容外,本报告不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果,不存在抄袭行为。

特此声明作者(签字):日期:年月日目录1 实验名称 (3)2 实验目的 (3)3 实验设备 (3)4 实验任务 (3)5 实验设计方案、电路实现与电路分析 (4)5.1 基本芯片介绍 (4)5.2 设计方案 (4)5.3电路实现与分析 (7)6 实验结果与分析 (10)6.1 基本操作准备 (10)6.2 检查方案 (10)7 实验中遇到的问题及解决方法 (11)8 收获与体会 (12)9 参考书目 (12)1 实验名称实验名称:微程序控制器实验2 实验目的(1)复习与巩固微程序控制器基本原理。

(2)练习简单微程序的控制与调试。

(3)为整机实验做准备。

(4)进一步加深对运算器、存储器及时序电路的理解。

(5)熟练连接硬件电路,为课程设计做好准备。

3 实验设备实验台:JZYL—Ⅱ型计算机组成原理实验仪一台。

主要芯片:74LS6116:静态存储器芯片1片74LSl81:运算器芯片2片74LS373:八D锁存器3片74LS244:八路原码输出三态门 1片74LS193:同步4位计数器1片其它基本器件若干。

4 实验任务(1)按照下面的参考电路至少实现取数、加法、或操作等5条运算。

(提示:尽量控制信号最少)。

(2)复习前两个实验电路中各个信号的含义和作用,好好思考其中的协作关系。

重点是运算与存储器之间的建立用微命令控制数据通路。

要求有冲突报警灯和溢出检测灯。

冲突时,报警灯亮,244处于高阻态,6116不工作。

(3)参考电路图图1 参考电路图5 实验设计方案、电路实现与电路分析5.1 基本芯片介绍74LS6116、74LSl81、74LS373、74LS244、74LS193等芯片的介绍详见参考文献:...\组成实验(给学生)\整理后常用的芯片资料。

计算机组成原理—微程序控制器组成实验

计算机组成原理—微程序控制器组成实验

3.4 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NF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';ACT 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.CLK = MF;END节拍电位信号W1-W3只在硬连线控制器中使用,产生W信号的功能集成在右边一片GAL22V10中,用ABEL语言实现。

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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) TATE UNIT 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SWITCH UNIT 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STATE UNIT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STATE UNIT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STATE UNIT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STATE UNIT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STATE UNIT中的TS4插座,即可测出TS4的波形。

2.观察微程序控制器的工作原理:①关掉实验仪电源,拔掉前面测时序信号的接线;②编程写入E2PROM 2816A.将编程开关(MJ20)置为PROM(编程)状态;B.将实验板上STATE UNIT 中的STEP置为STEP状态,STOP置为RUN状态,SWITCH UNIT中CLR开关置为1状态;C.在右上角的SWITCH UNIT中UA5-UA0开关上置表中某个要写的微地址;D.在MK24-MK1开关上置表中要写的微地址后面的24位微代码,24位开关对应24位显示灯,开关置为1时灯亮,为0时灯灭;E.启动时序电路,即将微代码写入到E2PROM 2816的相应地址对应的单元中;F.重复C-E步骤,将表的每一行写入E2PROM 2816。

③校验A.将编程开关置为READ(校验)状态;B.保持STEP,STOP,CLR开关状态不变,将实验板上STATE UNIT 中的STEP置为STEP状态,STOP置为RUN状态,SWITCH UNIT中CLR开关置为1状态;C.在开关UA5-UA0上按表置好要读的某个微地址;D.按动START键,启动时序电路,就能读出微代码,观察显示灯MD24-MD1的状态,检查读出的微代码是否与已经写入的相同,若不同,将开关置于PROM编程状态,重新执行;E.重复C-D步骤,将表的每一行从E2PROM 2816读出来。

练习二:步运行五条机器指令。

1、将编程开关置于“RUN”状态;2、实验仪的“STEP”及”STOP”开关保持原状,即STEP置为“STEP”状态,STOP置为”RUN”状态,“SWITCH UNIT”中CLR开关置为1状态;3、实验仪的“SW-BUS”置为0,左下方开关D5-D0置为“111111”,D7和D6开关任意,(置0或者1都可以)4、将清零开关CLR从高拔到低,再从低拔到高,即将开关CLR置1→0→1,可以发现后续微地址UA5-UA0灯变为000000,000000是微指令运行启始地址;5、接着按动一下“START”键,UA5-UA0灯会变为010000,这是在读00(八进制)条微指令,给出了下一条要读的微指令是10(八进制);6、在UA5-UA0灯变为010000时,可通过实验仪左下方开关D7-D0人为强置设置分支地址,将D5-D0置“111111”→“111100”→“111111”,可以发现UA5-UA0灯从010000变为010011,这表示下一个要读的微指令从010000修改为了010011;7、在UA5-UA0灯为010011时,也就是23(八进制)时,对微程序流程图,按动一下“START”键,UA5-UA0灯会变为000001,也就是01(八进制),表示读出了23条微指令,给出了下一条要读的是01条微指令;8、在UA5-UA0灯为000001时,按动一下START键,UA5-UA0灯会变为000010,表示读出了01条微指令,下一条要读出的是02条微指令;9、接着按动一下STRATOR键,读出02条微指令时,UA5-UA0灯显示为001000时,在当前条件下,可通过强置端SE1-SE6相接的D5-D0人为强置修改分支地址;10、执行完每个指令的最后一条微指令后,都会回到01微指令,这样才表示执行完了一条指令,同时也表示可以执行新的指令了;11、按照上述方法,把所有分支都执行一遍。

三.实验结果和数据处理:测量并画出时钟和时序信号波形,比较它们的相互关系。

波形图:CPU 周期ΦTS1TS2TS3TS4时钟Ф脉冲与TS1、TS2、TS3、TS4脉冲的波形,比较时钟Ф脉冲与TS1、TS2、TS3、TS4脉冲的相互关系:时钟Ф脉冲的一个CPU周期的时间,是TS1、TS2、TS3、TS4脉冲的时间之和,即节拍脉冲把一个CPU周期划分成几个较小的时间间隔。

四.实验结果分析:分析ADD的每条微指令的指令格式和功能:1)PC→AR;PC+1:①指令格式:②功能:根据ABC字段发出的信号,WE=0,读取内存内容,将PC的内容送到地址寄存器中AR,程序计数器加1,做好取下一条机器指令的准备。

2)RAM→BUS;BUS→AR:①指令格式:03000000001110000000000100②功能:根据微地址03,RAM进行读操作,发出存数控制信号,把RAM的内容送到总线上,再送到地址寄存器AR中,程序计数器加1,做好取下一条机器指令的准备。

3)RAM→BUS,BUS→DR2:①指令格式:微地址S3 S2 S1 S0 M CN WE A9 A8A B C UA5 …. UA0 04000000001011000000000101②功能:根据微地址04,RAM进行读操作,发出LDDR2信号,把RAM的内容送到数据总线上,再送到DR2寄存器中,程序计数器加1,做好取下一条机器指令的准备。

4)R0→DR1:①指令格式:微地址S3 S2 S1 S0 M CN WE A9 A8A B C UA5 …. UA0 05000000011010001000000110②功能:根据微地址05,发出RS-B信号,把寄存器R0中的内容送到DR1寄存器中,程序计数器加1,做好取下一条机器指令的准备。

5)DR1+DR2→R0: ①指令格式:微地址S3 S2 S1 S0 M CN WE A9 A8A B C UA5 …. UA0 061001101000000001②功能:根据微地址06,发出ALU-B信号,把DR1和DR2相加,结果放R0寄存器中,回到01微指令。

五.写出掌握了的控制信号的作用:WE控制信号的功能:WE是存储器RAM的写命令信号,WE=1时,RAM进行写操作,WE=0时,RAM进行读操作。

当STEP开关为0时态,一旦按下启动键,运行触发器Cr一直处于1状态,因此时序TS1-TS4将周而复始地发送出去;当STEP为1时,一旦按下启动键,机器便处于单步运行状态,即此次只读一条指令,可以观察微指令的代码与当前微指令的执行结果。

S3,S2,S1,S0,M,Cn控制信号共同起到选择ALU进行哪种运算。

LOAD是PC加1信号,P(1)-P(4)是四个测试判别信号,其功能是根据机器指令及相应微代码进行译码,使微程序输入相应的微地址入口,从而实验微程序的顺序,分支,循环运行。

LDRi控制信号,其功能是根据机器指令来进行三个工作寄存器.R0,R1及R2的选择存入译码。

RS-B,RD-B,RI-B分别为源寄存器选通输出信号,目的寄存器选通输出信号及变址寄存器选通输出信号,其功能是根据机器指令来进行三个工作寄存器R0,R1,R2的选通输出译码。

六.结论:根据实验操作步骤,所得的实验结果与理论值一致。

七.问题与讨论:练习二的实验里在执行ADD指令时,在分支处强置修改分支地址,并且以后每次都强置修改,运行完以后,发现结果是错误的,检查步骤,与同学讨论,分析原因,原来是当微程序不产生分支时,后继微地址直接由微指令的顺序控制字段给出。

当微程序出现分支时,意味着微程序出现条件转移,这时,可通过SE6-SE1强制端去修改微地址寄存器的内容,并按改好的内容读出下一条微指令,然后继续往下执行。

八.实验总结:心得体会:通过该实验让我较好地掌握了微程序控制器的功能,组成知识,微指令格式和各字段功能,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,遇到问题,可以通过实验,分析,讨论,请教老师解决问题,基本达到学习的目的。

问题分析:在实验过程中遇到问题时,首先检查线路是否连接准确,然后再查看步骤,有无漏做或做错的步骤,分析可能出错的原因,与同学讨论,若仍无法解决,就请教老师,请指导老师查看指正。

九.思考题:本次实验共设计了几条指令分别是什么指令答:本次实验共设计了五条指令,分别是IN (输入),ADD(二进制加法),STA(存数),OUT(输出),JMP(无条件转移)。

S3,S2,S1,S0,M,Cn控制信号共同起到什么作用答:S3,S2,S1,S0,M,Cn控制信号共同起到选择ALU进行哪种运算。

写出WE控制信号的功能。

答:WE控制信号的功能:WE是存储器RAM的写命令信号,WE=1时,RAM进行写操作,WE=0时,RAM进行读操作。

字段主要能译出什么信号分别写出来。

答: A字段中,主要是寄存器的打入信号,B字段中主要是寄存器的输出信号,C字段中,主要是测试信号。

UA5-UA0是当前微地址还是后继微地址答:UA5-UA0是当前后继微地址。

06微指令功能是什么06微指令S3,S2,S1,的值为“100101”代表什么运算A字段“001”和B字段“101”分别选中哪个控制信号,信号的功能分别是什么06微指令中UA5-UA0中“000001”代表什么含义答:06微指令功能是将DR1寄存器中的内容和DR2寄存器中的内容相加,结果放R0寄存器中;06微指令S3,S2,S1,S0,M,Cn的值为“100101”代表A加B运算;A字段“001”是选中LDRi控制信号,其功能是根据机器指令来进行三个工作寄存器.R0,R1及R2的选择存入译码,而LDRi在本实验中即为LDR0,表示对寄存器R0的选择存入;B字段“101”选中ALU-B控制信号,ALU-B是输出三态门的控制端,控制运算器的运算结果是否送到数据总线BUS上;06微指令中UA5-UA0中“000001”代表后续微地址01。

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