计算机组成原理--实验七--脱机方式下微代码装入与执行实验
计算机组成原理实验报告 微程序控制单元实验(整理).pptx
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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学海无涯
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
学海无 涯
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
计算机组成原理和汇编语言实验内容
实验3：数据运算、逻辑运算、移位指令
在调试环境下熟悉指令功能：Fra bibliotek1. MUL、IMUL指令 2. DIV、IDIV指令 3. AND 、OR 、XOR 、NOT指令 4. TEST指令
实验4：分支程序设计
调试教材132页例题4.3.21
实验5：循环程序设计
实验6：子程序设计
实验7：综合程序设计
实验8：输入输出与中断程序设计
实验9：8253定时器应用
实验10：8255综合接口实验
实验2：数据传送/比较大小/多字节加 减
要求：编写完整源程序；调试运行；使用调试工具 “-d”命令查看运行结果。
具体编写程序内容：
程序一（数据传送）：数据段中以mem1为起始地址的50 个字节数据依次传送到数据段以mem2为起始地址的连续 字节存储单元。
程序二（比较大小）：在20个数中找出最大的数及最小的 数，并将其存放在MAX单元和MIN单元中。
实验1：汇编语言运行环境及调试命令
要求：
1. 安装Masm for Windows 集成实验环境 2. 熟悉汇编语言程序调试过程 3. 掌握常用DEBUG(调试)命令 4. 熟悉常用DOS调用过程与方法
具体内容：
1. 调试教材例题4.1.1 2. 调试教材例题6.1.1 3. 使用XLAT等指令实现查ASCII表
计算机组成原理与汇编 语言程序设计
上机实习内容
上机实习内容安排
实验一：汇编语言运行环境及调试命令 实验二：数据传送、比较大小、多字节加减 实验三：数据运算、逻辑运算、移位 实验四：分支程序设计 实验五：循环程序设计 实验六：子程序设计 实验七：综合程序设计 实验八：输入输出与中断*（视情况开设） 实验九：8253定时器应用*（视情况开设） 实验十：8255综合接口实验*（视情况开设）
计算机组成原理实验报告
实验一：脱机运算器实验实验目的：了解AM2901运算器的功能与用法，2片AM2901的级连方式，深化运算器部件的组成、设计、控制与使用等知识。
实验仪器：TEC-2000实验仪实验原理：脱机运算器实验，是让运算器从教学计算机整机中脱离出来，此时它的全部控制与操作均需通过两个12位的微型开关来完成，这就不能执行指令，只能通过开头、按键控制教学机的运算器完成指定的运算功能，并通过指示灯观察运算结果。
实验内容：1、将教学机左下方的5个拨动开关置为1XX10（单步、8位、脱机）；先按RESET 按键，再按START按键，进行初始化。
2、按下表所列操作在8位机上进行运算器脱机实验，结果如表所示。
其中D1取为01H，D2取为10H；通过两个12位的红色微型开关向运算器提供控制倍，通过8位数据开关向运算器提供数据（高8位的数据开结果分析：由结果可知，只要按AM2901芯片功能给出其相应的控制信号，即可完成相应的功能。
另AM2901操作周期如下：A、B口数据锁存通用寄存器接收即在下降沿时，A、B口数据锁存器锁存数据，在低电平时通用寄存器接收数据，因此在压START前，ALU输出为结果，压START后，产生高电平到低电平的变化，此时ALU输出的结果存入通用寄存器中，而ALU则输出操作再次被执行的结果，但该结果没有存入通用寄存器中，则下次操作时使用的寄存器值为存入值（表中表现为压START前值）。
实验结论：通过此项实验使我们了解了AM2901运算器的功能与用法，熟悉了2片AM2901的级连方式，以及深化运算器部件的组成、设计、控制与使用等知识，让我们加深了对AM2901运算器各项特性的认知程度。
实验二：控制器部件教学实验实验目的：通过教学计算机中已经设计好并正常运行的几条典型指令的功能、格式和执行流程后，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。
达到以下目的：1、理解计算机控制器的功能、组成知识2、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、指令分类等建立总体概念4、学习组合逻辑控制器的设计过程和相关技术实验仪器：TEC-2000教学计算机实验原理：控制器设计是学习计算机总体组成的设计的重要部分，要在TEC-2000教学机上完成实验，要了解以下内容：1、TEC-2000的功能部件及其连接关系；2、TEC-2000的每个功能部件的功能和控制其运行办法；3、TEC-2000支持的指令格式和指令执行流程分组情况；4、TEC-2000中已经设计并正常运行的各类指令的功能、格式和执行流程，也包括控制器设计与实现中的具体线路和控制信号的组成；5、自己要实现的指令格式、功能、执行流程设计中必须遵从的约束条件。
计组实验报告6
2.微指令格式
表7-1-1
M25
M24
M23
M22
M21
中断
M19
M18
M17
M16
M15
M14
M13
M12
M11
M10
M9
M8
C
B
A
AR
保留位
PX3
A9
A8
CE
LOAD
CN
M
S0
S1
S2
S3
PX2
LDAR
M7
M6
M5
M4
M3
M2
8
7
6
5
4
3
M1
M0
LDPC
LDIR
LDDR2
LDDR1
LDR0
WE
UA0
【读】
C
N
0
3
0
0
X
X
按【读】命令键，进入微程序读状态，左边第3位
起显示03（区域号）、00（微地址）、XX（该微程序单元的内容），光标闪动移至第7位
55
C
N
0
3
0
0
5
5
按55H键，将内容写入03区域00H单元
计算机组成原理实验报告微程序控制器实验
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) 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3.2中某个要写的微地址；D.在MK24-MK1开关上置表3.2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3.2的每一行写入E2PROM 2816。
《计算机组成原理实验》教学大纲(信息)
《计算机组成结构实验》教学大纲(Experiments of Computer Orgnaization)一、基本信息课程代码：学分：1总学时：28适用对象：计算机科学与技术专业先修课程：无二、课程性质、教学目的和要求（一）课程性质和目的《计算机组成结构实验》是为配合《计算机组成结构原理》课程的教学而开设的独立实验课程，主要培养学生在计算机组成方面的基本知识，了解模型机的设计、调试与分析。
通过本实验大纲所安排的实验内容，使学生能更好地理解和掌握计算机组成结构的工作原理、内部各单元的工作过程和涉及的相应技术，锻炼学生的动手能力以及一定的简单计算机设计能力。
（二）教学方法和手段《计算机组成结构实验》课程的教学方式包括课堂教学、课堂实验、实验考核和实验报告四部分。
课堂教学部分教师可采用多媒体教学展示及现场操作演示两种方式开展。
课堂实验部分学生独立实验，根据实验目的及要求开展实验活动。
实验考核部分由教师根据实验目的检查学生的实验结果，进行实际测评。
实验报告部分由学生递交详细实验报告，记录实验过程、心得体会、所遇到的问题及解决问题的过程。
（三）教学安排及实验环境学时数：28学时学时安排：实验一～实验八每个实验2学时。
实验九～实验十一每个实验4学时。
所有教学课程均在计算机组成实验室开展。
三、教学内容及学时分配实验一实验台基本操作（2学时）（一）目的1、了解实验台基本结构，熟悉实验台连线的识别、实验台控制信号标识规则。
2、掌握实验基本操作方法，为以后的实验作技术准备。
（二）内容1、熟悉实验台各个组成部分。
2、把输入开关上的数据送总线。
3、把总线上的数据输出到输出部件。
实验二算术逻辑运算实验（2学时）（一）目的1、了解运算器芯片（74LS181）的逻辑功能。
2、掌握运算器数据的载入、读取方法，掌握运算器工作模式的设置。
3、观察在不同工作模式下数据运算的规则。
（二）内容1、完成运算器的数据传输操作。
2、验证运算器的各项运算功能。
计算机组成原理微程序控制单元实验报告
姓名学号班级******************年级指导教师《计算机组成原理》实验报告实验名称微程序控制单元实验、指令部件模块实验、时序与启停实验实验室实验日期实验七微程序控制单元实验一、实验目的⒈ 掌握时序产生器的组成方式。
⒉ 熟悉微程序控制器的原理。
⒊ 掌握微程序编制及微指令格式。
二、实验原理图7-7-1图 7-7-4 微地址控制原理图微程序控制单元实验原理就是人为的给出一条微指令的地址，人为的去打开测试开关，观察机器怎么运行，打个比方就是我要你执行我下的某条命令，我先告诉你命令写在哪页纸上，你找到纸后，分析命令是什么之后再去执行。
观察机器微程序控制器的组成见图7-1-1 ，微地址的打入操作就是由操作者给出一条微指令的地址（同上面的例子就是仅仅告诉你我让你跑的这条命令写在哪页纸上，而没有告诉你命令的具体内容），不需要做测试去判断这是什么指令，所以由图7-7-1 ，其中微命令寄存器 32 位，用三片 8D 触发器 (273) 和一片 4D(175) 触发器组成。
它们的清零端由CLR来控制微控制器的清零。
它们的触发端CK接 T2，不做测试时 T2 发出时钟信号，将微程序的内容打入微控制寄存器（含下一条微指令地址）。
打入了微指令的地址（即告诉你命令在哪页纸上，此时你需要先找到这页纸并判断命令是叫你做什么，然后执行），进行测试，T4 发出时钟信号，转移逻辑满足条件后输出的负脉冲通过置位端将某一触发器输出端置为“1”状态，按图 7-7-4 所示，微地址锁存器的置位端R 受 SE5~SE0控制，当测试信号 SE5~SE0输出负脉冲时，通过锁存器置位端R将某一锁存器的输出端强行置“1”，实现微地址的修改与转移，此时的地址指的是指令的操作码的地址（即你已经知道命令是跑，此时做的是跑的行为）。
再由数据开关置入微地址的值，再做测试，再跳到指令的操作码的地址准备开始执行指令，这就是微程序控制单元实验的原理。
三、实验连线连接图或“图 7-2-27-2-2 中的 B1、 B7、 B10、 B15，用双头实验导线连接上图中所有标明“”图案的插孔（注：Dais-CMH 的时钟信号以作内部连接）。
合肥工业大学计算机组成原理实验报告(DOC)
实验一基本运算器实验一、实验目的了解运算器的组成结构；掌握运算器的工作原理。
二、实验内容1、连线说明：如果EXEC键上方指示灯不亮，请按一次EXEC键，点亮指示灯，表示实验仪在运行状态。
3、给暂存器A赋初值（1）拨动开关区单元的K7..K0开关，形成二进制数01011000（或其它值）；指示灯亮，表示该位是‘1’，灭为‘0’。
（2）拨动开关区单元K15(wA)、K14(wB)、K13(rALU)、K12(CN_I)开关，赋wA=0（允许写A）、wB=1（禁止写B）、rALU=1(不允许ALU输出)、CN_I=0，按CON单元的STEP按键一次,产生一个T1的下降沿，将二进制数01011000写入暂存器A中，ALU单元的A_7…A_0LED 上显示A中的值4、给暂存器B赋初值（1）拨动开关区单元的K7..K0开关，形成二进制数10101011（或其它值）。
（2）赋wA=1（禁止写A）、wB=0（允许写B）、rALU=1(不允许ALU输出)、CN_I=0，按CON单元的STEP按键一次,产生一个T2的下降沿，将二进制数10101011写入暂存器B 中，ALU单元的R_7…R_0LED上显示B中的值5T3节拍，当rALU(K13)=0，如果S3S2S1S0的值是0000时，T2、T3节拍时，允许ALU结果输出；S3S2S1S0的值是其它数值，T3节拍时，允许ALU结果输出，显示于扩展区的二位数码管、DS94..DS101的LED上。
6、根据后边的“运算结果表”，改变K20（S0）、K21（S1）、K22（S2）、K23（S3）、K12（CN_I）的值，观察并记录运算器的输出。
例如：S0=0，S1=0，S2=0，S3=0，ALU的D7_D0 = 58H；FC、FZ、FS、I不变。
注意：只有按CON单元的STEP按键一次，产生一个T3的下降沿，ALU才将标志位FC、FZ、FS、I写入标志寄存器PSW中，才能在ALU单元的FZ、FC、FS、I指示灯上看到结果。
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实验七脱机方式下微代码装入与执行实
验
一、实验目的
（1）通过微程序的编制、装入、执行，验证微程序控制的工作方法。
（2）观察微程序的运行过程，未进行简单模型计算机实验作准备。
二、实验原理
（1）时序信号
（2）指令与微指令周期
（3）机器指令与机器指令周期
（4）微程序控制器逻辑结构
（5）微程令流程分析
（6）微程令译码分析
三、实验过程
（1）连线
①把时钟单元（CLOCK UNIT）的T1-T4接到微程序控制单元（MAIN
CONTROL UNIT）的T1-T4。
用另一根线把时钟单元（CLOCK UNIT）的T4接到微程序控制单元（MAIN CONTRO UNIR）的T4。
②把手动控制开关单元（MANUAL UNIT）的MA6-MA0接到微程序
控制单元（MAIN CONTROL UNIT）的MA6-MA0。
（2）写入伪代码操作过程
①拨动一下开关，即实现“1—0—1”，产生一个清除脉冲，使微
程序控制单元（MAIN CONTROL UNIT）初始化。
②把微程序控制单元（MAIN CONTROL UNIT）右上角的编程开关置
于“READ”状态
③把时钟单元（CLOCK UNIT）的RUN/STEP开关置于“STEP”状态。
④在手动控制单元（MANUAL UNIT）的MA6-MA0开关上拨入微控
制存储器地址开关MA6—MA0，按表2-15从00H开始。
⑤在微程序控制单元（MAIN CONTROL UNIT）的微指令代码开关
MK23-MK0上按表2-15的内容拨入24位的微指令，微指令代码显示灯上显示拨入的微指令代码。
⑥按动时钟单元（CLOCK UNIT）的“START”按键，产生一组时序信
号（T1—T4），作用是把微指令代码开关MK23-MK0上的24位的微指令代码希尔与MA6—MA0指定的微程序控制存储器（2816）单元中，并显示MA6—MA0微程序控制存储器地址。
⑦把MA6—MA0开关上微控至存储器地址加1，变成01H，
02H，………，重复上面第（5）、第（6）两步直接把表2-15中微指令代码全部写入微程序控制储存器（2816）中。
（3）校验微代码操作过程
①拨动一下开关，即实现“1—0—1”，产生一个清除脉冲，使微
程序控制单元（MAIN CONTROL UNIT）初始化。
②把微程序控制单元（MAIN CONTROL UNIT）右上角的编程开关置
于“READ”状态，确保RUN/STEP开关置于“STEP”状态。
③在手动控制单元（MANUAL UNIT）的MA6—MA0开关上拨入微程
序控制存储器地址，从00H开始。
④按动时钟单元（CLOCK UNIT）的“START”按键，产生一组时序信
号T1—T4，作用是将MA6—MA0指定的微程序控制存储器(2816)单元的微代码读出，显示在相应的24位微代码显示灯上，，同时显示MA6—MA0微程序控制存储器地址。
⑤与表2-15的微程序代码进行比较，若相同，把MA6—MA0开关
上的微控制存储内地址加1，变成01H，02H…，反复执行上面第（4）步操作再次读出验证，直至检查完表2-15中全部微程序代码为止。
⑥比较后若不同，立即把微程序控制单元（MAIN CONTROL UNIT）
右上角的编程开关置于“PROG”状态，执行写入微代码操作过程的第（5）、第（6）这两步操作，写入正确微代码，然后马上把编程开关置于“READ”状态，执行上面第（4）步操作再次读出验证，直至检查完表2-15中全部微程序代码为止。
（4）单步执行微代码操作过程
①拨动一下开关，即实现“1—0—1”，产生一个清除脉冲，使微
程序控制单元（MAIN CONTROL UNIT）初始化。
②把微程序控制单元（MAIN CONTROL UNIT）右上角的编程开关置
于“READ”状态，确保时钟单元（CLOCK UNIT）的RUN/STEP开关置于“STEP”状态。
③把微程序控制存储器地址开关MA6—MA0拨成0110000（30H），
这是机器指令IN（输入数据）的微程序入口地址。
④按动时钟单元（CLOCK UNIT）的“START”按键产生一组时序信号
（T1—T4），读出机器指令IN（输入数据）的微程序代码。
⑤把微程序控制单元（MAIN CONTROL UNIT）右上角的编程开关置
于“RUN”状态，这时微程序控制器地址显示灯MA6—MA0和微指令代码显示灯MD23—MD0指示正在执行的微地址和微代码。
⑥反复按动“START”按键，可观察到与机器指令IN（输入数据）对
应的微程序中每条微指令的地址码和控制码，地址码体现了微程序的流向，控制码体现了每条微指令的控制动作。
⑦用不同的微程序入口反复做第（1）—（6）步的操作，可观察到
不同机器指令的微程序流向和控制码，表2-15中有5条机器指令的微程序代码，表2-19是这些机器指令的助记符、指令功能和相应的微程序入口地址。
表2-19 简单模型计算机机器指令表
（5）连续执行微代码操作过程
①拨动一下CLR开关，即实现“1-0-1”，产生一个清除脉冲，使微程
序控制单元（MAIN CONTROL UNIT）初始化。
②把时钟单元（CLOCK UNIT）的RUN/STEP开关置于“RUN”状态，
确保微程序控制单元（MAIN CONTROL UNIT）右上角的编程开关处于“RUN”状态。
③把微程序控制存储器地址开关MA6-MA0拨成00H，使微程序从
00H开始运行。
④按动时钟单元（CLOCK UNIT）的“START”按键，启动连续发送时
序信号T1-T4，连续执行微指令代码，这时微地址显示灯MA6-MA0和微代码显示灯MD23-M0 连续闪烁，当前正在执行的微程序控制存储器地址和微指令代码以很快的速度显示。
⑤片刻之后把时钟单元（CLOCK UNIT）的RUN/STEP开关置于“STEP”
状态，停止微程序的执行。
四、结果与总结
记录实验过程中的情况和原始数据
把单步执行表2-19过程中微地址的变化情况记录在表2-20中，从中可看出微程序的流向变化。
表2-20 实验七结果记录。