实验六-微程序控制单元实验上课讲义
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
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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## 微程序控制单元实验### 简介微程序控制单元（Microprogram Control Unit）是计算机组成原理中的一个重要概念。
它是一种基于微指令的控制方式，有效地解决了指令复杂度高、设计难度大的问题。
本篇文档将介绍微程序控制单元的实验原理和方法。
### 实验目的通过本次实验，我们将能够深入了解微程序控制单元的工作原理，理解微程序控制单元在计算机系统中的重要性，并通过实践掌握微程序的设计与编写。
### 实验内容1. 将微指令存储器的内容读入到微程序存储器中；2. 设计微指令的控制信号；3. 实现微程序控制单元的功能；4. 编写测试程序，验证微程序控制单元的正确性。
### 实验步骤#### 第一步：读取微指令存储器内容将微指令存储器中已经设计好的微指令读入到微程序存储器中。
这一步骤可以使用硬件开关、编程方式或者仿真软件进行。
#### 第二步：设计微指令的控制信号根据实验需求，设计微指令的控制信号。
微指令的控制信号包括指令码、操作码、地址码等等，根据具体的实验需求而定。
#### 第三步：实现微程序控制单元的功能将设计好的微指令的控制信号与微程序控制单元进行连接。
确保微程序控制单元能够正确地根据微指令的控制信号来执行相应的操作。
#### 第四步：编写测试程序编写测试程序，验证微程序控制单元的正确性。
测试程序需要覆盖到微程序控制单元的各个功能模块，包含不同类型的指令和操作，以确保微程序控制单元的完整性和鲁棒性。
#### 第五步：测试与调试将编写好的测试程序加载到微程序控制单元中，进行测试和调试。
通过观察微程序控制单元的输出结果，排查可能存在的问题并进行修正，以保证其正确性和稳定性。
### 实验总结通过本次实验，我们深入了解了微程序控制单元的工作原理，并通过实践掌握了微程序的设计与编写。
微程序控制单元的应用可以提高计算机系统的灵活性和可扩展性，同时也降低了整个系统的复杂度和设计难度。
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。
实验六微程序控制单元实验
实验六 微程序控制单元实验一、实验目的1. 熟悉微程序控制器的工作原理。
2. 掌握微程序编制及微指令格式。
二、实验要求按照实验步骤完成实验项目，熟悉微程序的编制、写入、观察运行状态。
三、实验原理⒈ 微程序控制电路微程序控制器的组成见图6-1，其中控制存储器采用4片6116静态存储器 ，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。
微地址寄存器6位，用三片正沿触发的双D 触发器(74)组成，它们带有清零端和置位端。
在不判别测试的情况下，T2时刻打入微地址寄存器的内容即为下一条微指令地址。
当T4时刻进行测试判别时，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，完成地址修改。
⒉ 微指令格式表6-1A 字段B 字段A 、B 二译码字段，分别由6个控制位译码输出多位。
B 段中的PX3、PX2、PX1 三个测试字位。
其功能是根据机器指令及相应微代码进行译码，使微程序转入相应的微地址入口，从而实现微程序的顺序、分支、循环运行。
⒊微程序流程与代码图6-2为几条机器指令对应的参考微程序流程图，将全部微程序按微指令格式变成二进制代码，可得到模型机（一）所例举的8位指令代码。
图6-2微程序流程图四、实验内容（一）微程序的编写为了解决微程序的编写，本装置设有微程序读写命令键，学生可根据微地址和微指令格式将微指令代码以快捷方式写入到微程序控制单元。
具体的操作方法是按动位于本实验装置右中则的红色复位按钮使系统进入初始待令状态。
再按动【增址】命令键使工作方式提示位显示“H”。
微程序存贮器读写的状态标志是：显示器上显示8个数字，左边1、2位显示实验装置的当前状态，左边3、4位显示区域号（区域的分配见表7-2），左边5、6位数字是微存贮单元地址，硬件定义的微地址线是ua0~ua5共6根，因此它的可寻址范围为00H~3FH；右边2位数字是该单元的微程序，光标在第7位与第8位之间，表示等待修改单元内容。
控制器的组成及设计实验--- 微程序控制器实验
控制器的组成及设计实验--- 微程序控制器实验控制器是计算机的核心部件，计算机的所有硬件都是在控制器的控制下，完成程序规定的操作。
控制器的基本功能就是把机器指令转换为按照一定时序控制机器各部件的工作信号，合各部件产生一系列动作，完成指令所规定的任务。
控制器的实现有两大类：硬布线控制和微程序控制。
控制器的基本功能：取指令、分析指令、执行指令、对异常情况及中断请求处理。
控制器有以下基本部分组成：程序计数器（PC）、指令寄存器（IR）、指令译码器（ID）、时序发生器、微操作控制信号形成部件、中断机构、总线控制逻辑。
微程序控制器实验一、实验目的掌握微程序控制器的组成原理及其设计方法。
二、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，完成数据传送和各种处理操作。
实验所用的时序信号为TS1－TS4，由时序电路产生（看第一章）。
微程序控制电路如图3.4－1所示，其中控制存储器采用3片2816的E²PROM，具有掉电保护功能，微命令寄存器18位，用两片8D触发器（273）和一片4D（175）触发器组成。
微地址寄存器6位，用3片正沿触发的双D触发器（74）组成，它们带有清“0”端和预置端。
在不判别测试的情况下，T2时刻打入地址寄存器的内容即为下一条微指令地址。
当T4时刻进行测试判别时，转移逻辑满足条件后输出的负脉冲通过强置端将某一触发器置为“1”状态，完成地址修改。
电路中有一个编程开关，有 3种状态：PROM（编程）、READ（检验）、RUN（运行）。
当开关处于PROM状态时，可根据微地址和微指令格式将微指令二进制代码写入到控制存储器2816中。
当开关处于READ时，可以对写图3.4－1 微程序控制器实验原理图入的控制代码进行验证，判断是不是有错。
当开关处于RUN时，只要给出微程序的入口地址，则可根据微程序流程图自动执行微程序。
微指令格式如图3.4－2所示，有24位字长，其中UA0－UA5为6位后继微地址；A、B、C为3个译码字段，C字段中的P（1）－P（4）是4个测试字位，其功能是根据机器指令及相应微代码进行译码，使微程序转入相应的微程序入口，从而实现微程序的顺序、分支、循环运行，指令译码原理图如第一章中图1-2所示。
微程序控制器实验20页PPT
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
微程序控制器实验
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
微程序控制器实验.ppt
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微程序控制单元实验、指令部件模块实验、时序与启停实验
微程序控制单元实验、指令部件模块实验、时序与启停实验微程序控制单元实验：微程序控制单元是计算机中的一种重要的控制单元，它采用微程序控制方式来实现计算机指令系统的控制。
微程序控制单元实验可以帮助我们了解微程序控制单元的工作原理和实现过程。
具体实验步骤如下：1. 制作微指令表：根据计算机指令系统的要求，编制微指令表。
2. 编写微程序：根据微指令表的要求，编写微程序。
3. 测试微程序：将编写好的微程序加载到微程序存储器中，并对微程序进行测试，确保其功能正常。
4. 部署微程序：将测试通过的微程序部署到微程序控制单元中，并进行整机测试，确保微程序控制单元能够正确地控制整个计算机。
指令部件模块实验：指令部件模块是计算机中的一个重要模块，它负责译码指令并执行相应的操作。
指令部件模块实验可以帮助我们了解指令部件模块的功能和实现过程。
具体实验步骤如下：1. 制作译码表：根据计算机指令系统的要求，编制译码表。
2. 编写指令部件模块：根据译码表的要求，编写指令部件模块。
3. 测试指令部件模块：将编写好的指令部件模块加载到计算机中，并对其进行测试，确保其功能正常。
4. 整机测试：将指令部件模块与其他计算机模块结合起来进行整机测试，确保整个计算机能够正确地工作。
时序与启停实验：时序与启停是计算机中的一个重要模块，它负责计算机各个模块之间的时序关系和控制计算机的启停。
时序与启停实验可以帮助我们了解时序与启停的功能和实现过程。
具体实验步骤如下：1. 编写时序控制程序：根据计算机的时序关系，编写时序控制程序。
2. 编写启停控制程序：根据计算机的启停需求，编写启停控制程序。
3. 测试时序与启停控制程序：将编写好的时序与启停控制程序加载到计算机中，并对其进行测试，确保其功能正常。
4. 整机测试：将时序与启停控制程序与其他计算机模块结合起来进行整机测试，确保整个计算机能够正确地工作。
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实验六 微程序控制单元实验
一、实验目的
1. 熟悉微程序控制器的工作原理。
2. 掌握微程序编制及微指令格式。
二、实验要求
按照实验步骤完成实验项目，熟悉微程序的编制、写入、观察运行状态。
三、实验原理
⒈ 微程序控制电路
微程序控制器的组成见图6-1，其中控制存储器采用4片6116静态存储器 ，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。
微地址寄存器6位，用三片正沿触发的双D 触发器(74)组成，它们带有清零端和置位端。
在不判别测试的情况下，T2时刻打入微地址寄存器的内容即为下一条微指令地址。
当T4时刻进行测试判别时，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，完成地址修改。
⒉ 微指令格式
A 字段
B 字段
A 、
B 二译码字段，分别由6个控制位译码输出多位。
B 段中的PX3、PX2、PX1 三个测试字位。
其功能是根据机器指令及相应微代码进行译码，使微程序转入相应的微地址入口，从而实现微程序的顺序、分支、循环运行。
⒊微程序流程与代码
图6-2为几条机器指令对应的参考微程序流程图，将全部微程序按微指令格式变成二进制代码，可得到模型机（一）所例举的8位指令代码。
图6-2微程序流程图
四、实验内容
（一）微程序的编写
为了解决微程序的编写，本装置设有微程序读写命令键，学生可根据微地址和微指令格式将微指令代码以快捷方式写入到微程序控制单元。
具体的操作方法是按动位于本实验装置右中则的红色复位按钮使系统进入初始待令状态。
再按动【增址】命令键使工作方式提示位显示“H”。
微程序存贮器读写的状态标志是：显示器上显示8个数字，左边1、2位显示实验装置的当前状态，左边3、4位显示区域号（区域的分配见表7-2），左边5、6位数字是微存贮单元地址，硬件定义的微地址线是ua0~ua5共6根，因此它的可寻址范围为
00H~3FH；右边2位数字是该单元的微程序，光标在第7位与第8位之间，表示等待修改单元内容。
表6-2
用【读】命令键可以对微程序存贮器进行检查（读出）或更改（写入）。
对微程序存贮器读写，一般应先按MON，使实验系统进入初始待命状态。
然后输入所要访问的微程序区域地址，再按【读】命令键，实验系统便以该区域的00H作为起始地址，进入微程序存贮器读写状态。
下面举例说明操作规程：
按以上所说明的操作规程，通过键盘在微地址00H单元所对应的四个区域地址分别输入55H，在微地址01H单元所对应的四个区域地址分别输入0AAH。
（二）手动方式下的微地址打入操作
微程序控制器的组成见图6-1，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，在时序节拍的T2时刻将微程序的内容打入微控制寄存器（含下一条微指令地址）。
⑴微地址控制原理
图6-3微地址控制原理图
⑵微地址控制单元的实验连接
图6-4实验连线示意图
按图6-5所示，连接实验电路：
①总线接口连接：用8芯扁平线连接图6-4中所有标明“”或“”图案
的总线接口。
②时钟信号“”连接：用双头实验导线连接图7-4中所有标明“”图案的插
孔
（注：Dais-CMH的时钟信号已作内部连接）。
⑶微地址的打入操作
在“L”状态下，首先令SW-B=0，然后向数据开关置数，再按【单步】键，在机器周期的T2时刻把数据开关的内容打入微地址锁存器。
实验步骤如下：
注：【单步】键的功能是启动时序电路产生T1~T4四拍单周期脉冲
⑷微地址的修改与转移
按图6-3所示，微地址锁存器的置位端R受CE5~CE0控制，当测试信号CE5~CE0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。
按微程序流程图6-2所示的微控制流程，对指令译码寄存器IR分别打入微控制流程定义的操作码20H、40H、60H、80H、0A0H，然后打入流程图定义的基地址08H，按【单步】键，在机器周期T4节拍按微控制流程对IR指令寄存器的内容进行测试和判别，使后续微地址转向与操作码相对应的微程序入口地址。
举例操作如下：
①当IR寄存器为20H、微地址为08H，按【单步】键后微地址为09H。
②当IR寄存器为60H、微地址为08H，按【单步】键后微地址为0BH。
注：【单步】键的功能是启动时序电路产生T1~T4四拍单周期脉冲
五、实验思考题
思考题6.1：本次实验采用的控制存储器芯片属于何种类型的存储器？控制存储器的单元数与字长分别为多少？本机采用的微指令格式如何？IN，ADD，STA，OUT，JMP 指令对应的微程序的长度分别是多少？。