计算机组成原理实验报告微程序控制器实验

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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。

微程序控制器实验报告

微程序控制器实验报告

计算机组成原理实验及课程设计报告书系别:计算机系专业:计算机科学与技术课程:计算机组成原理指导教师:实验人:班级:实验时间:2009.5.28-2009.6.7 编制时间:2009.6.14微程序控制器实验报告(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 等命令)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. 深入的学习计算机各类典型指令的执行流程;3. 对指令的格式、寻址方式、指令系统、指令分类等建立具体的总体的概念;4. 学习微程序控制器的设计工程和相关技术。

(二)实验过程 RCL 指令 一、指令设计a)指令格式及功能:汇编格式: RCL DR机器指令: 00101010 00000000功能:带进位C 循环左移,最高位移入C ,C 移入最低位 b)指令流程图:c)控制信号表: MAPROM MP1 MP2 MP3MP4MP5 MP6 MP7 微指下指CI 3-0 SCC 3-0 0 /MR/W 0 I 2-0 SA I 8-6 SB I 5-3 B 口 A 口 0 SST SSHSCI DC2 DC1 50H 01H30H43H78H00H64H00H说明:把地址位2AH 单元内容修改为50H ,实现译码,找到为程序的入口地址。

二、实验操作:修改MAPROM 和控存 a)MAPROM 的修改:1、 试验箱断电2、取下M APROM ,插入扩展槽,连片选信号(6000H-7FFFH )3、试验箱开电,PC 机开机4、设置试验机工作模式为:连续、内存区、组合逻辑、16位、联机5、运行PCEC16,进行PC 机与试验箱联机取地址带进位C 循环左移6、>E 602BXXXX: 0050提示:修改完之后检查是否破坏了基本指令内存。

计算机组成原理课程实习报告 流水微程序控制器

计算机组成原理课程实习报告  流水微程序控制器

目录1.实习的目的和任务 (1)1.1目的 (1)1.2任务 (1)2.实习要求 (1)3.实习地点 (1)4.主要仪器设备 (1)5.实习内容 (1)5.1计算机整机 (1)5.2计算机外设 (2)5.3流水型微程序控制器的设计与调试 (2)5.3.1实验原理 (2)5.3.2 CPLD设计程序 (7)5.3.3实验步骤 (7)5.3.4调试 (10)5.3.5性能分析对比 (10)6.问题讨论与分析 (10)7.结束语 (11)参考文献 (11)计算机组成原理课程实习1.实习的目的和任务1.1目的进一步融会贯通教材内容,掌握计算机各功能模块的工作原理、相互联系和来龙去脉,完整地建立计算机整机概念;激发学生的学习热情和主动性,培养学生的独立工作能力,在实践活动中,将所知识综合运用,增长才干,并积累经验;培养严谨的科研作风,使学生利用先修课和计算机组成原理课程的理论知识和实验技能,在该课程所涉及的工程技术范围内,创造性地完成部件及系统的分析、设计、组装和调试,进一步加强实验技能的训练。

1.3任务(1)分析计算机整机系统;分析计算机外设与主机的关系。

(2)在基本模型机的基础上,进一步将其构成一台具有流水功能的模型机。

(3)学习掌握流水微程序控制器的设计原理。

2.实习要求(1)按照实习要求完成相应的实习任务;(2)实现实习目的;(3)完成实习报告。

3.实习地点田家炳4044.主要仪器设备(实验用的软硬件环境)(1)ZY15CompSys12BB计算机组成原理及系统结构实验箱一台(2)排线若干(3)PC机一台5.实习内容5.1计算机整机计算机系统是一个由硬件、软件组成的多层次结构,它通常由微程序级、一般机器级、操作系统级、高级语言级组成,每一级上都能进行程序设计,且得到下面各级的支持。

计算机的硬件是由有形的电子器件等构成的,它包括运算器、存储器(硬盘、U盘、移动硬盘等)、控制器、适配器、输入输出设备(键盘、鼠标器、激光印字机等)。

计组实验报告6

计组实验报告6
微程序控制器的组成见图7-1,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。
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

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报告三微程序控制器实验

计算机组成原理实验报告三微程序控制器实验

微程序控制器实验报告一、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单元实验报告

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)。

计算机组成原理微程序控制器

计算机组成原理微程序控制器

任课教师:张芳、许建龙《计算机组成原理》(2013-2014学年第2学期)实验报告学号:姓名:班级:微程序控制器实验报告一、实验目的:1)了解TEC-2机控制器部件的组成2)熟练掌握56位微指令中各字段的含义3)可以通过微码自己用监控程序编程序,实现两数相加和相减,以及更复杂的操作二、实验仪器:主机一台三、简要原理:1.TEC-2机的控制器部件的组成TEC-2机控制器部件的关键内容包括:(1)由7片LS6116随机读写存储器芯片组成的56位字长的微程序控制存储器,用于存放TEC-2机的微程序。

其内容在刚加电时不定,加电后将首先从2片ROM(LS2716芯片)中读出固化的、用于实现53条机器指令的微程序,经组织后写入这一控制存储器,这一过程称为装入微码。

装入完成后,将从监控程序的零地址执行指令,完成TEC-2机的启动过程。

这之后,还可以用LDMC指令按规定的办法向控制存储器写入新的微程序,以实现新的机器指令。

从简化逻辑框图上可以看到,控制存储器的地址为μRA9~μRA0,读出的信息送微指令流水线寄存器PLR。

(2)微指令寄存器PLR由7片8位的寄存器芯片(6片LS374和1片LS273)组成,用于存放当前微指令的内容,更具体的说明将在后面给出。

(3)微程序定序器AM2910芯片(其内部结构、引脚信号和运行原理等稍候详细说明),是微程序控制器中非常关键、也是稍微难懂一点的部分。

在学习中要正确理解。

它的核心功能是依据机器的运行状态与当前微指令的有关内容等,正确地形成下一条微指令的地址,以保证微程序按要求的微指令序列关系自动地逐条衔接执行。

(4)程序计数器PC和当前指令地址寄存器IP,是用运算器通用寄存器组中的两个选定的寄存器R5和R6实现的,这在图上见不到。

(5)指令寄存器IR,用于存放当前正在执行的指令内容。

(6)为AM2910提供输入地址信号的配套线路,包括:①由两片LS2716 ROM芯片组成的MAPROM,它将指令寄存器中的操作码转换成一段微程序的入口地址;②由l片LS125和1片LS244组成的接收内部总线的IB9~IB0信号的选择门电路,它把由水平板上的开关提供的微指令地址送AM2910的地址输入端;③由1片LS125和微指令寄存器的PLR55~48组成的一组地址输入,把当前微指令中的后续地址B55~46送入AM2910的地址输入端;请注意,1片LS125(共4位独立的输入和输出端)分成两组(每组两位)分别用于②和③两项用途。

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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①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①,TS1,TS2,TS3,TS4信号的方法如下:⑴ 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①插座,即可测出时钟①的波形。

(6)探头一端接实验仪左上角的CH2另一端接STATBJNIT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STATBJNIT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PRO(编程)状态;B.将实验板上STATRNIT中的STEP置为STEF状态,STOP S为RUN犬态,SWITCHJNIT中CLR开关置为1状态;C.在右上角的SWITCH UNI冲UA5-UA(开关上置表3.2中某个要写的微地址;D.在MK24-MK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 281。

6③ 校验A.将编程开关置为REA(校验)状态;B.保持STEP,STOP,CL开关状态不变,将实验板上STATEJNIT中的STEP置为STEP犬态,STOP S为RUN犬态,SWITCH UNIT中CLR开关置为1状态;C.在开关UA5-UA(上按表3.2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-MD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3.2的每一行从UPROM 281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-BU”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丁变为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);& 在UA5-UA0丁变为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丁从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丁为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丁会变为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丁为000001时,按动一下START键UA5-UA0丁会变为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STRATO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①TS1TS2TS3TS4 _________________________________ __________________时钟①脉冲与TS1、TS2 TS3 TS4脉冲的波形,比较时钟①脉冲与TS1、TS2 TS3 TS4 脉冲的相互关系:时钟①脉冲的一个CPL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CPL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) PSAR;PC+1①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;BU&AR:①指令格式:②功能:根据微地址03, RAM进行读操作,发出存数控制信号,把RAM勺内容送到总线上,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) RAMk BUS,BUS>DR2:①指令格式:②功能:根据微地址04, RAM进行读操作,发出LDDR2信号,把RAM勺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:②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+DR禺R0:①指令格式:②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:WR空制信号的功能:WE是存储器RAM的写命令信号,WE二时,RAM进行写操作,WE=0寸,RAM1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空制信号的功能。

答:WE空制信号的功能:WE是存储器RAM的写命令信号,WE二时,RAMS行写操作,WE=(时,RAM进行读操作。

A.B.C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-UA(是当前微地址还是后继微地址?答:UA5-UA(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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