计算机组成原理实验_微控制器报告方案.docVIP

计算机组成原理实验报告 题目： 微程序控制器实验 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) 掌握微指令的编制、写入、观察微程序的运行 实验设备 PC机一台，TD—CM3+实验系统一套。 实验内容及要求： 实验原理： 微程序控制电路与微指令格式 (A) 微程序控制电路 微程序控制器的组成见图10，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(74273)和一片4D(74175)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(7474)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强置端将某一触发器置为“1”状态，完成地址修改。 在该实验电路中设有一个编程开关(位于实验板右上方)，它具有三种状态：PROM (编程)、READ(校验)、RUN(运行)。当处于“编程状态”时，实验者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。当处于“校验状态”时，可以对写入控制存储器中的二进制代码进行验证，从而可以判断写入的二进制代码是否正确。当处于“运行状态”时，只要给出微程序的入口微地址，则可根据微程序流程图自动执行微程序。图中微地址寄存器输出端增加了一组三态门，目的是隔离触发器的输出，增加抗干扰能力，并用来驱动微地址显示灯。 微程序控制器原理图 图10 (B) 微指令格式 微指令字长共24位，其控制位顺序如图所示。 23 22 21 20 19 18~15 14~12 11~9 8~6 5~0 M23 M22 WR RD IOM S3~S0 A字段 B字段 C字段 MA5~MA0 图11 微指令格式 A字段 B字段 14 13 12 选择 /0 0 0 NOP 0 0 1 LDA 0 1 0 LDB 0 1 1 LDR0 1 0 0 保留 1 0 1 保留 1 1 0 保留 1 1 1 LDIR 11 10 9 选择 0 0 0 NOP 0 0 1 ALU-B 0 1 0 R0-B 0 1 1 保留 1 0 0 保留 1 0 1 保留 1 1 0 保留 1 1 1 保留 8 7 6 选择 0 0 0 NOP 0 0 1 P1 0 1 0 保留 0 1 1 保留 1 0 0 保留 1 0 1 保留 1 1 0 保留 1 1 1 保留 C字段 MA5--MA0为6位的后续微地址，A，B，C为三个译码字段，分别由三个控制位译码出多个微命令。C字段中的P(1)是测试字位。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，。图中I7一I2为指令寄存器的第7--2位输出，SE5—SE0为微程序控制器单元微地址锁存器的强置端输出。 (C)二进制代码表 二进制微代码表 地址 十六进制 高五位 S3~S0 A字段 B字段 C字段 MA5-MA0 00 00 00 01 00000 0000 000 000 000 000001 01 00 70 70 00000 0000 111 000 001 110000 04 00 24 05 00000 0000 010 010 000 000101 05 04 B2 01 00000 1001 011 001 000 000001 30 00 14 04 00000 0000 001 010 000 000100 32 18 30 01 00011 0000 011 000 000 000001 33 28 04 01 00101 0000 000 010 000 000001 35 00 00 35 00000 0000 000 000 000 110101 将全部微程序按照指令格式变成二进制微代码 可得上表 实验内容 按照实验接线图连接好实验线路，并且检查线路，确保无误。 对微控器的读写操作（1）手动读写 （2）联机读写 3.运行微程序（1）本机运行 （2）联机运行 这次实验安排了四条机器指令，分别为 ADD（0000 0000）、IN（0010 0000）、OUT（0011 0000）