計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告 微程序控制單元實(shí)驗(yàn)[稻谷書(shū)苑]

1、西華大學(xué)數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱(chēng)：計(jì)算機(jī)組成原理年級(jí)：2011級(jí)實(shí)驗(yàn)成績(jī)：指導(dǎo)教師：祝昌宇姓名：蔣俊實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)：微程序控制單元實(shí)驗(yàn)學(xué)號(hào)：312011080611118實(shí)驗(yàn)日期：2013-12-15一、目的1熟悉微程序控制器的原理2掌握微程序編制、寫(xiě)入并觀察運(yùn)行狀態(tài)二、實(shí)驗(yàn)原理（1）微程序控制單元的構(gòu)成8位微地址寄存器由2片74LS161組成；3片6264為微程序存儲(chǔ)器；24位微程序鎖存器由3片74LS374組成。如圖 1圖1 微程序控制單元布局圖 （2）微程序控制單元原理1 由于本系統(tǒng)中指令系統(tǒng)規(guī)模不大、功能較簡(jiǎn)單，微指令可以采用全水平、不編碼的方式，每一個(gè)微操作信號(hào)由1位微代碼來(lái)表示，

2、24位微代碼至少可表示24個(gè)不同的微操作控制信號(hào)。如要實(shí)現(xiàn)更多復(fù)雜的操作可通過(guò)增加一些譯碼電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。2 增量方式來(lái)控制微代碼的運(yùn)行順序，每一條指令的微程序連續(xù)存放在微指令存儲(chǔ)器連續(xù)的單元中。3 每一指令的微程序的入口地址是通過(guò)對(duì)指令操作碼的編碼來(lái)形成的。在本系統(tǒng)指令碼最長(zhǎng)為8位，那么最多可形成256條指令。4 在微程序存儲(chǔ)器的0單元存放取指指令，在啟動(dòng)時(shí)微地址寄存器清0，執(zhí)行取指指令。5 每一段微程序都以取指指令結(jié)束，以取得下一條指令。6 在本系統(tǒng)內(nèi)，MLD為置微地址的控制信號(hào)，MCK為工作脈沖。當(dāng)MLD0、MCK有上升沿時(shí)，把MD0MD7的值作為微程序的地址，打入微地址寄存器。當(dāng)MLD1、

3、MCK有上升沿時(shí)，微地址計(jì)數(shù)器自動(dòng)加1。圖2 微程序控制單元原理圖三、使用環(huán)境計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)箱四、實(shí)驗(yàn)步驟（一）準(zhǔn)備工作1 將MD0MD7、MLD接入二進(jìn)制開(kāi)關(guān)上，將MCK、MOCK分別接入脈沖單元上的PLS1、PLS2上。請(qǐng)按下表接線信號(hào)定義接入開(kāi)關(guān)位號(hào)MCKPLS1孔MOCKPLS 2孔MD0H0孔MD1H1孔MD2H2孔MD3H3孔MD4H4孔MD5H5孔MD6H6孔MD7H7孔MLDH23孔2 啟停單元中的停止按鈕，置實(shí)驗(yàn)機(jī)為停機(jī)狀態(tài)。通過(guò)鍵盤(pán)把數(shù)據(jù)寫(xiě)入微程序存儲(chǔ)器中，例如微地址0H中輸入11H、11H、11H三個(gè)字節(jié)，在05H中輸入55H、55H、55H三個(gè)字節(jié)，在06H中輸入6

4、6H、66H、66H三個(gè)字節(jié)。鍵盤(pán)監(jiān)控輸入方法詳情可參見(jiàn)附錄一。3 鍵盤(pán)監(jiān)控輸入方法如下：a) 按鍵盤(pán)任意鍵進(jìn)入鍵盤(pán)監(jiān)控狀態(tài)b) 自主菜單下選擇“1”屏幕上顯示：ADDRMICROCODE 00 xx xx xx光標(biāo)定位在地址處，按“TAB”鍵在地址與微代碼之間切換，在光標(biāo)所在處，按數(shù)字鍵即可對(duì)地址或者微代碼進(jìn)行修改；按“LAST”鍵，修改后的微指令寫(xiě)入相應(yīng)單元后，地址減1；按“NEXT”鍵或者“ENTER”鍵，修改后的微指令寫(xiě)入相應(yīng)單元后，地址加1。c) 此處則應(yīng)按“TAB”鍵切換到微代碼處，輸入11H、11H、11H三個(gè)字節(jié)，完畢后按“NEXT”鍵，直到地址為05H，相同方法輸入55H、5

5、5H、55H三個(gè)字節(jié)，完畢后按“NEXT”鍵，在地址06H處輸入66H、66H、66H三個(gè)字節(jié)，完畢后按“ENTER”鍵。輸入完畢。（二）微地址打入操作1 按啟停單元中的停止按鈕，置實(shí)驗(yàn)機(jī)為停機(jī)狀態(tài)，此時(shí)微地址寄存器被請(qǐng)零。2 按啟停單元中的運(yùn)行按鈕，置實(shí)驗(yàn)機(jī)為運(yùn)行狀態(tài)。此時(shí)微程序存儲(chǔ)器為讀狀態(tài)，微地址寄存器（74LS161）確定了當(dāng)前微程序存儲(chǔ)器的地址，并且輸出24位微操作（M0M23）。3 按脈沖單元中的PLS2脈沖按鍵，在MOCK上產(chǎn)生一個(gè)上升沿，把當(dāng)前微程序存儲(chǔ)器輸出的微指令打入微指令鎖存器?？稍贑PT-B上的微指令指示燈顯示出當(dāng)前微指令，應(yīng)為11H、11H、11H。4 置MLD1，微

6、代碼的地址MD0MD7（對(duì)應(yīng)二進(jìn)制開(kāi)關(guān)H0H7）為05H（對(duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)如下表）H7H6H5H4H3H2H1H0H23MD7MD 6MD 5MD 4MD 3MD 2MD 1MD 0MLD0000010105 按脈沖單元中的PLS1脈沖按鍵，在MCK上產(chǎn)生一個(gè)上升沿，把MD0MD7打入74LS161，微地址指示燈MA0MA7將顯示為05H，微程序存儲(chǔ)器把05H單元的內(nèi)容輸出。6 按脈沖單元中的PLS2脈沖按鍵，在MOCK上產(chǎn)生一個(gè)上升沿的脈沖，把當(dāng)前微指令打入微指令鎖存器?？稍贑PT-B上的微指令指示燈顯示出當(dāng)前微指令，為55H、55H、55H。（三）微地址+1操作1 置MLD1。2 按啟停單元中的運(yùn)

7、行按鈕，置實(shí)驗(yàn)機(jī)為運(yùn)行狀態(tài)。3 按脈沖單元中的PLS1脈沖按鍵，在MCK上產(chǎn)生一個(gè)上升沿，微地址寄存器自動(dòng)+1。若原來(lái)微地址為05H，那么當(dāng)前的微地址指示燈MA0MA7將顯示為06H，同時(shí)微程序存儲(chǔ)器輸出06H單元中的內(nèi)容。4 按脈沖單元中的PLS2脈沖按鍵，在MOCK上產(chǎn)生一個(gè)上升沿，將微程序存儲(chǔ)器輸出的微指令打入微指令鎖存器并輸出。在CPT-B上的微指令指示燈應(yīng)顯示66H、66H、66H。5、 總結(jié) 通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)我掌握了微程序控制器的原理，同時(shí)也掌握了微程序的編制、寫(xiě)入、觀察微程序的運(yùn)行，學(xué)習(xí)了指令的執(zhí)行流程 ，我覺(jué)得這次實(shí)驗(yàn)的原理比較容易理解，實(shí)施起來(lái)也不難，但是在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，不知道是因?yàn)榻泳€的問(wèn)題還是儀器的問(wèn)題一度不能成功，錄入了數(shù)據(jù)還是跳轉(zhuǎn)不到要去的地方。我們小組以為是輸入數(shù)據(jù)時(shí)出錯(cuò)，重新輸了好多遍