計算機組成原理--實驗七--脫機方式下微代碼裝入與執(zhí)行實驗

1、計算機組成原理 - 實驗七 - 脫機方式下微代碼裝入與執(zhí)行實驗實驗七脫機方式下微代碼裝入與執(zhí)行實驗一、實驗目的（1） 通過微程序的編制、裝入、執(zhí)行，驗證微程序控制的工作方法。（2） 觀察微程序的運行過程，未進行簡單模型計算機實驗作準備。二、實驗原理（1） 時序信號（2） 指令與微指令周期（3） 機器指令與機器指令周期（4） 微程序控制器邏輯結(jié)構(gòu)（5） 微程令流程分析（6） 微程令譯碼分析三、實驗過程（1） 連線 把時鐘單元（CLOCK UNIT）的 T1-T4 接到微程序控制單元 （MAINCONTROL UNIT）的 T1-T4。用另一根線把時鐘單元 （CLOCK UNIT）的 T4 接到微

2、程序控制單元（ MAIN CONTRO UNIR）的 T4。 把手動控制開關單元（ MANUAL UNIT）的 MA6-MA0接到微程序控制單元（ MAIN CONTROL UNIT）的 MA6-MA0。（2） 寫入偽代碼操作過程 撥動一下開關，即實現(xiàn)“ 10 1”，產(chǎn)生一個清除脈沖，使微程序控制單元（ MAIN CONTROL UNIT）初始化。 把微程序控制單元（ MAINCONTROLUNIT）右上角的編程開關置于“READ”狀態(tài) 把時鐘單元（ CLOCK UNIT）的 RUN/STEP開關置于“ STEP”狀態(tài)。 在手動控制單元（ MANUAL UNIT）的 MA6-MA0開關上撥入微

3、控制存儲器地址開關MA6MA0，按表 2-15 從 00H開始。在微程序控制單元（ MAIN CONTROL UNIT）的微指令代碼開關MK23-MK0上按表 2-15 的內(nèi)容撥入 24 位的微指令，微指令代碼顯示燈上顯示撥入的微指令代碼。 按動時鐘單元（ CLOCKUNIT）的“ START”按鍵，產(chǎn)生一組時序信號（T1T4），作用是把微指令代碼開關 MK23-MK0上的 24 位的微指令代碼希爾與 MA6MA0指定的微程序控制存儲器 （2816）單元中，并顯示 MA6MA0微程序控制存儲器地址。 把 MA6MA0開關上微控至存儲器地址加1，變成 01H，02H， ，重復上面第 （5）、第（

4、6）兩步直接把表 2-15 中微指令代碼全部寫入微程序控制儲存器（ 2816）中。（3） 校驗微代碼操作過程 撥動一下開關，即實現(xiàn)“ 10 1”，產(chǎn)生一個清除脈沖，使微程序控制單元（ MAIN CONTROL UNIT）初始化。把微程序控制單元（ MAINCONTROLUNIT）右上角的編程開關置于“READ”狀態(tài)，確保 RUN/STEP開關置于“ STEP”狀態(tài)。在手動控制單元（ MANUAL UNIT）的 MA6MA0開關上撥入微程序控制存儲器地址，從 00H開始。按動時鐘單元（ CLOCKUNIT）的“ START”按鍵，產(chǎn)生一組時序信號 T1T4，作用是將 MA6MA0指定的微程序控制

5、存儲器 (2816) 單元的微代碼讀出，顯示在相應的 24 位微代碼顯示燈上，同時顯示 MA6MA0微程序控制存儲器地址。與表 2-15 的微程序代碼進行比較，若相同，把 MA6MA0開關上的微控制存儲內(nèi)地址加 1，變成 01H，02H ，反復執(zhí)行上面第 （4）步操作再次讀出驗證，直至檢查完表 2-15 中全部微程序代碼為止。比較后若不同，立即把微程序控制單元（ MAINCONTROLUNIT）右上角的編程開關置于“ PROG”狀態(tài)，執(zhí)行寫入微代碼操作過程的第（5）、第（6）這兩步操作，寫入正確微代碼，然后馬上把編程開關置于“ READ”狀態(tài)，執(zhí)行上面第（ 4）步操作再次讀出驗證，直至檢查完表

6、 2-15 中全部微程序代碼為止。（4） 單步執(zhí)行微代碼操作過程 撥動一下開關，即實現(xiàn)“ 10 1”，產(chǎn)生一個清除脈沖，使微程序控制單元（ MAIN CONTROL UNIT）初始化。把微程序控制單元（ MAINCONTROLUNIT）右上角的編程開關置于“READ”狀態(tài)，確保時鐘單元（ CLOCKUNIT）的 RUN/STEP開關置于“ STEP”狀態(tài)。 把微程序控制存儲器地址開關MA6MA0撥成 0110000（30H），這是機器指令 IN（輸入數(shù)據(jù)）的微程序入口地址。 按動時鐘單元（ CLOCKUNIT）的“START”按鍵產(chǎn)生一組時序信號（T1T4），讀出機器指令IN（輸入數(shù)據(jù)）的微程

7、序代碼。把微程序控制單元（ MAINCONTROLUNIT）右上角的編程開關置于“RUN”狀態(tài)，這時微程序控制器地址顯示燈 MA6MA0和微指令代碼顯示燈 MD23MD0指示正在執(zhí)行的微地址和微代碼。反復按動“ START”按鍵，可觀察到與機器指令 IN（輸入數(shù)據(jù)）對應的微程序中每條微指令的地址碼和控制碼，地址碼體現(xiàn)了微程序的流向，控制碼體現(xiàn)了每條微指令的控制動作。用不同的微程序入口反復做第（ 1）（ 6）步的操作，可觀察到不同機器指令的微程序流向和控制碼， 表 2-15 中有 5 條機器指令的微程序代碼， 表 2-19 是這些機器指令的助記符、 指令功能和相應的微程序入口地址。表 2-19

8、簡單模型計算機機器指令表指令功能INADDSTAOUTJMP指令符號數(shù) 據(jù) 輸算術 數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)輸入跳轉(zhuǎn)入加微程序入口地30H31H32H33H34H址（5） 連續(xù)執(zhí)行微代碼操作過程 撥動一下 CLR開關，即實現(xiàn)“ 1-0-1 ”，產(chǎn)生一個清除脈沖，使微程序控制單元（ MAIN CONTROL UNIT）初始化。把時鐘單元（ CLOCK UNIT）的 RUN/STEP開關置于“ RUN”狀態(tài)，確保微程序控制單元（ MAINCONTROLUNIT）右上角的編程開關處于“ RUN”狀態(tài)。 把微程序控制存儲器地址開關MA6-MA0撥成 00H，使微程序從 00H開始運行。按動時鐘單元（ CLOCKUNIT）的“ START”按鍵，啟動連續(xù)發(fā)送時序信號 T1-T4，連續(xù)執(zhí)行微指令代碼， 這時微地址顯示燈 MA6-MA0 和微代碼顯示燈 MD23-M0連續(xù)閃爍，當前正在執(zhí)行的微程序控制存儲器地址和微指令代碼以很快的速度顯示。 片刻之后把時鐘單元 （CLOCKUNIT）的 RUN/STEP開關置于“STEP”狀態(tài)，停止微程序的執(zhí)行。四、結(jié)果與總結(jié)記錄實驗過程中的情況和原始數(shù)據(jù)把單步執(zhí)行表 2-19 過程中微地址的變化情況記錄在表 2-20 中，從中可看出微程序的流向變化。表 2-20實驗七結(jié)果記錄指令符號INADDSTAOUTJMP指令功能數(shù) 據(jù) 輸算 術數(shù) 據(jù) 傳數(shù)據(jù)輸跳轉(zhuǎn)