TEC-8計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)312(恢復(fù))

1、2345微命令指示燈微命令指示燈微程序控制器微程序控制器E E2 2PROMPROM控制轉(zhuǎn)換開關(guān)、指示燈控制轉(zhuǎn)換開關(guān)、指示燈 編程開關(guān)、編程開關(guān)、指示燈、復(fù)位、插座指示燈、復(fù)位、插座P P字段、微地址字段、微地址指示燈指示燈DBUSDBUSALUALU A A、B B PCPC 、ARAR、IRIR、INSINSC C Z Z時(shí)鐘源，時(shí)序脈沖產(chǎn)生和譯碼電路，時(shí)序啟停邏輯時(shí)鐘源，時(shí)序脈沖產(chǎn)生和譯碼電路，時(shí)序啟停邏輯等等 ；提供提供CPU周期所需的時(shí)序信號，取指并執(zhí)行指令。周期所需的時(shí)序信號，取指并執(zhí)行指令。 提供數(shù)據(jù)通路和控制器各寄存器所需的節(jié)拍脈沖信提供數(shù)據(jù)通路和控制器各寄存器所需的節(jié)拍脈沖信

2、號號T1、T2、T3，以及中斷請求信號，以及中斷請求信號ITNQ.W1、W2、W3位節(jié)拍電位位節(jié)拍電位信號供硬連線控制器使信號供硬連線控制器使用。用。單微指令開關(guān)單微指令開關(guān)DP控制節(jié)拍脈沖信號控制節(jié)拍脈沖信號T1、T2、T3的數(shù)目。當(dāng)?shù)臄?shù)目。當(dāng)DP朝上時(shí)，處于單微指令運(yùn)行方式，朝上時(shí)，處于單微指令運(yùn)行方式，每按一次每按一次QD按鈕，只產(chǎn)生一組按鈕，只產(chǎn)生一組T1、T2、T3；當(dāng)；當(dāng)DP朝下時(shí)，處于連續(xù)運(yùn)行方式，每按一次朝下時(shí)，處于連續(xù)運(yùn)行方式，每按一次QD按鈕按鈕，開始連續(xù)產(chǎn)生，開始連續(xù)產(chǎn)生T1、T2、T3，直到按一次，直到按一次CLR按按鈕或者控制器產(chǎn)生鈕或者控制器產(chǎn)生STOP信號為止。信

3、號為止。MF周期周期1S，占空比，占空比50%，T1T4的脈寬的脈寬1S。微指令周期。微指令周期4S?？刂菩盘柷袚Q器實(shí)現(xiàn)控制信號的切換。轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到朝上位置時(shí)控制信號切換器實(shí)現(xiàn)控制信號的切換。轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到朝上位置時(shí)，TEC-8使用硬連線控制器產(chǎn)生的控制信號；使用硬連線控制器產(chǎn)生的控制信號；撥到中間位置撥到中間位置TEC-8各部件獨(dú)立，控制信號通過開關(guān)來控制；各部件獨(dú)立，控制信號通過開關(guān)來控制；撥到朝下位置撥到朝下位置時(shí)，時(shí)，TEC-8使用微程序控制器產(chǎn)生的控制信號。使用微程序控制器產(chǎn)生的控制信號。SWC、SWB、SWA確定的確定的TEC-8的操作模式如圖：的操作模式如圖：操作模式操作模式實(shí)驗(yàn)功

4、能實(shí)驗(yàn)功能000啟動程序運(yùn)行啟動程序運(yùn)行001寫存儲器寫存儲器010讀存儲器讀存儲器011讀寄存器讀寄存器100寫寄存器寫寄存器101運(yùn)算器組成實(shí)驗(yàn)運(yùn)算器組成實(shí)驗(yàn)110雙端口存儲器實(shí)驗(yàn)雙端口存儲器實(shí)驗(yàn)111數(shù)據(jù)通路實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通路實(shí)驗(yàn)TTL/CMOS邏輯測試筆邏輯測試筆測試測試TTL/CMOS邏輯高邏輯高(H)低低(L)電平；電平；測試連續(xù)脈沖測試連續(xù)脈沖( )；單次脈沖計(jì)數(shù)器單次脈沖計(jì)數(shù)器(D)；TEC-8計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)1臺；臺；TDS1001數(shù)字存儲示波器數(shù)字存儲示波器1臺；臺；實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉邏輯測試筆的使用方法。熟悉邏輯測試筆的使用方法。熟悉熟悉TEC-

5、8模型計(jì)算機(jī)的節(jié)拍脈沖模型計(jì)算機(jī)的節(jié)拍脈沖T1、T2、T3；熟悉雙端口通用寄存器組的讀寫操作；熟悉雙端口通用寄存器組的讀寫操作；熟悉運(yùn)算器的數(shù)據(jù)傳送通路；熟悉運(yùn)算器的數(shù)據(jù)傳送通路；驗(yàn)證驗(yàn)證74LS181的加、減、與、或功能；的加、減、與、或功能；按給定的數(shù)據(jù)，完成幾種指定的算術(shù)、邏輯運(yùn)算按給定的數(shù)據(jù)，完成幾種指定的算術(shù)、邏輯運(yùn)算運(yùn)算。運(yùn)算。14數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)通路通路RD0RD1RS0RS1DRW電平電平開關(guān)開關(guān)K0K1K2K3K4數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 通路通路LDCLDZS0S1S2S3M電平電平 開關(guān)開關(guān)K5K6K7K8K9K10K11數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 通路通路ABUSSBUSCINMBUS指示燈指示燈K12K13K

6、14GND將運(yùn)算器模塊與實(shí)驗(yàn)臺操作板上的線路進(jìn)行連接。將運(yùn)算器模塊與實(shí)驗(yàn)臺操作板上的線路進(jìn)行連接。接好線后接好線后, ,將編程開關(guān)撥到將編程開關(guān)撥到“正常正?！蔽恢梦恢? ,控制轉(zhuǎn)換控制轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到開關(guān)撥到“獨(dú)立獨(dú)立”位置，合上電源位置，合上電源, ,按按CLR#CLR#按鈕按鈕, ,使使TEC-8TEC-8實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)處于初始狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)處于初始狀態(tài)。用開關(guān)用開關(guān)SW7SW0向通用寄存器堆的向通用寄存器堆的R0R3寄存器寄存器置數(shù)。置數(shù)。驗(yàn)證驗(yàn)證ALU的正邏輯算術(shù)運(yùn)算的正邏輯算術(shù)運(yùn)算驗(yàn)證邏輯運(yùn)算功能。驗(yàn)證邏輯運(yùn)算功能。做好實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，掌握運(yùn)算做好實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，掌握運(yùn)算器的數(shù)據(jù)傳輸通路及器的數(shù)據(jù)傳輸通

7、路及其功能特性，熟悉實(shí)驗(yàn)中所用模擬開關(guān)的作用其功能特性，熟悉實(shí)驗(yàn)中所用模擬開關(guān)的作用和使用方法。和使用方法。寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，內(nèi)容：寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)任務(wù)的數(shù)據(jù)表格，控制信號模擬開關(guān)值，實(shí)驗(yàn)任務(wù)的數(shù)據(jù)表格，控制信號模擬開關(guān)值，運(yùn)算結(jié)果。運(yùn)算結(jié)果。實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私怆p端口靜態(tài)隨機(jī)存儲器了解雙端口靜態(tài)隨機(jī)存儲器IDT7132的工作的工作特性及使用方法。特性及使用方法。了解半導(dǎo)體存儲器怎樣存儲和讀出數(shù)據(jù)。了解半導(dǎo)體存儲器怎樣存儲和讀出數(shù)據(jù)。了解雙端口存儲器怎樣并行讀寫，產(chǎn)生沖突了解雙端口存儲器怎樣并行讀寫，產(chǎn)生沖突的情況如何。的情況如何。24數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)通路通路SBUSLARAR

8、INCMEMWMBUS電平電平開關(guān)開關(guān)K0K1K2K3K4數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)通路通路LPCPCINCPCADDLIR電平電平開關(guān)開關(guān)K5K6K7K8按電路圖將有關(guān)信號和二進(jìn)制開關(guān)對應(yīng)接好。按電路圖將有關(guān)信號和二進(jìn)制開關(guān)對應(yīng)接好。將編程開關(guān)撥到將編程開關(guān)撥到“正常正常”位置位置, ,控制轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到控制轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到“獨(dú)立獨(dú)立”位置，合上電源位置，合上電源, ,按按CLR#CLR#按鈕按鈕, ,使使TEC-8TEC-8實(shí)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)處于初始狀態(tài)。驗(yàn)系統(tǒng)處于初始狀態(tài)。向存儲器的向存儲器的10H、20H 、 21H 、 22H單元寫入單元寫入55H、AAH 、 10H 、 20H。使用雙端口存儲器的左、右端口，依次

9、讀出使用雙端口存儲器的左、右端口，依次讀出RAM中中的內(nèi)容，的內(nèi)容，觀察結(jié)果是否正確。觀察結(jié)果是否正確。 雙端口存儲器的并行讀寫和訪問沖突測試雙端口存儲器的并行讀寫和訪問沖突測試。做好實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，掌握做好實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，掌握IDT7132雙端口存儲器雙端口存儲器的功能特性及使用方法。的功能特性及使用方法。寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，內(nèi)容：寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)任務(wù)的數(shù)據(jù)表格，檢測結(jié)果。實(shí)驗(yàn)任務(wù)的數(shù)據(jù)表格，檢測結(jié)果。進(jìn)一步熟悉計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)通路；進(jìn)一步熟悉計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)通路；將雙端口通用寄存器堆和雙端口存儲器模塊聯(lián)將雙端口通用寄存器堆和雙端口存儲器模塊聯(lián)機(jī)；機(jī)；掌握數(shù)字邏輯電路中故障的一般規(guī)律，以及排掌

10、握數(shù)字邏輯電路中故障的一般規(guī)律，以及排除故障的一般原則和方法；除故障的一般原則和方法；鍛煉分析問題與解決問題的能力，在出現(xiàn)故障鍛煉分析問題與解決問題的能力，在出現(xiàn)故障的情況下，獨(dú)立分析故障現(xiàn)象并排除故障。的情況下，獨(dú)立分析故障現(xiàn)象并排除故障。30數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)通路通路ABUSSBUSRD0RD1RS0RS1DRW電平電平開關(guān)開關(guān)K13K14K0K1K2K3K4數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 通路通路S0S1S2S3MLDCLDZ電平電平 開關(guān)開關(guān)K5K6K7K8K9VCCVCC數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)通路通路MBUS LARMEMWLPCARINCPCINCPCADD電平電平開關(guān)開關(guān)K15K10K11K12GNDGNDGND 將實(shí)驗(yàn)電路

11、與控制臺的有關(guān)信號進(jìn)行線路連接，方將實(shí)驗(yàn)電路與控制臺的有關(guān)信號進(jìn)行線路連接，方法同前面的實(shí)驗(yàn)。法同前面的實(shí)驗(yàn)。 接好線后接好線后, ,將編程開關(guān)撥到將編程開關(guān)撥到“正常正?！蔽恢梦恢? ,控制轉(zhuǎn)換控制轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到開關(guān)撥到“獨(dú)立獨(dú)立”位置，合上電源位置，合上電源, ,按按CLR#CLR#按鈕按鈕, ,使使TEC-8TEC-8實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)處于初始狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)處于初始狀態(tài)。 將數(shù)據(jù)寫往寄存器將數(shù)據(jù)寫往寄存器R0R3R0R3。 將寄存器將寄存器R0R3R0R3中的數(shù)據(jù)寫入存儲器。中的數(shù)據(jù)寫入存儲器。 從存儲器中讀出數(shù)據(jù)存到寄存器中，再送入運(yùn)算從存儲器中讀出數(shù)據(jù)存到寄存器中，再送入運(yùn)算器進(jìn)行運(yùn)算，將運(yùn)算結(jié)

12、果存回存儲器。器進(jìn)行運(yùn)算，將運(yùn)算結(jié)果存回存儲器。 做好實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，掌握實(shí)驗(yàn)電路做好實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，掌握實(shí)驗(yàn)電路的數(shù)據(jù)通路的數(shù)據(jù)通路特點(diǎn)和通用寄存器堆的功能特性。特點(diǎn)和通用寄存器堆的功能特性。寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，內(nèi)容：寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康脑敿?xì)的實(shí)驗(yàn)步驟，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。其他值得討論的問題。其他值得討論的問題。掌握微程序控制器的原理掌握微程序控制器的原理掌握掌握TEC-8模型計(jì)算機(jī)中微程序控制器模型計(jì)算機(jī)中微程序控制器的實(shí)現(xiàn)方法，尤其是微地址轉(zhuǎn)移邏輯的實(shí)的實(shí)現(xiàn)方法，尤其是微地址轉(zhuǎn)移邏輯的實(shí)現(xiàn)方法?，F(xiàn)方法。理解條件轉(zhuǎn)移對計(jì)算機(jī)的重要性。理解條件轉(zhuǎn)移對計(jì)算機(jī)的重要性。36

13、37名稱名稱助記符助記符功功 能能指令格式指令格式IR(7-4)IR(3-2)IR(1-0)加法加法ADD Rd, RsRd Rd + Rs0001RdRs減法減法SUB Rd, RsRd Rd - Rs0010RdRs邏輯與邏輯與AND Rd, RsRd Rd and Rs0011RdRs加加1INC RdRd Rd + 10100RdXX取數(shù)取數(shù)LD Rd, RsRd Rs0101RdRs存數(shù)存數(shù)ST Rs, RdRs Rd0110RdRsC條件轉(zhuǎn)移條件轉(zhuǎn)移JC addrC=1，則，則PC + offset0111offsetZ條件轉(zhuǎn)移條件轉(zhuǎn)移JZ addrZ=1，則，則PC + offs

14、et1000offset無條件轉(zhuǎn)移無條件轉(zhuǎn)移JMP RdPC Rd1001RdXX輸出輸出OUT RsDBUS Rs1010XXRs中斷返回中斷返回IRET返回?cái)帱c(diǎn)返回?cái)帱c(diǎn)1011XXXX關(guān)中斷關(guān)中斷DI禁止中斷禁止中斷1100XXXX開中斷開中斷EI允許中斷允許中斷1101XXXX停機(jī)停機(jī)STP暫停運(yùn)行暫停運(yùn)行1110XXXX3839產(chǎn)生數(shù)據(jù)通路操作所需控制信號。產(chǎn)生數(shù)據(jù)通路操作所需控制信號。存儲邏輯型的微程序存儲邏輯型的微程序；時(shí)序邏輯型的硬布線。時(shí)序邏輯型的硬布線。控制部件控制部件執(zhí)行部件的控制命令：微命令；執(zhí)行部件的控制命令：微命令；執(zhí)行部件進(jìn)行的操作：微操作；執(zhí)行部件進(jìn)行的操作：微操

15、作；在一個在一個CPU周期中，一組實(shí)現(xiàn)一定操作功能的微周期中，一組實(shí)現(xiàn)一定操作功能的微命令的組合：微指令。命令的組合：微指令。微指令序列構(gòu)成微程序。微指令序列構(gòu)成微程序。執(zhí)行當(dāng)前的微指令時(shí)，必須指出后繼微地址，以執(zhí)行當(dāng)前的微指令時(shí)，必須指出后繼微地址，以便當(dāng)前微指令執(zhí)行完畢后，取出下一條微指令。便當(dāng)前微指令執(zhí)行完畢后，取出下一條微指令。NA5NA0NA5NA0下址，在微指令順序執(zhí)行的情況下，它是下一條微指令的地址P0P0=1時(shí)，根據(jù)后繼微地址NA5NA0和模式開關(guān)SWC、SWB、SWA確定下一條微指令的地址。P1P1=1時(shí)，根據(jù)后繼微地址NA5NA0和指令操作碼IR7IR4確定下一條微指令的地

16、址。P2P2=1時(shí)，根據(jù)后繼微地址NA5NA0和進(jìn)位C確定下一條微指令的地址。P3P3=1時(shí)，根據(jù)后繼微地址NA5NA0和結(jié)果為0標(biāo)志Z確定下一條微指令的地址。P4P4=1時(shí)，根據(jù)后繼微地址NA5NA0和中斷信號INT確定下一條微指令的地址。模型計(jì)算機(jī)中，中斷信號INT由時(shí)序發(fā)生器在接到中斷請求信號后產(chǎn)生。STOPSTOP=1時(shí)，在T3結(jié)束后時(shí)序發(fā)生器停止輸出節(jié)拍脈沖T1、T2、T3。LIARLIAR=1時(shí)，在T3的上升沿，將PC7PC0寫入中斷地址寄存器IAR。INTDIINTDI=1時(shí)，置允許中斷標(biāo)志(在時(shí)序發(fā)生器中)為0，禁止TEC-8模型計(jì)算機(jī)響應(yīng)中斷請求INTENINTEN=1時(shí)，置

17、允許中斷標(biāo)志(在時(shí)序發(fā)生器中)為1，允許TEC-8模型計(jì)算機(jī)響應(yīng)中斷請求IABUSIABUS=1時(shí)，將中斷地址寄存器中的地址送數(shù)據(jù)總線DBUS。PCADDPCADD=1時(shí)，將當(dāng)前的PC值加上相對轉(zhuǎn)移量，生成新的PC。SWC SWB SWA操作操作000取指取指001寫存儲器寫存儲器010讀存儲器讀存儲器011寫寄存器寫寄存器100讀寄存器讀寄存器44操作模式操作模式實(shí)驗(yàn)功能實(shí)驗(yàn)功能備注備注000啟動程序運(yùn)行啟動程序運(yùn)行001寫存儲器寫存儲器010讀存儲器讀存儲器011讀寄存器讀寄存器100寫寄存器寫寄存器101運(yùn)算器組成實(shí)驗(yàn)運(yùn)算器組成實(shí)驗(yàn)110雙端口存儲器實(shí)驗(yàn)雙端口存儲器實(shí)驗(yàn)111數(shù)據(jù)通路實(shí)驗(yàn)

18、數(shù)據(jù)通路實(shí)驗(yàn)SCLCTL=1,SEL3-0=(RD1 RD0 RS1 RS0)46SCLCTL=1,SEL3-0=(RD1 RD0 RS1 RS0)熟悉微程序流程圖和微程序代碼表。熟悉微程序流程圖和微程序代碼表。正確設(shè)置模式開關(guān)正確設(shè)置模式開關(guān)SWC、SWB、SWC，用單微指，用單微指令方式令方式(單拍開關(guān)單拍開關(guān)DP設(shè)置為設(shè)置為1)跟蹤控制臺操作讀寄跟蹤控制臺操作讀寄存器、寫寄存器、讀存儲器、寫存儲器的執(zhí)行過程存器、寫寄存器、讀存儲器、寫存儲器的執(zhí)行過程，記錄下每一步的微地址，記錄下每一步的微地址A5A0、判別位、判別位P4P0和有關(guān)控制信號的值，寫出這和有關(guān)控制信號的值，寫出這4種控制臺操

19、種控制臺操作的作用和使用方法。作的作用和使用方法。正確設(shè)置指令操作碼正確設(shè)置指令操作碼IR7IR4，用單微指令方式跟，用單微指令方式跟蹤除停機(jī)指令蹤除停機(jī)指令STP之外的所有指令的執(zhí)行過程。記之外的所有指令的執(zhí)行過程。記錄下每一步的微地址錄下每一步的微地址A5A0、判別位、判別位P4P0和有關(guān)控制信號的值。對于和有關(guān)控制信號的值。對于JZ指令，跟蹤指令，跟蹤Z=1、Z=0兩種情況；對于兩種情況；對于JZ指令，跟蹤指令，跟蹤C(jī)=1、C=0兩種兩種情況。情況?？刂破骺刂破鱅R4-IIR5-IIR6-IIR7-I模擬開關(guān)模擬開關(guān)K0K1K2K3時(shí)序電路時(shí)序電路C-IZ-I固定電平固定電平K4K5接好

20、線后，將編程開關(guān)撥到接好線后，將編程開關(guān)撥到“正常正常”位置，控制位置，控制轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到“微程序微程序”位置，合上電源，按位置，合上電源，按CLR#按鈕，使按鈕，使TEC-8實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)處于初始狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)處于初始狀態(tài)。寫存儲器寫存儲器(WRM)：按下復(fù)位按鈕：按下復(fù)位按鈕CRL#， 置置SWC=0，SWB=0，SWA=1。 在在SW7SW0中設(shè)置存儲器地址，按中設(shè)置存儲器地址，按QD按鈕將按鈕將 此地址打入此地址打入AR。 在在SW7SW0置好數(shù)據(jù)，按置好數(shù)據(jù)，按QD按鈕，將數(shù)據(jù)寫按鈕，將數(shù)據(jù)寫入入AR指定的存儲器單元，這時(shí)指定的存儲器單元，這時(shí)AR加加1。 返回返回。依次進(jìn)行下去

21、，直到按復(fù)位按鈕。依次進(jìn)行下去，直到按復(fù)位按鈕CRL#為止。實(shí)現(xiàn)對為止。實(shí)現(xiàn)對RAM的手動寫入（主要是自己編寫的手動寫入（主要是自己編寫的程序和數(shù)據(jù)）。的程序和數(shù)據(jù)）。啟動程序啟動程序(PR)：按下復(fù)位按鈕：按下復(fù)位按鈕CRL#后，后， 微地址寄存器清零。微地址寄存器清零。 置置SWC=0，SWB=0，SWA=0， 用數(shù)據(jù)開關(guān)用數(shù)據(jù)開關(guān)SW7SW0設(shè)置設(shè)置RAM中的程序首地址，中的程序首地址，按按QD按鈕后，啟動程序執(zhí)行。觀察不同機(jī)器指令按鈕后，啟動程序執(zhí)行。觀察不同機(jī)器指令 對應(yīng)微程序的執(zhí)行。對應(yīng)微程序的執(zhí)行。做好實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，掌握微程序控制器和時(shí)序發(fā)生器做好實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，掌握微程序控制器和時(shí)序發(fā)生

22、器的工作原理的工作原理。根據(jù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)所提要求，在預(yù)習(xí)時(shí)完成表格填寫根據(jù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)所提要求，在預(yù)習(xí)時(shí)完成表格填寫、數(shù)據(jù)和理論分析。數(shù)據(jù)和理論分析。寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，內(nèi)容：寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康臅r(shí)序波形圖和測量值時(shí)序波形圖和測量值，記錄數(shù)據(jù)表格。，記錄數(shù)據(jù)表格。將微程序控制器同執(zhí)行部件（整個數(shù)據(jù)通路）聯(lián)機(jī)將微程序控制器同執(zhí)行部件（整個數(shù)據(jù)通路）聯(lián)機(jī)，組成一臺模型計(jì)算機(jī)；，組成一臺模型計(jì)算機(jī)；用微程序控制器控制模型機(jī)數(shù)據(jù)通路，將相應(yīng)的信用微程序控制器控制模型機(jī)數(shù)據(jù)通路，將相應(yīng)的信號線連接，構(gòu)成一臺能運(yùn)行測試程序的號線連接，構(gòu)成一臺能運(yùn)行測試程序的CPU。通過通過TEC-8執(zhí)行由執(zhí)行由機(jī)器指令

23、組成的簡單程序。機(jī)器指令組成的簡單程序。理解計(jì)算機(jī)如何取出指令、如何執(zhí)行指令、如何在理解計(jì)算機(jī)如何取出指令、如何執(zhí)行指令、如何在一條指令執(zhí)行結(jié)束后自動取出下一條指令并執(zhí)行，一條指令執(zhí)行結(jié)束后自動取出下一條指令并執(zhí)行，牢固建立的計(jì)算機(jī)整機(jī)概念。牢固建立的計(jì)算機(jī)整機(jī)概念。將簡單程序進(jìn)行譯碼，按指令格式匯編成二進(jìn)制機(jī)將簡單程序進(jìn)行譯碼，按指令格式匯編成二進(jìn)制機(jī)器代碼。器代碼。完成控制臺、時(shí)序部件、數(shù)據(jù)通路和微程序控制器完成控制臺、時(shí)序部件、數(shù)據(jù)通路和微程序控制器之間的連線。之間的連線。將程序機(jī)器代碼利用控制臺指令寫入內(nèi)存。根據(jù)程將程序機(jī)器代碼利用控制臺指令寫入內(nèi)存。根據(jù)程序的需要設(shè)置通用寄存器堆中相

24、關(guān)寄存器的數(shù)據(jù)。序的需要設(shè)置通用寄存器堆中相關(guān)寄存器的數(shù)據(jù)。單拍方式執(zhí)行一遍程序，記錄相關(guān)寄存器和存儲器單拍方式執(zhí)行一遍程序，記錄相關(guān)寄存器和存儲器存儲單元數(shù)據(jù)，與理論值比較分析。存儲單元數(shù)據(jù)，與理論值比較分析。連續(xù)方式再次執(zhí)行一遍程序，記錄相關(guān)寄存器和存連續(xù)方式再次執(zhí)行一遍程序，記錄相關(guān)寄存器和存儲器存儲單元數(shù)據(jù)，與理論值比較分析。儲器存儲單元數(shù)據(jù)，與理論值比較分析。54SWC SWB SWA操作操作000取指取指001寫存儲器寫存儲器010讀存儲器讀存儲器011寫寄存器寫寄存器100讀寄存器讀寄存器56寫存儲器寫存儲器(WRM)：按下復(fù)位按鈕：按下復(fù)位按鈕CRL#，置，置SWC=0，SWB

25、=0，SWA=1。在在SW7SW0中設(shè)置存儲器地址，采用單拍或連中設(shè)置存儲器地址，采用單拍或連續(xù)方式，按續(xù)方式，按QD按鈕將此地址打入按鈕將此地址打入AR，注意，注意觀察觀察AR指示燈。指示燈。在在SW7SW0置好數(shù)據(jù)，置好數(shù)據(jù)，按按QD按鈕，將數(shù)據(jù)寫入按鈕，將數(shù)據(jù)寫入AR指定的存儲器單指定的存儲器單元，這時(shí)元，這時(shí)AR加加1。返回返回。依次進(jìn)行下去。依次進(jìn)行下去，直到按復(fù)位按鈕，直到按復(fù)位按鈕CRL#為止。實(shí)現(xiàn)對為止。實(shí)現(xiàn)對RAM的手動寫入。每一控制臺指令操作完畢的手動寫入。每一控制臺指令操作完畢應(yīng)使應(yīng)使系統(tǒng)復(fù)位，然后轉(zhuǎn)換控制臺指令。系統(tǒng)復(fù)位，然后轉(zhuǎn)換控制臺指令。啟動程序啟動程序( (PR)

26、：按下復(fù)位按鈕：按下復(fù)位按鈕CRL#后，微后，微地址寄存器清零。置地址寄存器清零。置SWC=0，SWB=0，SWA=0，用數(shù)據(jù)開關(guān)，用數(shù)據(jù)開關(guān)SW7SW0設(shè)置設(shè)置RAM中中的程序首地址，采用單拍或連續(xù)方式，按的程序首地址，采用單拍或連續(xù)方式，按QD按鈕后，啟動程序執(zhí)行。按鈕后，啟動程序執(zhí)行。對照微程序流程圖，監(jiān)測微地址指示燈和判對照微程序流程圖，監(jiān)測微地址指示燈和判別字段指示燈，以判別正在進(jìn)行的微操作。別字段指示燈，以判別正在進(jìn)行的微操作。注意觀察注意觀察PC和和IR指示燈，以判斷程序的執(zhí)行指示燈，以判斷程序的執(zhí)行情況，直至程序執(zhí)行完畢。情況，直至程序執(zhí)行完畢。0000 0000（00）111

27、0 1111（EF）0010 0011（23）1000 0101（85）1110 0000（E0）1010 0010（A2）0011 0001（31）0110 1010（6A）0100 1000（48）0100 0010（72）0001 0001（11）0101 0011（53）0100 1100（4C）0110 1000（68）1000 0110（86）0010 0001（21）0101 0111（57）0100 1100（4C）0101 0011（ 53 ）機(jī)器機(jī)器16進(jìn)制代碼進(jìn)制代碼00H0EFH23H85HSTPOUT R2AND R0,R1ST R2,R2INC R2JC 0CHAD

28、D R0，R1LD R0，R3INC R3ST R0,R2JZ 0BHSUB R0,R1LD R1,R3INC R3LD R0，R3指令指令12H11H10H0FH0EH0DH0CH0BH0AH09H08H07H06H05H04H03H02H01H00H地址地址在單拍方式下跟蹤程序的執(zhí)行在單拍方式下跟蹤程序的執(zhí)行通過寫存儲器操作將程序?qū)懭氪鎯ζ鳌Ｍㄟ^寫存儲器操作將程序?qū)懭氪鎯ζ?。通過讀操作將程序逐條讀出，檢查程序是否正確寫入了存儲器。通過讀操作將程序逐條讀出，檢查程序是否正確寫入了存儲器。通過寫寄存器操作設(shè)置寄存器通過寫寄存器操作設(shè)置寄存器R2為為12H、R3為為0FH。通過讀寄存器操作檢查設(shè)

29、置是否正確。通過讀寄存器操作檢查設(shè)置是否正確。將單拍開關(guān)將單拍開關(guān)DP設(shè)置為設(shè)置為1，使程序在單微指令下運(yùn)行。，使程序在單微指令下運(yùn)行。按復(fù)位按鈕按復(fù)位按鈕CLR，復(fù)位程序計(jì)數(shù)器，復(fù)位程序計(jì)數(shù)器PC為為00H。將模式開關(guān)設(shè)置為。將模式開關(guān)設(shè)置為SWC=0、SWB=0、SWA=0，準(zhǔn)備進(jìn)入程序運(yùn)行模式。，準(zhǔn)備進(jìn)入程序運(yùn)行模式。按一次按一次QD按鈕，進(jìn)入程序運(yùn)行。每按一次按鈕，進(jìn)入程序運(yùn)行。每按一次QD按鈕，執(zhí)行一條微按鈕，執(zhí)行一條微指令，直到程序結(jié)束。在程序執(zhí)行過程中，記錄下列信號的值：指令，直到程序結(jié)束。在程序執(zhí)行過程中，記錄下列信號的值：PC7PC0、AR7AR0、A5A0、IR7IR0、A

30、7A0、B7B0和和D7D0。通過讀寄存器操作檢查通過讀寄存器操作檢查4個寄存器的值并記錄。個寄存器的值并記錄。通過讀存儲器操作檢查存儲單元通過讀存儲器操作檢查存儲單元12H、13H的值并記錄。的值并記錄。在連續(xù)方式下運(yùn)行程序在連續(xù)方式下運(yùn)行程序由于單拍方式下運(yùn)行程序并沒有改變存儲器中的由于單拍方式下運(yùn)行程序并沒有改變存儲器中的程序。因此只要重新設(shè)置程序。因此只要重新設(shè)置R2為為12H、R3為為0FH。然后將單拍開關(guān)。然后將單拍開關(guān)DP設(shè)置為設(shè)置為0，按復(fù)位按鈕，按復(fù)位按鈕CLR后，將模式開關(guān)設(shè)置為后，將模式開關(guān)設(shè)置為SWC=0、SWB=0、SWA=0，準(zhǔn)備進(jìn)入程序運(yùn)行模式。按一次，準(zhǔn)備進(jìn)入程

31、序運(yùn)行模式。按一次QD按按鈕，程序自動運(yùn)行到鈕，程序自動運(yùn)行到STP指令。通過讀寄存器操指令。通過讀寄存器操作檢查作檢查4個寄存器的值并記錄。通過讀存儲器操個寄存器的值并記錄。通過讀存儲器操作檢查存儲單元作檢查存儲單元12H、13H的值并記錄的值并記錄控制器控制器IR7-IIR6-IIR5-IIR4-I數(shù)據(jù)通路數(shù)據(jù)通路IR7-OIR6-OIR5-OIR4-O控制器控制器Z-IC-I數(shù)據(jù)通路數(shù)據(jù)通路Z-OC-O接好線后接好線后,將編程開關(guān)撥到將編程開關(guān)撥到“正常正?！蔽恢梦恢?控制轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到控制轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到“微程序微程序”位置，合上電源位置，合上電源,按按CLR#按鈕按鈕,使使TEC-8實(shí)驗(yàn)系

32、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)處于初始狀態(tài)。統(tǒng)處于初始狀態(tài)。做好實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)。做好實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)所提要求，在預(yù)習(xí)時(shí)完成相關(guān)表格填根據(jù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)所提要求，在預(yù)習(xí)時(shí)完成相關(guān)表格填寫、數(shù)據(jù)和理論分析。以便與實(shí)驗(yàn)值對照寫、數(shù)據(jù)和理論分析。以便與實(shí)驗(yàn)值對照 。接線較多，務(wù)必仔細(xì)。接線較多，務(wù)必仔細(xì)。寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，內(nèi)容：寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康挠涗洺绦驍?shù)據(jù)表格。記錄程序數(shù)據(jù)表格。分析程序執(zhí)行過程中出現(xiàn)的異常情況和值得討論的分析程序執(zhí)行過程中出現(xiàn)的異常情況和值得討論的其它問題。其它問題。課程實(shí)驗(yàn)總結(jié)。課程實(shí)驗(yàn)總結(jié)。CPU的基本功能：程序的順序執(zhí)行、管理控制操作、的基本功能：程序的順序執(zhí)行、管理控制操作、操作和執(zhí)行定

33、時(shí)、數(shù)據(jù)加工等。操作和執(zhí)行定時(shí)、數(shù)據(jù)加工等?？刂破鳎撼绦蛴?jì)數(shù)器，指令寄存器，指令譯碼器，時(shí)控制器：程序計(jì)數(shù)器，指令寄存器，指令譯碼器，時(shí)序發(fā)生器，操作控制器等，取指、譯碼產(chǎn)生控制信號序發(fā)生器，操作控制器等，取指、譯碼產(chǎn)生控制信號，控制，控制CPU、內(nèi)存，輸入、內(nèi)存，輸入/輸出之間的數(shù)據(jù)傳輸。輸出之間的數(shù)據(jù)傳輸。運(yùn)算器：算數(shù)邏輯單元運(yùn)算器：算數(shù)邏輯單元ALU，累加器，累加器AC，數(shù)據(jù)緩沖，數(shù)據(jù)緩沖寄存器寄存器DR，狀態(tài)條件寄存器，狀態(tài)條件寄存器PSW等，數(shù)據(jù)等，數(shù)據(jù)加工，算加工，算數(shù)邏輯運(yùn)算，產(chǎn)生運(yùn)算結(jié)果或邏輯判斷。數(shù)邏輯運(yùn)算，產(chǎn)生運(yùn)算結(jié)果或邏輯判斷。從內(nèi)存取指到執(zhí)行指令結(jié)束，一條機(jī)器指令對應(yīng)一

34、個從內(nèi)存取指到執(zhí)行指令結(jié)束，一條機(jī)器指令對應(yīng)一個微程序。一個機(jī)器指令周期由幾個微指令周期組成。微程序。一個機(jī)器指令周期由幾個微指令周期組成?？刂撇考蛨?zhí)行部件構(gòu)成計(jì)算機(jī)的兩大部分?？刂撇考蛨?zhí)行部件構(gòu)成計(jì)算機(jī)的兩大部分。從硬件、軟件結(jié)合的角度，模擬單級中斷和從硬件、軟件結(jié)合的角度，模擬單級中斷和中斷返回的過程；中斷返回的過程；通過簡單的中斷系統(tǒng)，掌握中斷控制器、中通過簡單的中斷系統(tǒng)，掌握中斷控制器、中斷向量、中斷屏蔽等概念；斷向量、中斷屏蔽等概念；了解微程序控制器與中斷控制器協(xié)調(diào)的基本了解微程序控制器與中斷控制器協(xié)調(diào)的基本原理；原理；掌握中斷子程序和一般子程序的本質(zhì)區(qū)別，掌握中斷子程序和一般子

35、程序的本質(zhì)區(qū)別，掌握中斷的突發(fā)性和隨機(jī)性。掌握中斷的突發(fā)性和隨機(jī)性。TEC-8的中斷系統(tǒng)只支持單級中斷、單個中斷請求的中斷系統(tǒng)只支持單級中斷、單個中斷請求，有中斷屏蔽功能。系統(tǒng)有，有中斷屏蔽功能。系統(tǒng)有2條指令用于允許和屏蔽條指令用于允許和屏蔽中斷（中斷（DI關(guān)中斷指令、關(guān)中斷指令、EI開中斷指令）。在時(shí)序發(fā)開中斷指令）。在時(shí)序發(fā)生器中，設(shè)置了一個允許中斷觸發(fā)器生器中，設(shè)置了一個允許中斷觸發(fā)器EN_INT（DI or !EI），當(dāng)它為），當(dāng)它為1時(shí)，允許中斷，當(dāng)它為時(shí)，允許中斷，當(dāng)它為0時(shí)，禁時(shí)，禁止中斷發(fā)生。復(fù)位脈沖止中斷發(fā)生。復(fù)位脈沖CLR#使使EN_INT復(fù)位為復(fù)位為0。中斷地址寄存器中

36、斷地址寄存器IAR是是74LS374。當(dāng)信號。當(dāng)信號LIAR為為1時(shí)，在時(shí)，在T3的上升沿，將的上升沿，將PC保存在保存在IAR中。當(dāng)信號中。當(dāng)信號IABUS為為1時(shí)，時(shí)，IABUS中保存的中保存的PC送數(shù)據(jù)總線送數(shù)據(jù)總線DBUS。由于本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)只有一個斷點(diǎn)寄存器而無。由于本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)只有一個斷點(diǎn)寄存器而無堆棧，因此僅支持一級中斷而不支持多級中斷。堆棧，因此僅支持一級中斷而不支持多級中斷。中斷向量即中斷服務(wù)程序的入口地址，本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中斷向量即中斷服務(wù)程序的入口地址，本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中由數(shù)據(jù)開關(guān)中由數(shù)據(jù)開關(guān)SD7SD0提供。提供。除指令除指令EI、DI外，每條指令外，每條指令執(zhí)行過程的最后一條微指令執(zhí)行

37、過程的最后一條微指令都包含判斷位都包含判斷位P4，用于判斷，用于判斷有無中斷發(fā)生，根據(jù)中斷信有無中斷發(fā)生，根據(jù)中斷信號號INT是否為是否為1決定微程序分決定微程序分支。如果信號支。如果信號INT為為1，則轉(zhuǎn)，則轉(zhuǎn)微地址微地址11H，進(jìn)入中斷處理，進(jìn)入中斷處理；如果信號；如果信號INT為為0，則轉(zhuǎn)微，則轉(zhuǎn)微地址地址01H，繼續(xù)取下一條指，繼續(xù)取下一條指令然后執(zhí)行。令然后執(zhí)行。INT為為1轉(zhuǎn)到微地址轉(zhuǎn)到微地址11H，該微指令產(chǎn)生，該微指令產(chǎn)生INTDI信號，禁止新的中斷發(fā)生，產(chǎn)生信號，禁止新的中斷發(fā)生，產(chǎn)生LIAR信號保存當(dāng)前地址信號保存當(dāng)前地址 (斷點(diǎn)寄存器），產(chǎn)生斷點(diǎn)寄存器），產(chǎn)生STOP信號

38、，等待手動設(shè)置中斷向量（數(shù)據(jù)信號，等待手動設(shè)置中斷向量（數(shù)據(jù)開關(guān)開關(guān)SD7SD0設(shè)置中斷地址），機(jī)器將中設(shè)置中斷地址），機(jī)器將中斷向量讀到斷向量讀到PC后，轉(zhuǎn)到中服務(wù)程序繼續(xù)執(zhí)后，轉(zhuǎn)到中服務(wù)程序繼續(xù)執(zhí)行。行。執(zhí)行指令執(zhí)行指令I(lǐng)RET，從中斷地址返回，該指令，從中斷地址返回，該指令產(chǎn)生產(chǎn)生IABUS信號，恢復(fù)斷點(diǎn)地址，產(chǎn)生信號信號，恢復(fù)斷點(diǎn)地址，產(chǎn)生信號LPC，將斷點(diǎn)從數(shù)據(jù)總線裝入，將斷點(diǎn)從數(shù)據(jù)總線裝入PC，恢復(fù)被，恢復(fù)被中斷的程序。中斷的程序。發(fā)生中斷時(shí)，關(guān)中斷由硬件負(fù)責(zé)。而中斷現(xiàn)發(fā)生中斷時(shí)，關(guān)中斷由硬件負(fù)責(zé)。而中斷現(xiàn)場場(包括包括4個寄存器、進(jìn)位標(biāo)志個寄存器、進(jìn)位標(biāo)志C和結(jié)果為和結(jié)果為0標(biāo)志

39、標(biāo)志Z)的保存和恢復(fù)由中斷服務(wù)程序完成。的保存和恢復(fù)由中斷服務(wù)程序完成。中斷服務(wù)程序的最后兩條指令一般是開中斷中斷服務(wù)程序的最后兩條指令一般是開中斷指令指令EI和中斷返回指令和中斷返回指令I(lǐng)RET。為了保證從。為了保證從中斷服務(wù)程序能夠返回到主程序，中斷服務(wù)程序能夠返回到主程序，EI指令執(zhí)指令執(zhí)行后，不允許立即被中斷。因此，行后，不允許立即被中斷。因此，EI指令執(zhí)指令執(zhí)行過程中的最后一條微指令中不包含行過程中的最后一條微指令中不包含P4判判別位。別位。7273JMP R109HINC R008HINC R007HINC R006HINC R005HINC R004HINC R003HINC R002HINC R001HEI00H機(jī)器代碼指令地址IRET46HEI46HADD R0，R045H為了保證此程序能夠循壞執(zhí)行，應(yīng)當(dāng)將為了保證此