計(jì)算機(jī)組成原理試驗(yàn)報(bào)告微程序控制單元試驗(yàn)

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)告年級(jí)：2011級(jí)姓名：蔣俊學(xué)號(hào)：38實(shí)驗(yàn)成績(jī)：實(shí)驗(yàn)日期：2013-12-15課程名稱(chēng)：計(jì)算機(jī)組成原理指導(dǎo)教師：祝昌宇實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)：微程序控制單元實(shí)驗(yàn)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微程序控制單元R 3 0 口0置0口 PO皆S0 s 8 3& 8 B 5 folul口置H圖1微程序控制單元布局圖(2)微程序控制單元原理.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

2、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，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)。.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。.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。.每一段微程序都以取指指令結(jié)束，以取得下一條指令。.在本系統(tǒng)內(nèi)，MLD為置微地址的控制信號(hào)，MCK；工作脈沖。當(dāng)ML&0、MCKt上升沿時(shí)，把M

3、D0-MD7勺值作為微程序的地址，fT入微地址寄存器。當(dāng) ML氏1、 MCKt上升沿時(shí)，微地址計(jì)數(shù)器自動(dòng)加 1。產(chǎn)口 vs號(hào)上L1 X牛*年自S.；一EK一A日云i3當(dāng)3&甘匕-電胃S 城高午 5 9i.l?:二吒二i-三.二1:1Qfc.-才匚心二二名# L-DN 小371irlI .,=嗚，二二Ir二-n一8.U三,子 LU 士與一7G匚整7 E.A W1 TX 演二具圖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MD& MD7 ML或入二進(jìn)制開(kāi)關(guān)上，將 MCK MOC給別接入脈沖單元上的 PLS1PLS2上。請(qǐng)按下表接線(xiàn)信號(hào)定義接入開(kāi)關(guān)位號(hào)MCK

4、PLS1 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11T 11T 11H三個(gè)字節(jié)，在05H中輸入55T 55T55H三個(gè)字節(jié)，在06H中輸入66H 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：ADDR MICROCODE00 xx xx xx光標(biāo)定位在地址處，按“ TAE?鍵在地址與微代碼之間

5、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“ TAEy鍵切換到微彳t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 55H 55H三個(gè)字節(jié)， 完畢后按“ NEXT鍵，在地址06H處輸入66T 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.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。.按啟停單元中的運(yùn)行按鈕，置實(shí)驗(yàn)機(jī)為

6、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（M3 M23。.按脈沖單元中的PLS2脈沖按鍵，在MOCK: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 11T 11T 11Ho.置ML氏1,微代碼的地址 MD0-MD7（對(duì)應(yīng)二進(jìn)制開(kāi)關(guān) H0H7為05H （對(duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)如卜表）H7H6H5H4H3H2H1H0H23MD7MD 6MD 5MD 4MD 3MD 2MD 1MD 0MLD000001010.按脈沖單元中的 PLS1脈沖按鍵，在 MCK產(chǎn)生一個(gè)上升

7、沿，把 MD0-MD7打入 74LS161,微地址指示燈MA0-MA7等顯示為05H,微程序存儲(chǔ)器把05H單元的內(nèi)容 輸出。為 55H 55H.按脈沖單元中的PLS2脈沖按鍵，在MOCK: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。可在CPT-B上的微指令指示燈顯示出當(dāng)前微指令，55Ho（三）微地址+1操作.置ML氏1。.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)。.按脈沖單元中的PLS1脈沖按鍵，在MCKt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 MAC-MA7等顯示為06H,同時(shí)微程 序存儲(chǔ)器輸出06H單元中的內(nèi)容。.按脈沖單元中的PLS2脈沖按鍵，在MOCK: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 66Ho五、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€(xiàn)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)