上海大学计算机学院

《计算机组成原理实验》报告九

姓名刘学号教师xx时间周三 7-9机位

报告成绩

实验名称：程序转移机制(综合实验)

一、实验目的

学习实现程序转移的硬件机制。

掌握堆栈寄存器的使用。

二、实验原理

程序转移： 任何复杂的程序流程，在硬件实现机制上只有两种情况：顺序执行和转移。硬件实现这两种情况的技术很简单：

PC寄存器的自动加 1 功能实现程序顺序执行。PC寄存器的打入初值功能实现程序转移。

转移操作决定于“给 PC赋值”，而转移类型决定于“所赋的值同当前指令的关系”。

实验箱系统的程序转移硬件机制：

若 LDCP为 0 是附带条件的， 就形成“条件转移”。 实验箱依靠“ PC打入电路”实现“有进位”时转移和“计算结果为零”时转移，以及无条件转移。

子程序调用和保护断点 :

子程序的调用和返回是两次转移，返回时转移的目标一定是调用时转移的出发点。在调用转移时必须

把出发地址 (断点)保存起来。 1. 不被一般用户所知或改变(不能被保存在数据存储区或程序存储区)。

返回转移时能方便地找到它(返回指令的目标地址一定从这个特殊的“保存区”得到，指令本身不

需要再带目标地址) 。

ST 寄存器结构和子程序调用与返回控制信号:

调用转移时， PC的当前值(断点 ) 经下面的 245 送上 DBUS，进入 ST 保存；然后给 PC 打入子程序入口

地址(调用指令携带的目标地址)完成转子程序。返回转移时，返回指令开启ST 的输出，并给出PC

打入信号(无条件转移)，于是 ST 保存的断点经由DBUS打入 PC，实现子程序返回。

三、实验内容

1、 用手动方式实现子程序调用转移过程。

( 假设转子时PC值为 11H,子程序的入口地址为50H)

用手动方式实现子程序返回转移过程。

3.编程实现OUT寄存器交替显示11 和 55，交替频率为可以清晰辨识，且不小于每秒一次。

( 实验箱的工作频率为： 。)

四、实验步骤

K7 连 STEN ， K6 连 PCOE， K5

连 ELP， K10 K9 K8

连 X2X1X0

进入手动模式 (TV/ME 键按三次 )

① 将 PC(11H)存入 ST( 栈寄存器 )

sten

pcoe

elp

X2

X1

X0

1

0

0

0

0

0

选中 IN，数据通过 IN 送入 PC

K23~K16：STEP

②

将 PC压入堆栈 ST 中

sten

pcoe

elp

X2

X1

X0

0

1

1

0

1

1

STEP

③

PC改为 50H

sten

pcoe

elp

X2

X1

X0

1

0

0

0

0

0

STEP

④

将 PC加到 53H

sten

pcoe

elp

X2

X1

X0

1

0

1

1

1

1

STEP按三次

⑤

程序返回，将

ST(11H) 的值返回到 PC

sten

pcoe

elp

X2

X1

X0

1

0

0

0

1

0

STEP

3、编程实现OUT寄存器交替显示

( 实验箱的工作频率为：。)

11 和

55，交替频率为可以清晰辨识，且不小于每秒一次。

①启动桌面上软件。

② 连接通信口：COM1/COM2

③ 点击源程序编写程序：

START:

MOV A,#11H

OUT

CALL 50H

MOV A,#55H

OUT

CALL 50H

JMP START

ORG 50H

MOV A,#10H

L1: SUB A,#01H sm

后缀。

⑤ 编译下载。

⑥全速运行

五、实验现象

①将 PC(11H)存入 ST( 栈寄存器 )

显示 ST:00 PC:11

②将 PC压入堆栈ST 中

显示 ST:11 PC:11

③将 PC改为 50H

显示 ST:11PC:50

④将 PC加到 53H

显示 ST：11H PC ：53H

⑤程序返回，将ST(11H) 的值返回到PC

显示 ST：11H PC ：11H

六、实验结论

实验结论与PC的 +1 与转移原理一致。

七、建议

八、体会

这个实验主要是对PC 的作用及用法进行实验，通过对PCOE、 ELP、 STEN、 IN、 x2、 x1 、x0 等的 0、 1 来

实现 PC的+1 和转移的。 PCOE为 0 的时候实现PC+1，ELP、PCOE为 0 的时候实现PC的打入，理解了这些再

借助于 STEN堆栈寄存器来存放PC之前的值，最后把STEN存放的值打回PC中实现 PC返回。最后关于软件

的使用，一定要把程序加载到实验箱里才可以，我就是忘记了打开实验箱，最后才发现没开实验箱。还有

就是微指令ORG后面跟的是地址，是存放微指令的地址，call调用程序