文档介绍：

实验二模型机综合实验——微程序控制器实验

一、CPTH控制器简介:

1. CPTH支持两种控制器方式

微程序控制器:系统已将微程序存储在uM微控存中,电路设计uM只能读,不能写。指令执行过程中一条一条读出微指令。

组合逻辑控制器:系统已下载了一套完整的实验方案(组合逻辑表达式)到组合逻辑芯片中,完成对运算器、寄存器、存储器的控制。

2. 微程序控制器组成:

微程序计数器uPC———当前微指令地址

微程序存储器uM ———当前微指令

程序计数器PC ————下条机器指令地址

程序存储器EM ————当前PC所指单元内容

指令寄存器IR————当前正在执行的机器指令

3. 微控存uM寻址:——CPTH实验系统所有指令的微程序都存储在uM中,那么如何寻址uM呢?

方法:用指令码作为微地址来寻址uM。模型机的指令码为8 位,其中指令码高6位做为uPC的高6位,uPC的低两位被恒置为00,来寻址微程序存储器uM,找到执行该指令的微程序。指令码最低两位来选择R0-R3 寄存器。

一条机器指令最多由四条微指令组成;每条微指令占一个状态周期(即一个时钟脉冲),每个周期产生不同的控制逻辑,实现各种功能。

每条微指令有24位微码。这24 位控制位来控制存储器的读写,寄存器的读写,运算器的运算功能。

微程序初始地址为复位地址00H,微程序入口地址由指令码产生,微程序下一地址由微程序计数器uPC产生。

而在组合逻辑控制方式中,按时序用指令码产生相应的控制位。

4. 两种实验模式

①手动运行“Hand……”:通过拨动实验箱上开关输入数据,用发光数码管、二极管显示输出结果,实现手动操作方式的输入/输出和机器调试。

②自动运行:通过系统小键盘及液晶显示器或PC机,直接输入、编译装载用户程序,实现微程序控制运行。

二、模型机寻址方式(五种)

1. 累加器寻址:操作数为累加器A。例:CPL A

2. 寄存器寻址:数据在R0-R3 的寄存器中。例:ADD A,R1

3. 寄存器间接寻址:数据在存储器EM 中,数据的地址在寄存器R0-R3中。例:MOV A,***@R2

4. 存储器直接寻址:数据在存储器EM 中,数据的地址为指令的操作数。例:AND A,40H”

5. 立即数寻址:数据为指令的操作数。例:SUB A,#10H

三、模型机指令集(49条机器指令)(P7-8)

助记符

机器码1

机器码2

注释

_FATCH_

000000xx

实验机占用,不可修改,复位后,所有寄存器清

0(IR除外),首先执行_FATCH_指令取指

000001xx

未使用

000010xx

未使用

000011xx

未使用

ADD A,R?

000100xx

将寄存器R?的值加入累加器A中

ADD A,***@R?

000101xx

将间址存储器的值加入累加器A中

ADD A,MM

000110xx

MM

将存储器MM地址的值加入累加器A中

ADD A,#II

000111xx

II

将立即数II 加入累加器A中

ADDC A,R?

001000xx

将寄存器R?的值加入累加器A中,带进位

ADDC A,***@R?

001001xx

将间址存储器的值加入累加器A中,带进位

ADDC A,MM

001010xx

MM

将存储器MM地址的值加入累加器A中,带进位

ADDC A,#II

001011xx

II

将立即数II 加入累加器A中,带进位

SUB A,R?

001100xx

从累加器A中减去寄存器R?的值

SUB A,***@R?

001101xx

从累加器A中减去间址存储器的值

SUB A,MM

001110xx

MM

从累加器A中减去存储器MM地址的值

SUB A,#II

001111xx

II

从累加器A中减去立即数II 加入累加器A中

SUBC A,R?

010000xx

从累加器A中减去寄存器R?值,减进位

助记符

机器码1

机器码2

注释

SUBC A,***@R?

010010xx

从累加器A中减去间址存储器的值,减进位

SUBC A,MM

010010xx

MM

从累加器A中减去存储器MM地址的值,减进位

SUBC A,#II

010011xx

II

从累加器A中减去立即数II,减进位

AND A,R?

010100xx

累加器A“与”寄存器R?的值

AND A,***@R?

010101xx

累加器A“与”间址存储器的值

AND A,MM

010110xx

MM

累加器A“与”存储器MM地址的值

AND A,#II

010111xx

II

累

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