计算机组成原理实验报告_微控制器

计算机组成原理实验报告

题目： 微程序控制器实验

实验目的：

(1) 理解时序产生器的原理，了解时钟和时序信号的波形。

(2) 掌握微程序控制器的功能、组成知识。

(3) 掌握微指令格式和各字段功能。

(4) 掌握微指令的编制、写入、观察微程序的运行

实验设备

PC机一台，TD—CM3+实验系统一套。

实验内容及要求：

实验原理：

微程序控制电路与微指令格式

(A) 微程序控制电路

微程序控制器的组成见图10，其中控制存储器采用3片2816的E2PROM，具有掉电保护功能，微命令寄存器18位，用两片8D触发器(74273)和一片4D(74175)触发器组成。微地址寄存器6位，用三片正沿触发的双D触发器(7474)组成，它们带有清“0”端和预置端。在不判别测试的情况下，T2时刻打入微地址寄存器的内容即为下一条微指令地址。当T4时刻进行测试判别时，转移逻辑满足条件后输出的负脉冲通过强置端将某一触发器置为“1”状态，完成地址修改。

在该实验电路中设有一个编程开关(位于实验板右上方)，它具有三种状态：PROM (编程)、READ(校验)、RUN(运行)。当处于“编程状态”时，实验者可根据微地址和微指令格式将微指令二进制代码写入到控制存储器2816中。当处于“校验状态”时，可以对写入控制存储器中的二进制代码进行验证，从而可以判断写入的二进制代码是否正确。当处于“运行状态”时，只要给出微程序的入口微地址，则可根据微程序流程图自动执行微程序。图中微地址寄存器输出端增加了一组三态门，目的是隔离触发器的输出，增加抗干扰能力，并用来驱动微地址显示灯。

微程序控制器原理图 图10

(B) 微指令格式

微指令字长共24位，其控制位顺序如图所示。

232221201918~1514~1211~98~65~0M23M22WRRDIOMS3~S0A字段B字段C字段MA5~MA0图11 微指令格式

A字段 B字段

141312选择/000NOP001LDA010LDB011LDR0100保留101保留110保留111LDIR11109选择000NOP001ALU-B010R0-B011保留100保留101保留110保留111保留

876选择000NOP001P<1>010保留011保留100保留101保留110保留111保留

C字段

MA5--MA0为6位的后续微地址，A，B，C为三个译码字段，分别由三个控制位译码出多个微命令。C字段中的P(1)是测试字位。其功能是根据机器指令及相应微代码进行译码，使微程序转入相应的微地址入口，从而实现微程序的顺序、分支、循环运行，。图中I7一I2为指令寄存器的第7--2位输出，SE5—SE0为微程序控制器单元微地址锁存器的强置端输出。

(C)二进制代码表

二进制微代码表

地址十六进制高五位S3~S0A字段B字段C字段MA5-MA00000 00 010000000000000000000000010100 70 700000000001110000011100000400 24 050000000000100100000001010504 B2 010000010010110010000000013000 14 040000000000010100000001003218 30 010001100000110000000000013328 04 010010100000000100000000013500 00 35000000000000000000110101

将全部微程序按照指令格式变成二进制微代码 可得上表

实验内容

按照实验接线图连接好实验线路，并且检查线路，确保无误。

对微控器的读写操作(1)手动读写 (2)联机读写

3.运行微程序(1)本机运行 (2)联机运行

这次实验安排了四条机器指令，分别为 ADD(