系列文章目錄

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目錄

• 系列文章目錄
• 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/li>
• 二、實(shí)驗(yàn)原理
• 三、微程序控制電路與微指令格式
• 四、實(shí)驗(yàn)接線
• 五、實(shí)驗(yàn)步驟
• • ①寫(xiě)微程序
  • ②讀微程序
  • ③單步運(yùn)行
  • ④連續(xù)運(yùn)行
• 六、實(shí)驗(yàn)結(jié)論

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一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/h1>

1、掌握時(shí)序信號(hào)發(fā)生電路組成原理。
2、掌捏微程序控制器的設(shè)計(jì)思想和組成原理。
3、掌握微程序的編制、寫(xiě)入,觀察微程序的運(yùn)行。

二、實(shí)驗(yàn)原理

實(shí)驗(yàn)所用的時(shí)序電路原理如圖3-6所示,可產(chǎn)生4個(gè)等間隔的時(shí)序信號(hào)TS1~ TS4,其中 SP 為時(shí)鐘信號(hào),由實(shí)驗(yàn)機(jī)上時(shí)鐘源提供,可產(chǎn)生頻率及脈寬可調(diào)的方波信號(hào)。學(xué)生可根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求自行選擇方波信號(hào)的頻率及脈寬。為了便于控制程序的運(yùn)行,時(shí)序電路發(fā)生器設(shè)計(jì)了一個(gè)啟停控制觸發(fā)器 UN1B,使TS1~ TS4信號(hào)輸出可控。圖中“運(yùn)行方式"、“運(yùn)行控制”、“啟動(dòng)運(yùn)行"三個(gè)信號(hào)分別是來(lái)自實(shí)驗(yàn)機(jī)上三個(gè)開(kāi)關(guān)。當(dāng)“運(yùn)行控制”開(kāi)關(guān)為“運(yùn)行",“運(yùn)行方式"開(kāi)關(guān)置為“連續(xù)"時(shí),一旦按下“啟動(dòng)運(yùn)行”開(kāi)關(guān),運(yùn)行觸發(fā)器 IN1B的輸出 QT 一直處于“1”狀態(tài),因此時(shí)序信號(hào)TS1~TS4將周而復(fù)始地發(fā)送出去；當(dāng)“運(yùn)行控制"開(kāi)關(guān)置為“運(yùn)行”,“運(yùn)行方式”開(kāi)關(guān)置為“單步”時(shí),一旦按下“啟動(dòng)運(yùn)行"開(kāi)關(guān),機(jī)器便處于單步運(yùn)行狀態(tài),即此時(shí)只發(fā)送一個(gè) CP 周期的時(shí)序信號(hào)就停機(jī)。利用單步方式，每次只運(yùn)行一條微指令,停機(jī)后可以觀察微指令的代碼和當(dāng)前微指令的執(zhí)行結(jié)果。另外,當(dāng)實(shí)驗(yàn)機(jī)連續(xù)運(yùn)行時(shí),如果“運(yùn)行方式”開(kāi)關(guān)置”單步“位置,也會(huì)使實(shí)驗(yàn)機(jī)停機(jī)。

三、微程序控制電路與微指令格式

(1)微程序控制電路
微程序控制器的組成見(jiàn)圖3-7,其中控制存儲(chǔ)器采用3片E2PROM的2816芯片,具有掉電保護(hù)功能,微命令寄存器18位,用兩片8D觸發(fā)器74LS273(U23、U24)和一片4D觸發(fā)器74LS175(U27)組成。微地址寄存器6位,三片正沿觸發(fā)的雙 D 觸發(fā)器74LS74(U14~U16)組成,它們帶有清“0”端和預(yù)置端。在不判別測(cè)試的情況下,T2時(shí)刻打入微地址寄存器的內(nèi)容即為下一條微指令地址。當(dāng)T4時(shí)刻進(jìn)行測(cè)試判別時(shí),轉(zhuǎn)移邏輯滿足條件后輸出的負(fù)脈沖通過(guò)強(qiáng)置端將某一觸發(fā)器置為“1”狀態(tài),完成地址修改。 在該實(shí)驗(yàn)電路中設(shè)有一個(gè)編程開(kāi)關(guān),它具有三種狀態(tài):寫(xiě)入、讀出、運(yùn)行。當(dāng)處于“寫(xiě)”狀態(tài)時(shí),學(xué)生根據(jù)微地址和微指令格式將微指令二進(jìn)制代碼寫(xiě)入到控制存儲(chǔ)器2816中。當(dāng)處于“讀”時(shí),可以對(duì)寫(xiě)入控制存儲(chǔ)器中的二進(jìn)制代碼進(jìn)行驗(yàn)證,從而可以判斷寫(xiě)入的二進(jìn)制代碼是否正確。當(dāng)處于“運(yùn)行”狀態(tài)時(shí),只要給出微程序的入口微地址,則可根據(jù)微程序流程圖自動(dòng)執(zhí)行微程序。圖中微地址寄存器輸出端增加了一組三態(tài)門(mén)(U12),目的是隔離觸發(fā)器的輸出,增加抗干擾能力,并用來(lái)驅(qū)動(dòng)微地址顯示燈。
(2)微指令格式 微指令長(zhǎng)共24位,其控制位順序如下:

其中UA5~ UA0為6位的后續(xù)微地址,A、B、C三個(gè)譯碼字段,分別由三組譯碼控制電路譯碼產(chǎn)生各控制信號(hào)。C字段中的 P (1)~ P (4）是四個(gè)測(cè)試字位。其功能是根據(jù)機(jī)器指令及相應(yīng)微代碼進(jìn)行譯碼,使微程序轉(zhuǎn)入相應(yīng)的微地址入口,從而實(shí)現(xiàn)微程序的順序、分支、循環(huán)運(yùn)行,其原理如圖3-8示,圖中I7~ I2為指令寄存器的第7~ 2位輸出,SE5~ SE1為微控器單元微地址鎖存器的強(qiáng)置端輸出。AR為算術(shù)運(yùn)算是否影響進(jìn)位及判零標(biāo)志控制位,低電平有效。B字段中的 RSB、RDB、RIB分別為源寄存器選通信號(hào)、目的寄存器選通信號(hào)及變址寄存器選通信號(hào),其功能是根據(jù)機(jī)器指令來(lái)進(jìn)行三個(gè)工作寄存器R0、R1及R2的選通譯碼,其原理如3-9,圖中I0—I4為指令寄存器的第0~4位, LDRI為打入工作寄存器信號(hào)的譯碼器使能控制位。

四、實(shí)驗(yàn)接線

1、J20,J21,J22,ZI2接上短路片,
2、J23,J24,J25,J26接左邊;
3、J27,J28右邊;
4、J29不接;
5、 JAl1,JA2,JA3,JA4置“高阻”;
6、JA5置“接通”;
7、JA8置“微程序”
8、JA6置“微控“

五、實(shí)驗(yàn)步驟

仔細(xì)查線無(wú)誤后接通電源，觀測(cè)時(shí)序信號(hào)，用雙蹤示波器（或用PC示波器功能)觀察方波信號(hào)源的輸出。方法如下：“總清“開(kāi)關(guān)置“1”,將“運(yùn)行控制"開(kāi)關(guān)置為“運(yùn)行"、”開(kāi)關(guān)方式“開(kāi)關(guān)置為"連續(xù)"。

①寫(xiě)微程序

A.“編程開(kāi)關(guān)”置為“寫(xiě)入”狀態(tài)
B. "運(yùn)行控制”開(kāi)關(guān)置為"運(yùn)行” “運(yùn)行方式”開(kāi)關(guān)置為“單步”
C.用二進(jìn)制模擬開(kāi)關(guān)UA0_{UA5置6位微地址,UA0}UA5的電平由 LK0~LK5顯示,高電平亮,低電平滅。
D.用二進(jìn)制模擬開(kāi)關(guān)MK1——MK24置24位微代碼,24位微代碼由LMD1~LDM24顯示燈顯示，高電平亮，低電平滅
E.按動(dòng)“啟動(dòng)運(yùn)行“開(kāi)關(guān),啟動(dòng)時(shí)序電路,即可將微代碼寫(xiě)入到 E2PROM 2816中的相應(yīng)地址單元中。
F.重復(fù)C-E步驟,將表3-5的微代碼全部寫(xiě)入E2PROM 2816中。

②讀微程序

A.將“編程開(kāi)關(guān)”設(shè)置為"讀"狀態(tài)。
B.“運(yùn)行控制”開(kāi)關(guān)冒為“運(yùn)行”,“運(yùn)行方式“開(kāi)關(guān)置為”單步“狀態(tài)。
C.用二進(jìn)制模擬開(kāi)關(guān)UA0~UA5置6位微地址。
D.按動(dòng)“啟動(dòng)運(yùn)行“開(kāi)關(guān),啟動(dòng)時(shí)序電路,讀出微代碼，觀察顯示燈LMD1~LMD24的狀態(tài)，檢查獨(dú)處的微代碼是否與寫(xiě)入的相同，如果不同，則將”編程開(kāi)關(guān)“置為“寫(xiě)入”狀態(tài)，重新執(zhí)行①即可。

③單步運(yùn)行

A."編程開(kāi)關(guān)"置于"運(yùn)行"狀態(tài)。
B.“運(yùn)行控制"開(kāi)關(guān)置為"運(yùn)行”,“ “運(yùn)行方式"開(kāi)關(guān)置為“單步"狀態(tài)。
C.“系統(tǒng)總清”,即"總清"開(kāi)關(guān)撥0-1。使微地址寄存器以U14~U16清零,從而明確本機(jī)的運(yùn)行入口微地址為000000(二進(jìn)制)
D.按動(dòng)“啟動(dòng)運(yùn)行"開(kāi)關(guān),啟動(dòng)時(shí)序電路,則每按動(dòng)一次,運(yùn)行一條微指令后停機(jī),此時(shí)實(shí)驗(yàn)機(jī)上的微地址顯示燈和微程序顯示燈將顯示所讀出的一條指令。

④連續(xù)運(yùn)行

A.將“編程開(kāi)關(guān)"置為“運(yùn)行"狀態(tài)。
B.“運(yùn)行控制"開(kāi)關(guān)置為“運(yùn)行",“運(yùn)行方式"開(kāi)關(guān)置為“連續(xù)”
C.系統(tǒng)總清,即“總清"開(kāi)關(guān)撥0—1。使微地址寄存器U14~U16清零,從而明確本機(jī)的運(yùn)行入口微地址為000000(二進(jìn)制)。
D.按動(dòng)“啟動(dòng)運(yùn)行”開(kāi)關(guān),啟動(dòng)時(shí)序電路,則連續(xù)運(yùn)行。

六、實(shí)驗(yàn)結(jié)論

本次實(shí)驗(yàn)主要操作是不斷地輸入表3-5中的二進(jìn)制代碼表，直至完成全部輸入，此為寫(xiě)操作；
其次是讀操作，通過(guò)二進(jìn)制模擬開(kāi)關(guān)UA0~UA5置微地址，讀出微代碼，仔細(xì)核對(duì)是否與輸入的微代碼相同；
最后是運(yùn)行，要注意是否已經(jīng)總清。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的实验五 微控制器实验的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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