計算機組成原理實驗報告_微控制器

計算機組成原理實驗報告

題目： 微程序控制器實驗

實驗目的：

(1) 理解時序產生器的原理，了解時鐘和時序信號的波形。

(2) 掌握微程序控制器的功能、組成知識。

(3) 掌握微指令格式和各字段功能。

(4) 掌握微指令的編制、寫入、觀察微程序的運行

實驗設備

PC機一臺，TD—CM3+實驗系統一套。

實驗內容及要求：

實驗原理：

微程序控制電路與微指令格式

(A) 微程序控制電路

微程序控制器的組成見圖10，其中控制存儲器采用3片2816的E2PROM，具有掉電保護功能，微命令寄存器18位，用兩片8D觸發器(74273)和一片4D(74175)觸發器組成。微地址寄存器6位，用三片正沿觸發的雙D觸發器(7474)組成，它們帶有清“0”端和預置端。在不判別測試的情況下，T2時刻打入微地址寄存器的內容即為下一條微指令地址。當T4時刻進行測試判別時，轉移邏輯滿足條件后輸出的負脈沖通過強置端將某一觸發器置為“1”狀態，完成地址修改。

在該實驗電路中設有一個編程開關(位于實驗板右上方)，它具有三種狀態：PROM (編程)、READ(校驗)、RUN(運行)。當處于“編程狀態”時，實驗者可根據微地址和微指令格式將微指令二進制代碼寫入到控制存儲器2816中。當處于“校驗狀態”時，可以對寫入控制存儲器中的二進制代碼進行驗證，從而可以判斷寫入的二進制代碼是否正確。當處于“運行狀態”時，只要給出微程序的入口微地址，則可根據微程序流程圖自動執行微程序。圖中微地址寄存器輸出端增加了一組三態門，目的是隔離觸發器的輸出，增加抗干擾能力，并用來驅動微地址顯示燈。

微程序控制器原理圖 圖10

(B) 微指令格式

微指令字長共24位，其控制位順序如圖所示。

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

A字段 B字段

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

876選擇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為6位的后續微地址，A，B，C為三個譯碼字段，分別由三個控制位譯碼出多個微命令。C字段中的P(1)是測試字位。其功能是根據機器指令及相應微代碼進行譯碼，使微程序轉入相應的微地址入口，從而實現微程序的順序、分支、循環運行，。圖中I7一I2為指令寄存器的第7--2位輸出，SE5—SE0為微程序控制器單元微地址鎖存器的強置端輸出。

(C)二進制代碼表

二進制微代碼表

地址十六進制高五位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

將全部微程序按照指令格式變成二進制微代碼 可得上表

實驗內容

按照實驗接線圖連接好實驗線路，并且檢查線路，確保無誤。

對微控器的讀寫操作(1)手動讀寫 (2)聯機讀寫

3.運行微程序(1)本機運行 (2)聯機運行

這次實驗安排了四條機器指令，分別為 ADD(

總結

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