实验六微程序控制器原理实验

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1、计算机组成原理实验指导书-８-实验六微程序控制器原理实验一、实验目的：1．掌握微程序控制器的组成及工作过程；二、预习要求：1．复习微程序控制器工作原理；2．预习本电路中所用到的各种芯片的技术资料。三、实验设备：EL-JY-II型计算机组成原理实验系统一台，连接线若干。四、电路组成：微程序控制器的原理图见图4-1(a)、4-1(b)、4-1(c)。图4-1（a）控制存储器电路图4-1（b）微地址形成电路计算机组成原理实验指导书-８-图4-1（c）微指令译码电路以上电路除一片三态输出8D触发器74LS374、三片EEPROM2816和一片三态门74LS245

2、，其余逻辑控制电路均集成于EP1K10内部。28C16、74LS374、74LS245芯片的技术资料分别见图4-2~图4-4。图4-2（a）28C16引脚图4-2（b）28C16引脚说明计算机组成原理实验指导书-８-工作方式/CE/OE/WE输入/输出读后备字节写字节擦除写禁止写禁止输出禁止LLHH××LHLL12VL××H×L××H×数据输出高阻数据输入高阻高阻高阻高阻图4-2（c）28C16工作方式选择图4-3（a）74LS374引脚图4-3（b）74LS374功能图4-4（a）74LS245引脚图4-4（b）74LS245功能五、工作原理：1、写入

3、微指令在写入状态下，图4-1（a）中K2须为高电平状态，K3须接至脉冲/T1端，否则无法写入。MS1—MS24为24位写入微代码，在键盘方式时由键盘输入，在开关方式时由24位微代码开关提供。uA5—计算机组成原理实验指导书-８-uA0为写入微地址，在键盘方式时由键盘输入，在开关方式时由微地址开关提供。K1须接低电平使74LS374有效，在脉冲T1时刻，uAJ1的数据被锁存形成微地址（如图4-1（b）所示），同时写脉冲将24位微代码写入当前微地址中（如图4-1（a）所示）。1、读出微指令在写入状态下，图4-1（a）中K2须为低电平状态，K3须接至高电平。K

4、1须接低电平使74LS374有效，在脉冲T1时刻，uAJ1的数据被锁存形成微地址uA5—uA0（如图4-1（b）所示），同时将当前微地址的24位微代码由MS1—MS24输出。2、运行微指令在运行状态下，K2接低电平，K3接高电平。K1接高电平。使控制存储器2816处于读出状态，74LS374无效因而微地址由微程序内部产生。在脉冲T1时刻，当前地址的微代码由MS1—MS24输出；T2时刻将MS24—MS7打入18位寄存器中，然后译码输出各种控制信号（如图4-1（c）所示，控制信号功能见实验五）；在同一时刻MS6—MS1被锁存，然后在T3时刻，由指令译码器输

5、出的SA5—SA0将其中某几个触发器的输出端强制置位，从而形成新的微地址uA5—uA0，这就是将要运行的下一条微代码的地址。当下一个脉冲T1来到时，又重新进行上述操作。4、脉冲源和时序：在开关方式下，用脉冲源和时序电路中“脉冲源输出”作为时钟信号，f的频率为1MHz，f/2的频率为500KHz，f/4的频率为250KHz，f/8的频率为125KHz，可根据实验自行选择一种频率的方波信号。每次实验时，只需将“脉冲源输出”的四个方波信号任选一种接至“信号输入”的“fin”，时序电路即可产生4种相同频率的等间隔的时序信号T1~T4。电路提供了四个按钮开关，以供

6、对时序信号进行控制。工作时，如按一下“单步”按钮，机器处于单步运行状态，即此时只发送一个CPU周期的时序信号就停机，波形见图4-8。利用单步运行方式，每次只读一条微指令，可以观察微指令的代码与当前微指令的执行结果。如按一下“启动”按钮，机器连续运行，时序电路连续产生如图4-9的波形。此时，按一下“停止”按钮，机器停机。图4-8单步运行波形图计算机组成原理实验指导书-８-图4-9全速运行波形图按动“单脉冲”按钮，“T+”和“T-”输出图4－10的波形：T+T-图4－10单脉冲输出波形各个实验电路所需的时序信号端均已分别连至“控制总线”的“T1、T2、T3、

7、T4”，实验时只需将“脉冲源及时序电路”模块的“T1、T2、T3、T4”端与“控制总线”的“T1、T2、T3、T4”端相连，即可给电路提供时序信号。对于键盘方式的实验，所需脉冲信号由系统监控产生（其波形与脉冲方式相同），并通过控制总线的F1—F4输出。实验时只需将“控制总线”的“F4F3F2F1”与“T4T3T2T1”相连，即可给电路提供时序信号。六、实验内容：往EEPROM里任意写24位微代码，并读出验证其正确性。七、实验步骤Ⅰ、单片机键盘操作方式实验在进行单片机键盘控制实验时，必须把K4开关置于“OFF”状态，否则系统处于自锁状态，无法进行实验。1.

8、实验连线：实验连线图如图4－11所示。连线时应按如下方法：对于横排座，应使排线插