实验四基本模型机设计与实现 - search readpudncom

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1、实验四基本模型机设计与实现一、实验目的1．在掌握部件单元电路实验的基础上，将微程序控制器模块与运算器模块、存储器模块组合成一起，组成一台基本模型计算机。2．用微程序控制器来控制模型机的数据通道。3．通过CPU运行五条机器指令组成的简单程序，掌握机器指令与微指令的关系，建立利用指令控制整机（输入、输出、运算、存储系统）的概念。二、实验设备计算机组成原理实验仪一台，PC机一台，排线若干。三、实验原理（1）实验数据框图如图4-1所示：图4-1基本模型机数据通道框图（2）在模型机实验中，数据通道的控制将由微程序控制器来完成，CPU从内存取出一条机器指令到执行指令结束的一个

2、指令周期，是由微指令组成的序列来完成的，即一条机器指令对应一个微程序。（3）本实验我们将五条机器指令及有关数据写入RAM和ROM中。通过CPU运行由五条机器指令组成的简单程序，掌握机器指令与微指令的关系。（4）微指令格式：242322212019181716151413121110987654321S3S2S1S0MCnWEA9A8ABCUA5UA4UA3UA2UA1uA09A字段B字段C字段151413选择121110选择987选择000000000001LDRi001RS-B001P（1）010LDDR1010RD-B010P（2）011LDDR2011R1-

3、B011P（3）100LDIR100299-B100P（4）101LOAD101ALU-B101AR110LDAR110PC-B110LDPC其中A8、A9是2：4译码器（74LS139）的输入端，Y0、Y1、Y2、Y3是译码器输出端，其电路结构如下：其中Y0为SW-B，Y1为CE，Y2为LED-B，Y3为空。（1）微程序流程图如下：运行微程序9图4-2基本模型机微程序流程图（1）微指令二进制代码表如表4.2所示：表4.2微地址S3S2S1S0MCNWEA9A8ABCUA5---UA00000000001100000010001000001000000011110

4、110110000010020000000011000000010010000300000000111000000000010004000000001011000000000101050000000110100010000001100610010101100110100000000107000000001110000000001101100000000000010000000000011100000001111011011000001112000000011110110110000111130000000111101101100011101400000001111

5、011011001011015000000101000001000000001160000000011100000000011111700000000101000000001010120000000011110110110010010210000000111101101100101002200000000101000000001011123000000011000000000000001240000000000100000000110002500000111000010100000000126000000001101000110000001270000011100

6、0010100001000030000001101000101000010001（2）机器指令格式如表4.3所示：9表4.3一、实验内容及步骤1．实验内容（1）按图4-3连接实验线路，检查无错后通电。9图4-3基本模型机接线图（2）实验程序用基本的五条机器指令编写实验程序。该实验程序作为例子已存在磁盘里，文件名为EX1，该程序包括机器指令程序和微指令程序，机器指令程序如下：（地址和内容都是十六进制，机器指令的前4位为操作码。）例子：微指令的微代码如下：（内容是十六进制）说明：十六进制微指令程序的微代码的表示法是按照表4.2微指令二进制代码表中从左到右分成3个8位，

7、将此3个8位的二进制代码化为相应的十六进制数即可。脱机手动输入微代码时，请将十六进制的微代码的第1字节和第3字节内容对换后输入，即从开关MK24开始，先输第3字节，再输第2字节，最后输第1字节。而十六进制的地址要转化为八进制输入，内容要转化为二进制输入。1．实验步骤与PC机联机将上面的实验程序（EX1）下载到实验仪里，该程序包括机器指令程序和微指令程序，机器指令程序装入6116存储器（RAM）里，微指令程序装入E2PROM2816控制存储器（ROM）里，然后运行程序。（1）实验程序下载操作步骤：[1]开机后，启动Windows系统，双击桌面上的“组成原理实验”快捷

8、图标，即可