实验四微程序控制器的组成与实现实验.doc

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1、实验四微程序控制器的组成与实现实验一、实验目的：1．掌握微程序控制器的组成及工作过程；2．通过用单步方式执行若干条微指令的实验，理解微程序控制器的工作原理。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：微程序控制器的电路图见图4-1，其中虚线部分电路由EP1K10实现。本电路由一片三态输出8D触发器74LS374、三片EEPROM2816、一片三态门74LS245和EP1K10集成的逻辑控制电路组成。28C16、74LS373、74LS245芯片的技术资料分别见图4

2、-2~图4-4。图4-2（a）28C16引脚图4-2（b）28C16引脚说明工作方式/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4-1微控制器部分电路图图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．脉冲源和时序电路：实验所用的脉冲源和时序电路中“脉冲源输出”为时钟信号，f的频率为500KHz，f/2的频率为250KHz，f/4的频率为125KHz，f/

3、8的频率为62.5KHz，共四种频率的方波信号，可根据实验自行选择一种方波信号的频率。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，其关系见图4-9。电路提供了四个按钮开关，以供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4-9。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

4、-9按动“单脉冲”按钮，“T+”和“T-”输出图4－10的波形：T+T-图4－10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、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。2．微程序控制器电路：三片EEPROM2816构成24位控制存储器。虚线部分两片8D触发器74LS273和一片4D触发器74LS175构成18位微命令寄存器，三片3线-8线译码器74LS138对微命令进行译码，三片2D触发器74LS74构成6位微地址寄存器，它们带有清“0”端和预置端。在不判别

5、测试的情况下，T2时刻打入微地址器的内容即为下一条微指令地址。当T3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。SA5~SA0为微控器电路微地址锁存器的强置端输出。在该电路中有一组开关K1、K2、K3、K4（注意：K4在基板上的“24位微代码输入及显示电路”中），它们可以设为三种状态：写入、读出和运行。当处于“写入”状态时，可根据微地址和微指令格式将微指令二进制代码写入到2816中。当处于“读出”状态时，可以将写入的二进制代码读出，从而可以对写入控存的二进制代码的正确性进行验证。当处于“运行”状态时，只要给出微程序的入囗微地址，则可根

6、据微程序流程图自动执行微程序。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.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，应使排线插头上的箭头面向自己插在横排座上；对于竖排座，应使排线插头上的箭头面向左边插在竖排座上。读写控制电路T1T2T3T4微程序控制器电路UAJ1C1C2C3C4C5C6F1F2F3F4控制总线图4－11实验四键盘实验接线图2.写微代码：将开关K1K2K3K4拨到写状态即K1off、K

7、2on、K3off、K4off，其中K1、K2、K3在微程序控制电路，K4在24位微代码输入及显示电路上。在监控指示灯滚动显示【CLASSSELECt】状态下按【实验选择】键，显示【ES--__】输入04或4，按【确认】键，显示为【ES04】，表示准备进入实验四程序，也可按【取消】键来取消上一步操作，重新输入。再按下【确认】键，显示为【CtL1=_】，表示对微代码进行操作。输入1显示【CtL1_1】，表示写微