微程序控制器 实验报告.doc

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1、.计算机科学与技术系实验报告专业名称计算机科学与技术课程名称计算机组成与结构项目名称微程序控制器实验班级学号Word资料.姓名同组人员无实验日期2015-11-11一、实验目的1.掌握微程序控制器的组成原理；2.掌握微程序的编制、写入、观察微程序的运行情况。二、实验逻辑原理图与分析2.1实验逻辑原理图及分析微程序控制器的基本任务是完成当前指令的翻译和执行，即将当前指令的功能转换成可以控制硬件逻辑部件工作的微命令序列，以完成数据传输和各种处理操作。它的执行方法就是将控制各部件动作的微命令的集合进行编码，即将微命令的集合仿照机器指令一样，用数字代码的形

2、式表示，这种表示称为微指令。这样就可以用一个微指令序列表示一条机器指令，这种微指令序列称为微程序。微程序存储在一种专用的存储器中，该存储器称为控制存储器，如图所示：微程序控制器组成原理框图Word资料.控制器是严格按照系统时序来工作的，因而时序控制对于控制器的设计是非常重要的，从前面的实验可以很清楚地了解时序电路的工作原理。本实验所用的时序单元来提供，分为四拍TS1、TS2、TS3、TS4。在微程序控制器的组成中，控制器采用3片2816的E^2PROM，具有掉电保护功能，微命令寄存器18位，用两片8D触发器（273）和一片4D（175）触发器组成。

3、为地址寄存器6位，用三篇正沿触发的双D触发器（74）组成，他们带有清“0”端和预置端。在不判别测试的情况下，T2时刻打入微地址寄存器的内容即为吓一条微指令地址。当T4时刻惊醒测试判别式，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。Word资料.数据通路图及分析(画出数据通路图并作出分析)本实验安排了四条机器指令，分别为ADD（00000000）、IN（00100000）、OUT（00110000）和HLT（01010000），括号中为各指令的二进制代码，指令格式如下：助记符机器指令码说明IN00100000IN

4、->ROADD00000000RO+RO->ROOUT00110000RO->OUTHLT01010000停机试验中机器指令由CON单元的二进制开关手动给出，其余单元的控制信号均由微程序控制器自动产生，为此可以设计出相应的数据通路图，如下图所示：数据通路图几条机器指令对应的参考微程序流程图如下图所示。图中一个矩形方框表示一条微指令，方框中的内容为噶指令执行的微操作，右上角的数字是该条指令的为地址，右下角的数字是该条指令的后续微地址，所有为地址均用16进制表示。向下的箭头之处了下一条Word资料.要执行的指令。P<1>为测试字，根据条件使微程序产生分

5、支。微程序流程图将全部微程序按微指令格式变为二进制代码，可得到表中的二进制代码表：地址十六进制高五位S3—S0A字段B字段C字段MA5-MA00000000100000000000000000000000101007070000000000111000001110000040024050000000000100100000001010504B201000001001011001000000001300014040000000000010100000001003218300100000000001100000000000133280401000000

6、00000001000000000135000035000000000000000000110101四、实验数据和结果分析4.1实验结果数据和结果数据分析如图所示Word资料.当前为指令的地址是00，下一条微指令地址是01当前指令地址是01H，数据是007070H，通过数据的后6位知道下条指令地址为30，此条指令表示为CON->IR中，写入机器指令码Word资料.写入机器指令码到IR中，机器指令码为00100000，实现IN->R0。当前指令地址是32H,下一地址是01H，实现了IN->R0微指令实现R0->A，因为这条微指令已经实现，所以图中的当

7、前指令地址为上一条指令的下一条地址，上一条微指令地址30H，当前微指令地址为04H微指令实现R0->B，因为这条微指令已经实现，所以图中的当前指令地址为上一条指令的下一条地址，上一条微指令地址04H，当前微指令地址为05HWord资料.Word资料.微指令实现A+B->R0，因为这条微指令已经实现，所以图中的当前指令地址为上一条指令的下一条地址，上一条微指令地址05H，当前微指令地址为01H机器指令码为30H，R0->OUT,所以要跳到地址为30H微指令实现R0->OUT，因为这条微指令已经实现，所以图中的当前指令地址为上一条指令的下一条地址，上一

8、条微指令地址33H，当前微指令地址为01HWord资料.注：如果需要停机就输入01010000机器指令码Word资料.五、