微程序控制器实验报告.docx

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1、计算机组成原理实验报告姓名XXXX学号XXXX班级XXXX实验合作者XXXXXXXX实验序号XX实验时间2013.10.25主讲老师XXXX指导老师XXXX实验心得通过指导老师的向导与实验合作者初次学习使用微程序控制器原理以及初次学习共同连线，并且比较成功地按实验步骤去做，最后成功的显示了正确的结果，对微程序控制器的组成结构和运行原理有了一个初步的认识。学生签名XXXX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，观察微程序的运行过程。二、实验设备：PC机一台，TD-CMA实验系统一套。三、实验

2、原理：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的硬件逻辑部件工作的微命令序列，完成数据传送和各种处理操作。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，称为控制存储器,微程序控制器原理框图如图所示：微程序控制器组成原理框图在实验平台中设有一组编程控制开关KK3、KK4、KK5（位于时序与操作台单元），

3、可实现对存储器（包括存储器和控制存储器）的三种操作：编程、校验、运行。考虑到对于存储器（包括存储器和控制存储器）的操作大多集中在一个地址连续的存储空间中，实验平台提供了便利的手动操作方式。以向00H单元中写入为例，对于控制存储器进行编辑的具体操作步骤如下：首先将KK1拨至‘停止’档、KK3拨至‘编程’档、KK4拨至‘控存’档、KK5拨至‘置数’档，由CON单元的SD05——SD00开关给出需要编辑的控存单元首地址（），IN单元开关给出该控存单元数据的低8位（），连续两次按动时序与操作台单元的开关ST（第一次按动后MC单元低8位

4、显示该单元以前存储的数据，第二次按动后显示当前改动的数据），此时MC单元的指示灯MA5——MA0显示当前地址（），M7——M0显示当前数据（）。然后将KK5拨至‘加1’档，IN单元开关给出该控存单元数据的中8位（），连续两次按动开关ST，完成对该控存单元中8位数据的修改，此时MC单元的指示灯MA5——MA0显示当前地址（），M15——M8显示当前数据（）；再由IN单元开关给出该控存单元数据的高8位（），连续两次按动开关ST，完成对该控存单元高8位数据的修改此时MC单元的指示灯MA5——MA0显示当前地址（），M23——M16显

5、示当前数据（）。此时被编辑的控存单元地址会自动加1（01H），由IN单元开关依次给出该控存单元数据的低8位、中8位和高8位配合每次开关ST的两次按动，即可完成对后续单元的编辑。以向00H单元中写入为例的图示流程编辑完成后需进行校验，以确保编辑的正确。以校验00H单元为例，对于控制存储器进行校验的具体操作步骤如下：首先将KK1拨至‘停止’档、KK3拨至‘校验’档、KK4拨至‘控存’档、KK5拨至‘置数’档。由CON单元的SD05——SD00开关给出需要校验的控存单元地址（），连续两次按动开关ST，MC单元指示灯M7——M0显示该

6、单元低8位数据（）；KK5拨至‘加1’档，再连续两次按动开关ST，MC单元指示灯M15——M8显示该单元中8位数据（）；再连续两次按动开关ST，MC单元指示灯M23——M16显示该单元高8位数据（）。再连续两次按动开关ST，地址加1，MC单元指示灯M7——M0显示01H单元低8位数据。如校验的微指令出错，则返回输入操作，修改该单元的数据后再进行校验，直至确认输入的微代码全部准确无误为止，完成对微指令的输入。以校验00H单元为例的图示流程位于实验平台MC单元左上角一列三个指示灯MC2、MC1、MC0用来指示当前操作的微程序字段，

7、分别对应M23——M16、M15——M8、M7——M0。实验平台提供了比较灵活的手动操作方式，比如在上述操作中在对地址置数后将开关KK4拨至‘减1’档，则每次随着开关ST的两次拨动操作，字节数依次从高8位到低8位递减，减至低8位后，再按动两次开关ST，微地址会自动减一，继续对下一个单元的操作。微指令字长共24位，控制位顺序如表所示：微指令格式表其中MA5…MA0为6位的后续微地址，A、B、C为三个译码字段，分别由三个控制位译码出多位。C字段中的P<1>为测试字位。其功能是根据机器指令及相应微代码进行译码，使微程序转入相应的微地

8、址入口，从而实现完成对指令的识别，并实现微程序的分支。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IN0010000