计算机组成原理微程序控制器.doc

计算机组成原理实验报告评语:课中检查完成的题号及题数：成绩:自评分:实验报告实验名称：微程序控制器日期：2012.12.31本人信息班级：学号：姓名：同组同学信息班级：学号：姓名：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。3.可以自行设计一些微程序，更好地掌握微程序控制器及其工作原理。二、实验内容：1.对微控器进行读写操作首先对微控器进行编程（写）（1） 按图连线；（2） 将MC单元编程开关置为“编程”挡，时序单元状态开关置为“单步”挡，ADDR单元状态开关置为“置数”挡；（3） 使用ADDR单元的低6位SA5SA0给出微地址MA5MA0，微地址可以通过MC单元的MA5MA0微地址灯显示；（4） CON单元SD27.SD20，SD17SD10，SD07SD00开关上置24位微代码，待写入值由MC单元的M23M0 24位LED灯显示；（5） 启动时序电路（按动一次TS按钮），即将微代码写入到EPROM2816的相应地址对应的单元中；（6） 重复（3）（4）（5）3步。再对微控器进行校验（读）（1） 将MC单元编程开关置为“校验”挡，时序单元状态开关置为“单步”挡，ADDR单元状态开关置为“置数”挡；（2） 使用ADDR单元的低6位SA5SA0给出微地址MA5MA0，相应的地址单元的数据将会被读出，重复本步。2.运行微程序。3.自行按要求设计微程序，要求编写用微程序实现存储器中两个单字节十六进制数的加法运算，结果输出至OUT单元。要求：操作数由IN单元 R0 MEM MEM R0 ALU ALU R0 结果 OUT单元输出三、项目要求及分析： 对于该思考题要求操作数由IN单元输入，经过R0存至MEM，再由MEM中经过R0到ALU进行运算，将运算结果经过R0由OUT单元输出。可以这样考虑，首先将要输入数据的地址通过IN单元输入至AR中，然后再通过IN单元将要输入的数据通过R0存至MEM中，这样可以将要参与运算的两个数据按其地址存入MEM中，接着可以输入要参与运算的数据的地址来将MEM中的数据通过R0存入ALU中的两个寄存器中，然后ALU进行加法计算，将结果经由R0输出至OUT单元。四、具体实现： 1. 画出指令系统修改后微程序流程图2. 编写微程序$M 00 000001; NOP$M 01 007070; CON(INS)-IR,P$M 30 186004; A加B-R0$M 04 103005; IN-AR$M 05 001406; MEM-R0$M 06 186007; R0-A$M 07 103008; IN-AR$M 08 002409; MEM-R0$M 09 04B201; RO-B$M 32 18300A; IN-MEM$M 0A 18600B; IN-AR$M 0B 200401; IN-R0$M 35 000035; NOP$M 33 280401; RO-OUT3机器指令验证程序助记符 机器指令码 说明IN 0010 0000 IN-ARADD 0000 0000 A+B-R0OUT 0011 0000 R0-OUTHLT 0101 0000 停机联机装入调试（1） 将微程序用联机软件的【转储】-【装载数据】功能将微程序文件装载入实验系统；（2） 将MC单元的编程开关置为“运行”挡，MEM单元的编程开关也置为“运行”挡，按动CON单元的CLR按钮，将微地址寄存器（MAR）清零，同时也将指令寄存器（IR），ALU单元的暂存器A和暂存器B清零；（3） 将时序单元的开关置为“单拍”挡，然后按动TS按钮；（4） 按动CON单元的CLR按钮，清零微地址寄存器（MAR）等，并将时序单元的状态开关置为“单步”挡；（5） 首先将第一个数据的地址00000000在IN单元置出，按动TS按钮，当MC单元后续微地址显示为000001时，在CON单元的SD27SD20模拟给出IN指令00100000并继续单步执行，当MC单元后续微地址显示为000001时，说明当前指令已执行完；然后在IN单元将要输入的数据0001 0011置出，按动TS按钮，将数据存入R0中，再按动按钮数据存入MEM中，重复上述步骤，将第二个数据地址00000001及数据0111 0010存入；（6） 在CON单元的SD27SD20给出ADD指令00000000，然后按动TS按钮，接着在IN单元输入要参与运算的数据的地址00000000，按动TS按钮，在显示后续地址为07时输入另一个数据的地址00000001，按动TS按钮直至MC单元后续微地址显示为000001时结束，表明输入的两个数据相加结束；（7） 接下来在CON单元的SD27SD20给出OUT指令00110000并继续单步执行，在MC单元后续微地址显示为000001时，观察输出为1000 0101。五、调试运行结果： 六、所遇问题及解决方法：1. 本次试验中我们组在连线时由于疏忽而连错线，导致前期试验无法出结果，后经检查发现错误，改正后结果正确；2. 在后来的试验中，由于对于微程序的理解不太够，所以迟迟无法解决思考题的微程序的编写，经过我们组员的努力，仔细学习了课本内容，将问题顺利解决；3. 在试验中，输入数据与其要输入的地址位置相反，后来经检查是连线问题，改