计算机组成原理实验》报告

1、上海大学 计算机学院 计算机组成原理实验报告九 姓名 刘 学号 教师 xx 时间 周三7-9 机位 23 报告成绩 实验名称：程序转移机制（综合实验）一、实验目的1. 学习实现程序转移的硬件机制。2. 掌握堆栈寄存器的使用。二、实验原理1. 程序转移：任何复杂的程序流程，在硬件实现机制上只有两种情况：顺序执行和转移。硬件实现这两种情况的技术很简单：PC寄存器的自动加1功能实现程序顺序执行。 PC寄存器的打入初值功能实现程序转移。转移操作决定于“给PC赋值”，而转移类型决定于“所赋的值同当前指令的关系”。2. 实验箱系统的程序转移硬件机制：若LDCP为0是附带条件的，就形成“条件转移”。实验箱依

2、靠“PC打入电路”实现“有进位”时转移和“计算结果为零”时转移，以及无条件转移。3. 子程序调用和保护断点:子程序的调用和返回是两次转移，返回时转移的目标一定是调用时转移的出发点。在调用转移时必须把出发地址（断点）保存起来。1.不被一般用户所知或改变（不能被保存在数据存储区或程序存储区）。2.返回转移时能方便地找到它（返回指令的目标地址一定从这个特殊的“保存区”得到，指令本身不需要再带目标地址）。4. ST寄存器结构和子程序调用与返回控制信号:调用转移时，PC的当前值（断点)经下面的245送上DBUS，进入ST保存；然后给PC打入子程序入口地址（调用指令携带的目标地址）完成转子程序。返回转移时

3、，返回指令开启ST的输出，并给出PC打入信号（无条件转移），于是ST保存的断点经由DBUS打入PC，实现子程序返回。三、实验内容1、 用手动方式实现子程序调用转移过程。(假设转子时PC值为11H,子程序的入口地址为50H) 2. 用手动方式实现子程序返回转移过程。3. 编程实现OUT寄存器交替显示11和55，交替频率为可以清晰辨识，且不小于每秒一次。(实验箱的工作频率为：114.8Hz。)四、实验步骤K7 连 STEN ，K6连PCOE， K5连ELP，K10 K9 K8连X2 X1 X0进入手动模式(TV/ME键按三次) 将PC(11H)存入ST(栈寄存器)stenpcoeelpX2X1X0

4、100000选中IN，数据通过IN送入PCK23K16：STEP 将PC压入堆栈ST中stenpcoeelpX2X1X0011011 STEP PC改为50HstenpcoeelpX2X1X0100000STEP 将PC加到53HstenpcoeelpX2X1X0101111STEP按三次 程序返回，将ST(11H)的值返回到PCstenpcoeelpX2X1X0100010STEP3、编程实现OUT寄存器交替显示11和55，交替频率为可以清晰辨识，且不小于每秒一次。(实验箱的工作频率为：114.8Hz。)启动桌面上COMPUTE.EXE软件。 连接通信口：COM1/COM2 点击源程序编写程

5、序：START:MOV A,#11HOUTCALL 50HMOV A,#55HOUTCALL 50HJMP STARTORG 50HMOV A,#10HL1: SUB A,#01H /每一次减一，减到0为止JZ L2 /判0条件转移JMP L1L2: RETEND 保存，文件名后需加.asm后缀。 编译下载。 全速运行五、实验现象 将PC(11H)存入ST(栈寄存器)显示 ST:00 PC:11 将PC压入堆栈ST中显示 ST:11 PC:11 将PC改为50H显示ST:11 PC:50 将PC加到53H显示ST：11H PC：53H 程序返回，将ST(11H)的值返回到PC显示ST：11H

6、PC：11H六、实验结论实验结论与PC的+1与转移原理一致。七、建议八、体会这个实验主要是对PC的作用及用法进行实验，通过对PCOE、ELP、STEN、IN、x2、x1、x0等的0、1来实现PC的+1和转移的。PCOE为0的时候实现PC+1，ELP、PCOE为0的时候实现PC的打入，理解了这些再借助于STEN堆栈寄存器来存放PC之前的值，最后把STEN存放的值打回PC中实现PC返回。最后关于COMPUTE.EXE软件的使用，一定要把程序加载到实验箱里才可以，我就是忘记了打开实验箱，最后才发现没开实验箱。还有就是微指令ORG后面跟的是地址，是存放微指令的地址，call调用程序，格式为：call #*H，后面也是地址。总的来说，这次试验还是比较简单的，只要知道原理，再慢慢想，置1或置0，就会做对了。九、思考题若要求11和55各显示50次后停机，应该如何修改程序？答：答：修改的程序如下： ORG 00H MOV A,#50L1: MOV R0,A MOV A,#11H OUT CALL 20H L2: MOV A,#55H OUT C