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

2、”。实验箱依靠“ 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岀发点。在调用转移时必 须把岀发地址（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

3、地址）完成转子程序。返回转移时，返回指令开启ST的输岀，并给 岀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P

4、C(11H)存入ST(栈寄存器) ste n pcoe elp X2 X1 X0 1 0 0 0 0 0 选中IN，数据通过IN送入PC K23K16: 00010001 STEP 将PC压入堆栈ST中 ste n pcoe elp X2 X1 X0 0 1 1 0 1 1 STEP PC改为50H ste n pcoe elp X2 X1 X0 1 0 0 0 0 0 STEP 将PC加到53H ste n pcoe elp X2 X1 X0 1 0 1 1 1 1 STEP按三次 程序返回，将 ST(11H)的值返回到 PC ste n pcoe elp X2 X1 X0 1 0 0 0

5、1 0 STEP 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。) 启动桌面上 COMPUTE.EX软件。 连接通信口： COM1/COM2 点击源程序编写程序： START: MOV A,#11H OUT CALL 50H MOV A,#55H OUT CALL 50H JMP START ORG 50H MOV A,#10H L1: SUB A,#01H / 每一次减一，减到 0为止 JZ L2 /判0条件转移 JMP L1 L2: RET END 保存，文件名后需加.asm后缀。 编译下载。 全速运行 五、

6、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 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

7、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.EX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,#50 L1: MOV R0,A MOV A,#11H OUT CALL 20H L2: MOV A,#5