微程序控制器实验

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原理项目名称微程序控制器实验班级学号姓名同组人员实验日期一、实验目的与要求实验目的（ 1）掌握微程序控制器的组成原理（ 2）掌握微程序控制器的编制、写入，观察微程序的运行过程实验要求（ 1）实验之前，应认真准备，写出实验步骤和具体设计内容，否则实验效率会很低，一次实验时间根本无法完成实验任务 , 即使基本做对了，也很难说懂得了些什么重要教学内容；（ 2）应在实验前掌握所有控制信号的作用，写出实验预习报告并带入实验室；（ 3）实验过程中，应认真进行实验操作，既不要因为粗心造成短路等事故而损坏设备，又要仔细思考实验有关内容， 把自

2、己想不明白的问题通过实验理解清楚；（ 4）实验之后，应认真思考总结，写出实验报告，包括实验步骤和具体实验结果，遇到的问题和分析与解决思路。 还应写出自己的心得体会， 也可以对教学实验提出新的建议等。实验报告要交给教师评阅后并给出实验成绩；二、实验逻辑原理图与分析画实验逻辑原理图指令寄存器 IROP状 态 条.地址转移逻辑微地址寄存器地址译码微命令信号.控制存储器P字段控制字段逻辑原理图分析微程序控制器的基本任务是完成当前指令的翻译个执行， 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

3、微命令的集合仿照机器指令一样， 用数字代码的形式表示， 这种表示成为微指令。 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。三、数据通路图及分析( 画出数据通路图并作出分析)（ 1）连接实验线路，检查无误后接通电源。如果有警报声响起，说明有总线竞争现象，应关闭电源，检查连线，直至错误排除。（ 2）对微控制器进行读写操作，分两种情况：手动读写和联机读写。1 、手动读写手动对微控制器进行编程（写）1. 将时序与操作台单元的开关 KK1置为“停止” 档，KK3置为“编程” 档，2. 使用 CON单元的 SD05 SD00给出

4、微地址， IN 单元给出低 8 位应写入的数据，连续两次按动时序与操作台单元的ST，将 IN 单元的数据写到该单元的低8位。3. 将时序与操作台单元的开关 KK5置为“加 1”档。4.IN单元给出中 8 位应写入的数据， 连续两次按动时序与操作台单元的开关 ST，将 IN 单元的数据写到该单元的中 8 位。IN 单元给出高 8 位应写入的数据，连续两次按动时序与操作台单元的开关 ST，将 IN 单元的数据写到该单元的高 8位。5. 重复 1.2.3.4. 四步，将下表的微代码写入到 2816 芯片中。手动对微控制器进行校验（读）地址十六进制高五位S3S0A 字段B 字段C 字段MA5 MA00

5、000 00 010000000000000000000000010100 70 700000000001110000011100000400 24 050000000000100100000001010504 B2 010000010010110010000000013000 14 040000000000010100000001003218 30 010001100000110000000000013328 04 010010100000000100000000013500 00 350000000000000000001101011 、将时序与操作台单元的开关 KK1置为“停止”档，KK

6、3置为“校验” 档，KK4置为“控存”档， KK5置为“置数”档2. 使用 CON单元的 SD05 SD00给出微地址，连续两次按动时序与操作台单元的 ST，MC单元的指数指示灯 M7 M0显示该单元的低 8 位。3. 将时序与操作台单元的开关 KK5置为“加 1”档。4. 连续两次按动时序与操作台单元的 ST，MC单元的指数指示灯 M15 M8显示该单元的中 8 位。连续两次按动时序与操作台单元的 ST，MC单元的指数指示灯 M23 M16显示该单元的高 8 位。5. 重复 1.2.3.4. 四步，完成对微代码的校验。 如果检验出微代码写入错误，重新写入、校验、直至确认微指令的输入无误为止。

7、2 、联机读写四、实验数据和结果分析实验结果数据结果数据分析01 007070 ： CON（INS）->IR,P<1>通过给定的微地址 01，根据实验数据选择对应的微指令 CON（ INS）->IR,P<1> ，比较 A、B、C三个译码字段的值，选择相应的微命令 LDR0和 P<1>，实现此次的微指令操作。04 002405： R0->B通过给定的微地址 04，根据实验数据选择对应的微指令 R0->B，比较 A、B、C三个译码字段的值，选择相应的微命令 LDB和 R0_B，实现此次的微指令操作。05 04B201: A+B->R

8、0通过给定的微地址 05，根据实验数据选择对应的微指令 A+B->R0，比较 A、B、C三个译码字段的值， 选择相应的微命令 LDR0和 ALU_B，实现此次的微指令操作。30 001404: R0->A通过给定的微地址 30，根据实验数据选择对应的微指令 R0->A，比较 A、B、C三个译码字段的值，选择相应的微命令 LDA和 R0_B，实现此次的微指令操作。32 183001: IN->R0通过给定的微地址 32，根据实验数据选择对应的微指令 IN->R0，比较 A、 B、 C 三个译码字段的值，选择相应的微命令 IOR 和 LDR0，实现此次的微指令操作。3

9、3 080401: R0->OUT通过给定的微地址 33，根据实验数据选择对应的微指令 R0->OUT，比较 A、B、C三个译码字段的值，选择相应的微命令 R0_B和 IOW，实现此次的微指令操作。35 000035: NOP通过给定的微地址35，根据实验数据选择对应的微指令NOP, 执行停机微命令。五、实验问题分析、思考题与小结问题分析1、手动读写浪费时间很长。对微控器进行读写操作时 , 可以手动读写 , 也可以联机读写。在第一次实验时，进行的是手动读写，手动读写时需先读 IN 单元给出低 8 位数据，然后将时序与操作台单元的开关 KK5置为“加 1”档，继续读中 8 位，高 8 位。由于操作繁琐，经常读写错误，导致重头开始重新读写，浪费了很多时间。2、OUT单元的显示值不是01000110。进行本机运行时，操作不正确，导致OUT单元显示值错误。思考题1. 当前的数据通路是由哪条微指令实现的？R0->A。2. 当前微指令有几个微命令有效？两个微命令有效，分别是 R0_B#和 LDA。3. 当前微指令的微地址？30。4. 当前微指令是解释执行哪条机器指令的？ADD。5.