TEC-8计算机组成原理实验北邮

1、2345微命令指示灯微命令指示灯微程序控制器微程序控制器E E2 2PROMPROM控制转换开关、指示灯控制转换开关、指示灯 编程开关、编程开关、指示灯、复位、插座指示灯、复位、插座P P字段、微地址字段、微地址指示灯指示灯DBUSDBUSALUALU A A、B B PCPC 、ARAR、IRIR、INSINSC C Z Z时钟源，时序脉冲产生和译码电路，时序启停逻辑时钟源，时序脉冲产生和译码电路，时序启停逻辑等等 ；提供提供CPU周期所需的时序信号，取指并执行指令。周期所需的时序信号，取指并执行指令。 提供数据通路和控制器各寄存器所需的节拍脉冲信提供数据通路和控制器各寄存器所需的节拍脉冲信

2、号号T1、T2、T3，以及中断请求信号，以及中断请求信号ITNQ.W1、W2、W3位节拍电位位节拍电位信号供硬连线控制器使信号供硬连线控制器使用。用。单微指令开关单微指令开关DP控制节拍脉冲信号控制节拍脉冲信号T1、T2、T3的数目。当的数目。当DP朝上时，处于单微指令运行方式，朝上时，处于单微指令运行方式，每按一次每按一次QD按钮，只产生一组按钮，只产生一组T1、T2、T3；当；当DP朝下时，处于连续运行方式，每按一次朝下时，处于连续运行方式，每按一次QD按钮按钮，开始连续产生，开始连续产生T1、T2、T3，直到按一次，直到按一次CLR按按钮或者控制器产生钮或者控制器产生STOP信号为止。信

3、号为止。MF周期周期1S，占空比，占空比50%，T1T4的脉宽的脉宽1S。微指令周期。微指令周期4S。控制信号切换器实现控制信号的切换。转换开关拨到朝上位置时控制信号切换器实现控制信号的切换。转换开关拨到朝上位置时，TEC-8使用硬连线控制器产生的控制信号；使用硬连线控制器产生的控制信号；拨到中间位置拨到中间位置TEC-8各部件独立，控制信号通过开关来控制；各部件独立，控制信号通过开关来控制；拨到朝下位置拨到朝下位置时，时，TEC-8使用微程序控制器产生的控制信号。使用微程序控制器产生的控制信号。SWC、SWB、SWA确定的确定的TEC-8的操作模式如图：的操作模式如图：操作模式操作模式实验功

4、能实验功能000启动程序运行启动程序运行001写存储器写存储器010读存储器读存储器011读寄存器读寄存器100写寄存器写寄存器101运算器组成实验运算器组成实验110双端口存储器实验双端口存储器实验111数据通路实验数据通路实验TTL/CMOS逻辑测试笔逻辑测试笔测试测试TTL/CMOS逻辑高逻辑高(H)低低(L)电平；电平；测试连续脉冲测试连续脉冲( )；单次脉冲计数器单次脉冲计数器(D)；TEC-8计算机组成原理实验系统计算机组成原理实验系统1台；台；TDS1001数字存储示波器数字存储示波器1台；台；实验目的实验目的:熟悉逻辑测试笔的使用方法。熟悉逻辑测试笔的使用方法。熟悉熟悉TEC-

5、8模型计算机的节拍脉冲模型计算机的节拍脉冲T1、T2、T3；熟悉双端口通用寄存器组的读写操作；熟悉双端口通用寄存器组的读写操作；熟悉运算器的数据传送通路；熟悉运算器的数据传送通路；验证验证74LS181的加、减、与、或功能；的加、减、与、或功能；按给定的数据，完成几种指定的算术、逻辑运算按给定的数据，完成几种指定的算术、逻辑运算运算。运算。14数据数据通路通路RD0RD1RS0RS1DRW电平电平开关开关K0K1K2K3K4数据数据 通路通路LDCLDZS0S1S2S3M电平电平 开关开关K5K6K7K8K9K10K11数据数据 通路通路ABUSSBUSCINMBUS指示灯指示灯K12K13K

6、14GND将运算器模块与实验台操作板上的线路进行连接。将运算器模块与实验台操作板上的线路进行连接。接好线后接好线后, ,将编程开关拨到将编程开关拨到“正常正常”位置位置, ,控制转换控制转换开关拨到开关拨到“独立独立”位置，合上电源位置，合上电源, ,按按CLR#CLR#按钮按钮, ,使使TEC-8TEC-8实验系统处于初始状态。实验系统处于初始状态。用开关用开关SW7SW0向通用寄存器堆的向通用寄存器堆的R0R3寄存器寄存器置数。置数。验证验证ALU的正逻辑算术运算的正逻辑算术运算验证逻辑运算功能。验证逻辑运算功能。做好实验预习，掌握运算做好实验预习，掌握运算器的数据传输通路及器的数据传输通

7、路及其功能特性，熟悉实验中所用模拟开关的作用其功能特性，熟悉实验中所用模拟开关的作用和使用方法。和使用方法。写出实验报告，内容：写出实验报告，内容：实验目的实验目的实验任务的数据表格，控制信号模拟开关值，实验任务的数据表格，控制信号模拟开关值，运算结果。运算结果。实验目的：实验目的：了解双端口静态随机存储器了解双端口静态随机存储器IDT7132的工作的工作特性及使用方法。特性及使用方法。了解半导体存储器怎样存储和读出数据。了解半导体存储器怎样存储和读出数据。了解双端口存储器怎样并行读写，产生冲突了解双端口存储器怎样并行读写，产生冲突的情况如何。的情况如何。24数据数据通路通路SBUSLARAR

8、INCMEMWMBUS电平电平开关开关K0K1K2K3K4数据数据通路通路LPCPCINCPCADD LIR电平电平开关开关K5K6K7K8按电路图将有关信号和二进制开关对应接好。按电路图将有关信号和二进制开关对应接好。将编程开关拨到将编程开关拨到“正常正常”位置位置, ,控制转换开关拨到控制转换开关拨到“独立独立”位置，合上电源位置，合上电源, ,按按CLR#CLR#按钮按钮, ,使使TEC-8TEC-8实实验系统处于初始状态。验系统处于初始状态。向存储器的向存储器的10H、20H 、 21H 、 22H单元写入单元写入55H、AAH 、 10H 、 20H。使用双端口存储器的左、右端口，依

9、次读出使用双端口存储器的左、右端口，依次读出RAM中中的内容，的内容，观察结果是否正确。观察结果是否正确。 双端口存储器的并行读写和访问冲突测试双端口存储器的并行读写和访问冲突测试。做好实验预习，掌握做好实验预习，掌握IDT7132双端口存储器双端口存储器的功能特性及使用方法。的功能特性及使用方法。写出实验报告，内容：写出实验报告，内容：实验目的实验目的实验任务的数据表格，检测结果。实验任务的数据表格，检测结果。进一步熟悉计算机的数据通路；进一步熟悉计算机的数据通路；将双端口通用寄存器堆和双端口存储器模块联将双端口通用寄存器堆和双端口存储器模块联机；机；掌握数字逻辑电路中故障的一般规律，以及排

10、掌握数字逻辑电路中故障的一般规律，以及排除故障的一般原则和方法；除故障的一般原则和方法；锻炼分析问题与解决问题的能力，在出现故障锻炼分析问题与解决问题的能力，在出现故障的情况下，独立分析故障现象并排除故障。的情况下，独立分析故障现象并排除故障。30数据数据通路通路ABUSSBUSRD0RD1RS0RS1DRW电平电平开关开关K13K14K0K1K2K3K4数据数据 通路通路S0S1S2S3MLDCLDZ电平电平 开关开关K5K6K7K8K9VCCVCC数据数据通路通路MBUS LARMEMWLPCARINCPCINCPCADD电平电平开关开关K15K10K11K12GNDGNDGND 将实验电

11、路与控制台的有关信号进行线路连接，方将实验电路与控制台的有关信号进行线路连接，方法同前面的实验。法同前面的实验。 接好线后接好线后, ,将编程开关拨到将编程开关拨到“正常正常”位置位置, ,控制转换控制转换开关拨到开关拨到“独立独立”位置，合上电源位置，合上电源, ,按按CLR#CLR#按钮按钮, ,使使TEC-8TEC-8实验系统处于初始状态。实验系统处于初始状态。 将数据写往寄存器将数据写往寄存器R0R3R0R3。 将寄存器将寄存器R0R3R0R3中的数据写入存储器。中的数据写入存储器。 从存储器中读出数据存到寄存器中，再送入运算从存储器中读出数据存到寄存器中，再送入运算器进行运算，将运算

12、结果存回存储器。器进行运算，将运算结果存回存储器。 做好实验预习，掌握实验电路做好实验预习，掌握实验电路的数据通路的数据通路特点和通用寄存器堆的功能特性。特点和通用寄存器堆的功能特性。写出实验报告，内容：写出实验报告，内容：实验目的实验目的详细的实验步骤，记录实验数据。详细的实验步骤，记录实验数据。其他值得讨论的问题。其他值得讨论的问题。掌握微程序控制器的原理掌握微程序控制器的原理掌握掌握TEC-8模型计算机中微程序控制器模型计算机中微程序控制器的实现方法，尤其是微地址转移逻辑的实的实现方法，尤其是微地址转移逻辑的实现方法。现方法。理解条件转移对计算机的重要性。理解条件转移对计算机的重要性。3

13、637名称名称助记符助记符功功 能能指令格式指令格式IR(7-4)IR(3-2)IR(1-0)加法加法ADD Rd, RsRd Rd + Rs0001RdRs减法减法SUB Rd, RsRd Rd - Rs0010RdRs逻辑与逻辑与AND Rd, RsRd Rd and Rs0011RdRs加加1INC RdRd Rd + 10100RdXX取数取数LD Rd, RsRd Rs0101RdRs存数存数ST Rs, RdRs Rd0110RdRsC条件转移条件转移JC addrC=1，则，则PC + offset0111offsetZ条件转移条件转移JZ addrZ=1，则，则PC + off

14、set1000offset无条件转移无条件转移JMP RdPC Rd1001RdXX输出输出OUT RsDBUS Rs1010XXRs中断返回中断返回IRET返回断点返回断点1011XXXX关中断关中断DI禁止中断禁止中断1100XXXX开中断开中断EI允许中断允许中断1101XXXX停机停机STP暂停运行暂停运行1110XXXX3839产生数据通路操作所需控制信号。产生数据通路操作所需控制信号。存储逻辑型的微程序存储逻辑型的微程序；时序逻辑型的硬布线。时序逻辑型的硬布线。控制部件控制部件执行部件的控制命令：微命令；执行部件的控制命令：微命令；执行部件进行的操作：微操作；执行部件进行的操作：微

15、操作；在一个在一个CPU周期中，一组实现一定操作功能的微周期中，一组实现一定操作功能的微命令的组合：微指令。命令的组合：微指令。微指令序列构成微程序。微指令序列构成微程序。执行当前的微指令时，必须指出后继微地址，以执行当前的微指令时，必须指出后继微地址，以便当前微指令执行完毕后，取出下一条微指令。便当前微指令执行完毕后，取出下一条微指令。NA5NA0NA5NA0下址，在微指令顺序执行的情况下，它是下一条微指令的地址P0P0=1时，根据后继微地址NA5NA0和模式开关SWC、SWB、SWA确定下一条微指令的地址。P1P1=1时，根据后继微地址NA5NA0和指令操作码IR7IR4确定下一条微指令的

16、地址。P2P2=1时，根据后继微地址NA5NA0和进位C确定下一条微指令的地址。P3P3=1时，根据后继微地址NA5NA0和结果为0标志Z确定下一条微指令的地址。P4P4=1时，根据后继微地址NA5NA0和中断信号INT确定下一条微指令的地址。模型计算机中，中断信号INT由时序发生器在接到中断请求信号后产生。STOPSTOP=1时，在T3结束后时序发生器停止输出节拍脉冲T1、T2、T3。LIARLIAR=1时，在T3的上升沿，将PC7PC0写入中断地址寄存器IAR。INTDIINTDI=1时，置允许中断标志(在时序发生器中)为0，禁止TEC-8模型计算机响应中断请求INTENINTEN=1时，

17、置允许中断标志(在时序发生器中)为1，允许TEC-8模型计算机响应中断请求IABUSIABUS=1时，将中断地址寄存器中的地址送数据总线DBUS。PCADDPCADD=1时，将当前的PC值加上相对转移量，生成新的PC。SWC SWB SWA操作操作000取指取指001写存储器写存储器010读存储器读存储器011写寄存器写寄存器100读寄存器读寄存器44操作模式操作模式实验功能实验功能备注备注000启动程序运行启动程序运行001写存储器写存储器010读存储器读存储器011读寄存器读寄存器100写寄存器写寄存器101运算器组成实验运算器组成实验110双端口存储器实验双端口存储器实验111数据通路实

18、验数据通路实验45熟悉微程序流程图和微程序代码表。熟悉微程序流程图和微程序代码表。正确设置模式开关正确设置模式开关SWC、SWB、SWC，用单微指，用单微指令方式令方式(单拍开关单拍开关DP设置为设置为1)跟踪控制台操作读寄跟踪控制台操作读寄存器、写寄存器、读存储器、写存储器的执行过程存器、写寄存器、读存储器、写存储器的执行过程，记录下每一步的微地址，记录下每一步的微地址A5A0、判别位、判别位P4P0和有关控制信号的值，写出这和有关控制信号的值，写出这4种控制台操种控制台操作的作用和使用方法。作的作用和使用方法。正确设置指令操作码正确设置指令操作码IR7IR4，用单微指令方式跟，用单微指令方

19、式跟踪除停机指令踪除停机指令STP之外的所有指令的执行过程。记之外的所有指令的执行过程。记录下每一步的微地址录下每一步的微地址A5A0、判别位、判别位P4P0和有关控制信号的值。对于和有关控制信号的值。对于JZ指令，跟踪指令，跟踪Z=1、Z=0两种情况；对于两种情况；对于JZ指令，跟踪指令，跟踪C=1、C=0两种两种情况。情况。控制器控制器IR4-IIR5-IIR6-IIR7-I模拟开关模拟开关K0K1K2K3时序电路时序电路C-IZ-I固定电平固定电平K4K5接好线后，将编程开关拨到接好线后，将编程开关拨到“正常正常”位置，控制位置，控制转换开关拨到转换开关拨到“微程序微程序”位置，合上电源

20、，按位置，合上电源，按CLR#按钮，使按钮，使TEC-8实验系统处于初始状态。实验系统处于初始状态。写存储器写存储器(WRM)：按下复位按钮：按下复位按钮CRL#， 置置SWC=0，SWB=0，SWA=1。 在在SW7SW0中设置存储器地址，按中设置存储器地址，按QD按钮将按钮将 此地址打入此地址打入AR。 在在SW7SW0置好数据，按置好数据，按QD按钮，将数据写按钮，将数据写入入AR指定的存储器单元，这时指定的存储器单元，这时AR加加1。 返回返回。依次进行下去，直到按复位按钮。依次进行下去，直到按复位按钮CRL#为止。实现对为止。实现对RAM的手动写入（主要是自己编写的手动写入（主要是自

21、己编写的程序和数据）。的程序和数据）。启动程序启动程序(PR)：按下复位按钮：按下复位按钮CRL#后，后， 微地址寄存器清零。微地址寄存器清零。 置置SWC=0，SWB=0，SWA=0， 用数据开关用数据开关SW7SW0设置设置RAM中的程序首地址，中的程序首地址，按按QD按钮后，启动程序执行。观察不同机器指令按钮后，启动程序执行。观察不同机器指令 对应微程序的执行。对应微程序的执行。做好实验预习，掌握微程序控制器和时序发生器做好实验预习，掌握微程序控制器和时序发生器的工作原理的工作原理。根据实验任务所提要求，在预习时完成表格填写根据实验任务所提要求，在预习时完成表格填写、数据和理论分析。数据

22、和理论分析。写出实验报告，内容：写出实验报告，内容：实验目的实验目的时序波形图和测量值时序波形图和测量值，记录数据表格。，记录数据表格。将微程序控制器同执行部件（整个数据通路）联机将微程序控制器同执行部件（整个数据通路）联机，组成一台模型计算机；，组成一台模型计算机；用微程序控制器控制模型机数据通路，将相应的信用微程序控制器控制模型机数据通路，将相应的信号线连接，构成一台能运行测试程序的号线连接，构成一台能运行测试程序的CPU。通过通过TEC-8执行由执行由机器指令组成的简单程序。机器指令组成的简单程序。理解计算机如何取出指令、如何执行指令、如何在理解计算机如何取出指令、如何执行指令、如何在一

23、条指令执行结束后自动取出下一条指令并执行，一条指令执行结束后自动取出下一条指令并执行，牢固建立的计算机整机概念。牢固建立的计算机整机概念。将简单程序进行译码，按指令格式汇编成二进制机将简单程序进行译码，按指令格式汇编成二进制机器代码。器代码。完成控制台、时序部件、数据通路和微程序控制器完成控制台、时序部件、数据通路和微程序控制器之间的连线。之间的连线。将程序机器代码利用控制台指令写入内存。根据程将程序机器代码利用控制台指令写入内存。根据程序的需要设置通用寄存器堆中相关寄存器的数据。序的需要设置通用寄存器堆中相关寄存器的数据。单拍方式执行一遍程序，记录相关寄存器和存储器单拍方式执行一遍程序，记录

24、相关寄存器和存储器存储单元数据，与理论值比较分析。存储单元数据，与理论值比较分析。连续方式再次执行一遍程序，记录相关寄存器和存连续方式再次执行一遍程序，记录相关寄存器和存储器存储单元数据，与理论值比较分析。储器存储单元数据，与理论值比较分析。53SWC SWB SWA操作操作000取指取指001写存储器写存储器010读存储器读存储器011写寄存器写寄存器100读寄存器读寄存器55写存储器写存储器(WRM)：按下复位按钮：按下复位按钮CRL#，置，置SWC=0，SWB=0，SWA=1。在在SW7SW0中设置存储器地址，采用单拍或连中设置存储器地址，采用单拍或连续方式，按续方式，按QD按钮将此地址

25、打入按钮将此地址打入AR，注意，注意观察观察AR指示灯。指示灯。在在SW7SW0置好数据，置好数据，按按QD按钮，将数据写入按钮，将数据写入AR指定的存储器单指定的存储器单元，这时元，这时AR加加1。返回返回。依次进行下去。依次进行下去，直到按复位按钮，直到按复位按钮CRL#为止。实现对为止。实现对RAM的手动写入。每一控制台指令操作完毕的手动写入。每一控制台指令操作完毕应使应使系统复位，然后转换控制台指令。系统复位，然后转换控制台指令。启动程序启动程序( (PR)：按下复位按钮：按下复位按钮CRL#后，微后，微地址寄存器清零。置地址寄存器清零。置SWC=0，SWB=0，SWA=0，用数据开关

26、，用数据开关SW7SW0设置设置RAM中中的程序首地址，采用单拍或连续方式，按的程序首地址，采用单拍或连续方式，按QD按钮后，启动程序执行。按钮后，启动程序执行。对照微程序流程图，监测微地址指示灯和判对照微程序流程图，监测微地址指示灯和判别字段指示灯，以判别正在进行的微操作。别字段指示灯，以判别正在进行的微操作。注意观察注意观察PC和和IR指示灯，以判断程序的执行指示灯，以判断程序的执行情况，直至程序执行完毕。情况，直至程序执行完毕。0000 0000（00）1110 1111（EF）0010 0011（23）1000 0101（85）1110 0000（E0）1010 0010（A2）001

27、1 0001（31）0110 1010（6A）0100 1000（48）0111 0010（72）01000010-820001 0001（11）0101 0011（53）0100 1100（4C）0110 1000（68）1000 0110（86）0010 0001（21）0101 0111（57）0100 1100（4C）0101 0011（ 53 ）机器机器16进制代码进制代码00H0EFH23H85HSTPOUT R2AND R0,R1ST R2,R2INC R2JC 0CHADD R0，R1LD R0，R3INC R3ST R0,R2JZ 0BHSUB R0,R1LD R1,R3IN

28、C R3LD R0，R3指令指令12H11H10H0FH0EH0DH0CH0BH0AH09H08H07H06H05H04H03H02H01H00H地址地址在单拍方式下跟踪程序的执行在单拍方式下跟踪程序的执行通过写存储器操作将程序写入存储器。通过写存储器操作将程序写入存储器。通过读操作将程序逐条读出，检查程序是否正确写入了存储器。通过读操作将程序逐条读出，检查程序是否正确写入了存储器。通过写寄存器操作设置寄存器通过写寄存器操作设置寄存器R2为为12H、R3为为0FH。通过读寄存器操作检查设置是否正确。通过读寄存器操作检查设置是否正确。将单拍开关将单拍开关DP设置为设置为1，使程序在单微指令下运行

29、。，使程序在单微指令下运行。按复位按钮按复位按钮CLR，复位程序计数器，复位程序计数器PC为为00H。将模式开关设置为。将模式开关设置为SWC=0、SWB=0、SWA=0，准备进入程序运行模式。，准备进入程序运行模式。按一次按一次QD按钮，进入程序运行。每按一次按钮，进入程序运行。每按一次QD按钮，执行一条微按钮，执行一条微指令，直到程序结束。在程序执行过程中，记录下列信号的值：指令，直到程序结束。在程序执行过程中，记录下列信号的值：PC7PC0、AR7AR0、A5A0、IR7IR0、A7A0、B7B0和和D7D0。通过读寄存器操作检查通过读寄存器操作检查4个寄存器的值并记录。个寄存器的值并记

30、录。通过读存储器操作检查存储单元通过读存储器操作检查存储单元12H、13H的值并记录。的值并记录。在连续方式下运行程序在连续方式下运行程序由于单拍方式下运行程序并没有改变存储器中的由于单拍方式下运行程序并没有改变存储器中的程序。因此只要重新设置程序。因此只要重新设置R2为为12H、R3为为0FH。然后将单拍开关。然后将单拍开关DP设置为设置为0，按复位按钮，按复位按钮CLR后，将模式开关设置为后，将模式开关设置为SWC=0、SWB=0、SWA=0，准备进入程序运行模式。按一次，准备进入程序运行模式。按一次QD按按钮，程序自动运行到钮，程序自动运行到STP指令。通过读寄存器操指令。通过读寄存器操

31、作检查作检查4个寄存器的值并记录。通过读存储器操个寄存器的值并记录。通过读存储器操作检查存储单元作检查存储单元12H、13H的值并记录的值并记录控制器控制器IR7-IIR6-IIR5-IIR4-I数据通路数据通路IR7-OIR6-OIR5-OIR4-O控制器控制器Z-IC-I数据通路数据通路Z-OC-O接好线后接好线后,将编程开关拨到将编程开关拨到“正常正常”位置位置,控制转换开关拨到控制转换开关拨到“微程序微程序”位置，合上电源位置，合上电源,按按CLR#按钮按钮,使使TEC-8实验系实验系统处于初始状态。统处于初始状态。做好实验预习。做好实验预习。根据实验任务所提要求，在预习时完成相关表格

32、填根据实验任务所提要求，在预习时完成相关表格填写、数据和理论分析。以便与实验值对照写、数据和理论分析。以便与实验值对照 。接线较多，务必仔细。接线较多，务必仔细。写出实验报告，内容：写出实验报告，内容：实验目的实验目的记录程序数据表格。记录程序数据表格。分析程序执行过程中出现的异常情况和值得讨论的分析程序执行过程中出现的异常情况和值得讨论的其它问题。其它问题。课程实验总结。课程实验总结。CPU的基本功能：程序的顺序执行、管理控制操作、的基本功能：程序的顺序执行、管理控制操作、操作和执行定时、数据加工等。操作和执行定时、数据加工等。控制器：程序计数器，指令寄存器，指令译码器，时控制器：程序计数器

33、，指令寄存器，指令译码器，时序发生器，操作控制器等，取指、译码产生控制信号序发生器，操作控制器等，取指、译码产生控制信号，控制，控制CPU、内存，输入、内存，输入/输出之间的数据传输。输出之间的数据传输。运算器：算数逻辑单元运算器：算数逻辑单元ALU，累加器，累加器AC，数据缓冲，数据缓冲寄存器寄存器DR，状态条件寄存器，状态条件寄存器PSW等，数据等，数据加工，算加工，算数逻辑运算，产生运算结果或逻辑判断。数逻辑运算，产生运算结果或逻辑判断。从内存取指到执行指令结束，一条机器指令对应一个从内存取指到执行指令结束，一条机器指令对应一个微程序。一个机器指令周期由几个微指令周期组成。微程序。一个机

34、器指令周期由几个微指令周期组成。控制部件和执行部件构成计算机的两大部分。控制部件和执行部件构成计算机的两大部分。从硬件、软件结合的角度，模拟单级中断和从硬件、软件结合的角度，模拟单级中断和中断返回的过程；中断返回的过程；通过简单的中断系统，掌握中断控制器、中通过简单的中断系统，掌握中断控制器、中断向量、中断屏蔽等概念；断向量、中断屏蔽等概念；了解微程序控制器与中断控制器协调的基本了解微程序控制器与中断控制器协调的基本原理；原理；掌握中断子程序和一般子程序的本质区别，掌握中断子程序和一般子程序的本质区别，掌握中断的突发性和随机性。掌握中断的突发性和随机性。TEC-8的中断系统只支持单级中断、单个

35、中断请求的中断系统只支持单级中断、单个中断请求，有中断屏蔽功能。系统有，有中断屏蔽功能。系统有2条指令用于允许和屏蔽条指令用于允许和屏蔽中断（中断（DI关中断指令、关中断指令、EI开中断指令）。在时序发开中断指令）。在时序发生器中，设置了一个允许中断触发器生器中，设置了一个允许中断触发器EN_INT（DI or !EI），当它为），当它为1时，允许中断，当它为时，允许中断，当它为0时，禁时，禁止中断发生。复位脉冲止中断发生。复位脉冲CLR#使使EN_INT复位为复位为0。中断地址寄存器中断地址寄存器IAR是是74LS374。当信号。当信号LIAR为为1时，在时，在T3的上升沿，将的上升沿，将P

36、C保存在保存在IAR中。当信号中。当信号IABUS为为1时，时，IABUS中保存的中保存的PC送数据总线送数据总线DBUS。由于本实验系统只有一个断点寄存器而无。由于本实验系统只有一个断点寄存器而无堆栈，因此仅支持一级中断而不支持多级中断。堆栈，因此仅支持一级中断而不支持多级中断。中断向量即中断服务程序的入口地址，本实验系统中断向量即中断服务程序的入口地址，本实验系统中由数据开关中由数据开关SD7SD0提供。提供。除指令除指令EI、DI外，每条指令外，每条指令执行过程的最后一条微指令执行过程的最后一条微指令都包含判断位都包含判断位P4，用于判断，用于判断有无中断发生，根据中断信有无中断发生，根

37、据中断信号号INT是否为是否为1决定微程序分决定微程序分支。如果信号支。如果信号INT为为1，则转，则转微地址微地址11H，进入中断处理，进入中断处理；如果信号；如果信号INT为为0，则转微，则转微地址地址01H，继续取下一条指，继续取下一条指令然后执行。令然后执行。INT为为1转到微地址转到微地址11H，该微指令产生，该微指令产生INTDI信号，禁止新的中断发生，产生信号，禁止新的中断发生，产生LIAR信号保存当前地址信号保存当前地址 (断点寄存器），产生断点寄存器），产生STOP信号，等待手动设置中断向量（数据信号，等待手动设置中断向量（数据开关开关SD7SD0设置中断地址），机器将中设置

38、中断地址），机器将中断向量读到断向量读到PC后，转到中服务程序继续执后，转到中服务程序继续执行。行。执行指令执行指令IRET，从中断地址返回，该指令，从中断地址返回，该指令产生产生IABUS信号，恢复断点地址，产生信号信号，恢复断点地址，产生信号LPC，将断点从数据总线装入，将断点从数据总线装入PC，恢复被，恢复被中断的程序。中断的程序。发生中断时，关中断由硬件负责。而中断现发生中断时，关中断由硬件负责。而中断现场场(包括包括4个寄存器、进位标志个寄存器、进位标志C和结果为和结果为0标志标志Z)的保存和恢复由中断服务程序完成。的保存和恢复由中断服务程序完成。中断服务程序的最后两条指令一般是开中

39、断中断服务程序的最后两条指令一般是开中断指令指令EI和中断返回指令和中断返回指令IRET。为了保证从。为了保证从中断服务程序能够返回到主程序，中断服务程序能够返回到主程序，EI指令执指令执行后，不允许立即被中断。因此，行后，不允许立即被中断。因此，EI指令执指令执行过程中的最后一条微指令中不包含行过程中的最后一条微指令中不包含P4判判别位。别位。7172JMP R109HINC R008HINC R007HINC R006HINC R005HINC R004HINC R003HINC R002HINC R001HEI00H机器代码指令地址IRET46HEI46HADD R0，R045H为了保证此程序能够循坏执行，应当将为了保证此程序能够循坏