微程序控制器的设计

微程序控制器的设计第1页，共20页，2023年，2月20日，星期四基本要求：设计一台模型计算机。具体内容： 1.

数据格式和指令系统

2.数据通路

3.时序系统

4.微指令格式

5.

微程序控制器

6.微程序流程图

7.微程序代码表第2页，共20页，2023年，2月20日，星期四数据的位数：8位。数据格式：定点数指令的类型：按功能分：算逻运算、数据存取、程序控制、输入输出按存取方式分：RR型、RS型指令的格式和编码：指令长度：单字节、双字节操作码格式：如固定长度(4位)操作数的位数：原寄存器、目标寄存器数据字节的含义：地址、数据1.数据格式和指令系统第3页，共20页，2023年，2月20日，星期四1.1数据格式

模型机规定采用定点补码表示法表示数据，且字长为8位，其格式为：其中:第7位为符号位，数值表示范围是：-1≤X＜1。

76543210符号数据第4页，共20页，2023年，2月20日，星期四1.2指令格式

模型机设计四大类指令共十六条，其中包括算术逻辑指令、I／O指令、访问及转移指令和停机指令。

(1)算术逻辑指令设计9条算术逻辑指令并用单字节表示，寻址方式采用寄存器直接寻址，其格式如下：其中，OP-CODE为操作码，Rs为源寄存器，Rd为目的寄存器，OP-CODERsRd

76543210第5页，共20页，2023年，2月20日，星期四(2)访内指令及转移指令2条访问指令:存数(STA)、取数(LDA)2条转移指令:无条件转移(JMP)、结果为零或有进位转移指令(BZC).

指令格式：

其中，OP-CODE为操作码，Rd为目的寄存器，D为位移量(正负均可)，M为寻址方式，其定义如下：00MOP-CODERdD

76543210寻址方式有效地址说明00011011E=DE=(D)E=(R2)+DE=(PC)+D直接寻址间接寻址R2变址寻址相对寻址第6页，共20页，2023年，2月20日，星期四(3)输入输出指令格式如下：

其中，addr=01时，选中“INPUTDEVICE”中的开关组作为入设备，addr=10时，选中“OUTPUTDEVICE”中的数码快作为输出设备。OP-CODEaddrRd

76543210第7页，共20页，2023年，2月20日，星期四这类指令只有一条，即停机指令HALT

(4)停机指令格式如下：

OP-CODE0000

76543210第8页，共20页，2023年，2月20日，星期四指令系统第9页，共20页，2023年，2月20日，星期四数据通路框图第10页，共20页，2023年，2月20日，星期四时序系统图第11页，共20页，2023年，2月20日，星期四供参考的时序波形图第12页，共20页，2023年，2月20日，星期四供参考的起停控制电路图第13页，共20页，2023年，2月20日，星期四4.微程序流程图第14页，共20页，2023年，2月20日，星期四5.地址转移逻辑设计微地址分配表微地址转移逻辑表达式微地址转移逻辑原理图第15页，共20页，2023年，2月20日，星期四供参考的地址转移逻辑图第16页，共20页，2023年，2月20日，星期四6.微指令格式第17页，共20页，2023年，2月20日，星期