计算机组成原理微程序控制单元实验报告
计算机组成原理-微程序控制器实验报告
计算机组成原理实验之微程序控制器实验一、实验目的1．掌握时序发生器的组成原理。
2．掌握微程序控制器的组成原理。
二、实验内容1．实验电路（1）时序发生器电路本实验所用的时序电路见图4.1。
电路由一个500KHz晶振、2片GAL22V10、一片74LS390组成，可产生两级等间隔时序信号T1-T4、W1-W3，其中一个W由一轮T1-T4组成，相当于一个微指令周期或硬连线控制器的一拍，而一轮W1-W3可以执行硬连线控制器的一条机器指令。
另外，供数字逻辑实验使用的时钟由MF经一片74LS390分频后产生。
图4.1 时序信号发生器（2）微程序控制器电路图4.2微程序控制器电路微地址转移逻辑表达式:A5＝D5＝μA5；A4＝D4＝C•P2+μA4；A3＝D3＝IR7•P1+μA3；A2＝D2＝IR6•P1+SWC•P0+μA2；A1＝D1＝IR5•P1+SWB•P0+μA1；A0＝D0＝IR4•P1+SWA•P0+μA0。
2．一些关键技术（1）微指令格式图4.3微指令格式（3）上述8条指令的微程序流程图如图4.4所示图4.4微程序流程图（4）微程序代码表表4-2微程序代码表微指令KT RRF WRF RRM WRM PR当前微地址00 0C 1E 06 07 0B 1D 0D 0E 0A 02 03 09 04 05 08 0F 下一微地址08 1E 06 07 1E 1D 0D 0E 1D 02 03 02 04 05 04 0F 10P0 1 . . . . . . . . . . . . . . . .P1 . . . . . . . . . . . . . . . . 1P2 . . . . . . . . . . . . . . . . .备用. . . . . . . . . . . . . . . . .TJ . 1 . . 1 1 . 1 1 . 1 . 1 . 1 . .LDIR . . . 1 . . . 1 . . . . . . . . 1PC+1 . . . . . . . . . . . . . . . . .LDPC# . 1 . . . 1 . . . . . . . . . 1AR+1 . . . . . . . . . . . 1 . . 1 . .LDAR# . 1 . . . 1 . . . 1 . . 1 . . . . LDDR1 . . . . . . . . . . . . . . . . . LDDR2 . . . . . . . . . . . . . . . . . LDRi . . . . . . . . 1 . . . . . . . .SW_BUS# . 1 1 . . 1 1 . 1 1 . . 1 1 . 1 . RS_BUS# . . . . 1 . . . . . . . . . . . . ALU_BUS# . . . . . . . . . . . . . . . . . RAM_BUS# . . . . . . . . . . 1 . . . . . . CER# . . . 1 . . . 1 . . . . . . . . 1 CEL# . . 1 . . . 1 . . . 1 . . 1 . . . LR/W# . . 0 . . . 0 . . . 1 . . 0 . . . Cn# . . . . . . . . . . . . . . . . .M . . . . . . . . . . . . . . . . .S0 . . . . . . . . . . . . . . . . .S1 . . . . . . . . . . . . . . . . .S2 . . . . . . . . . . . . . . . . .S3 . . . . . . . . . . . . . . . . .表4-2微程序代码表(续)微指令ADD SUB AND STA LDA JC STP OUT当前微地址10 18 11 19 12 1A 13 1B 14 1C 15 1F 16 17 下一微地址18 0F 19 0F 1A 0F 1B 0F 1C 0F 0F 0F 0F 0FP0 . . . . . . . . . . . . . .P1 . . . . . . . . . . . . . .P2 . . . . . . . . . . 1 . . .备用. . . . . . . . . . . . . .TJ . . . . . . . . . . . . 1 1LDIR . . . . . . . . . . . . . .PC+1 . 1 . 1 . 1 . 1 . 1 1 . 1 1LDPC# . . . . . . . . . . . 1 . .AR+1 . . . . . . . . . . . . . .LDAR# . . . . . 1 . 1 . . . . .LDDR1 1 . 1 . 1 . 1 . . . . . . .LDDR2 1 . 1 . 1 . . . . . . . . .LDRi . 1 . 1 . 1 . . . 1 . . . .SW_BUS# . . . . . . . . . . . . . .RS_BUS# . . . . . . 1 . 1 . . 1 . 1ALU_BUS# . 1 . 1 . 1 . 1 . . . . . .RAM_BUS# . . . . . . . . . 1 . . . .CER# . . . . . . . . . . . . . .CEL# . . . . . . . 1 . 1 . . . .LR/W# . . . . . . 0 . 1 . . . .Cn# . . . 1 . . . . . . . . . .M . 0 . 0 . 1 . 0 . . . . . .S0 . 1 . 0 . 1 . 0 . . . . . .S1 . 0 . 1 . 1 . 0 . . . . . .S2 . 0 . 1 . 0 . 0 . . . . . .S3 . 1 . 0 . 1 . 0 . . . . . .注：后缀为＃的信号都是低电平有效信号，为了在控存ROM中用“1”表示有效，这些信号在控制器中经过反相后送往数据通路。
《计算机组成原理》微程序设计实验报告
《计算机组成原理》实验报告学院：计算机学院专业：交通工程班级学号：AP0804114学生姓名：黄佳佳实验日期：2010.12.14指导老师：李鹤喜成绩评定：五邑大学信息学院计算机组成原理实验室实验五微程序设计实验一、实验目的：深入掌握微程序控制器的工作原理，学会设计简单的微程序。
二、预习要求：1．复习微程序控制器工作原理；2．复习计算机微程序的有关知识。
三、实验设备：EL-JY-II型计算机组成原理实验系统一台，连接线若干。
四、微程序的设计：1．微指令格式设计微指令编码格式的主要原则是使微指令字短、能表示可并行操作的微命令多、微程序编写方便。
微指令的最基本成份是控制场，其次是下地址场。
控制场反映了可以同时执行的微操作，下地址场指明下一条要执行的微指令在控存的地址。
微指令的编码格式通常指控制场的编码格式，以下几种编码格式较普遍。
1）最短编码格式这是最简单的垂直编码格式，其特点是每条微指令只定义一个微操作命令。
采用此格式的微指令字短、容易编写、规整直观，但微程序长度长，访问控存取微指令次数增多从而使指令执行速度慢。
2）全水平编码格式这种格式又称直接编码法，其特点是控制场每一位直接表示一种微操作命令。
若控制场长n位，则至多可表示n个不同的微操作命令。
采用此格式的微指令字长，但可实现多个允许的微操作并行执行，微程序长度短，指令执行速度快。
3）分段编码格式是将控制场分成几段。
若某段长i位，则经译码，该段可表示2i个互斥的即不能同时有效的微操作命令。
采用这种格式的微指令长度较短，而可表示的微操作命令较多，但需译码器。
2．微程序顺序控制方式的设计微程序顺序控制方式指在一条指令对应的微程序执行过程中，下一条微指令地址的确定方法，又叫后继地址生成方式。
下面是常见的两种。
1）计数增量方式这种方式的特点是微程序控制部件中的微地址中的微地址产生线路主要是微地址计数器MPC。
MPC 的初值由微程序首址形成线路根据指令操作码编码形成。
计算机组成原理微程序控制单元实验
计算机组成原理微程序控制单元实验## 微程序控制单元实验### 简介微程序控制单元（Microprogram Control Unit）是计算机组成原理中的一个重要概念。
它是一种基于微指令的控制方式，有效地解决了指令复杂度高、设计难度大的问题。
本篇文档将介绍微程序控制单元的实验原理和方法。
### 实验目的通过本次实验，我们将能够深入了解微程序控制单元的工作原理，理解微程序控制单元在计算机系统中的重要性，并通过实践掌握微程序的设计与编写。
### 实验内容1. 将微指令存储器的内容读入到微程序存储器中；2. 设计微指令的控制信号；3. 实现微程序控制单元的功能；4. 编写测试程序，验证微程序控制单元的正确性。
### 实验步骤#### 第一步：读取微指令存储器内容将微指令存储器中已经设计好的微指令读入到微程序存储器中。
这一步骤可以使用硬件开关、编程方式或者仿真软件进行。
#### 第二步：设计微指令的控制信号根据实验需求，设计微指令的控制信号。
微指令的控制信号包括指令码、操作码、地址码等等，根据具体的实验需求而定。
#### 第三步：实现微程序控制单元的功能将设计好的微指令的控制信号与微程序控制单元进行连接。
确保微程序控制单元能够正确地根据微指令的控制信号来执行相应的操作。
#### 第四步：编写测试程序编写测试程序，验证微程序控制单元的正确性。
测试程序需要覆盖到微程序控制单元的各个功能模块，包含不同类型的指令和操作，以确保微程序控制单元的完整性和鲁棒性。
#### 第五步：测试与调试将编写好的测试程序加载到微程序控制单元中，进行测试和调试。
通过观察微程序控制单元的输出结果，排查可能存在的问题并进行修正，以保证其正确性和稳定性。
### 实验总结通过本次实验，我们深入了解了微程序控制单元的工作原理，并通过实践掌握了微程序的设计与编写。
微程序控制单元的应用可以提高计算机系统的灵活性和可扩展性，同时也降低了整个系统的复杂度和设计难度。
计算机组成原理微程序控制单元实验
计算机组成原理微程序控制单元实验
微程序控制单元是计算机组成原理中的一个重要组成部分，其工作原理是将指令分解成一系列的微操作，然后发出各种控制命令，执行微操作系列，从而完成一条指令的执行。
以下是一个微程序控制单元的实验流程:
1. 提取指令：从存储器或高速缓冲存储器中取出指令，放入指令寄存器，并对指令译码。
提取指令之后，程序计数器根据指令长度增加存储器单元。
2. 解码：根据 CPU 的指令集架构 (ISA) 定义将数值解译为指令。
解码阶段将指令分解成一系列的微操作。
3. 控制命令发出：根据指令中的微操作，发出各种控制命令，例如读写控制、存储器选择、微操作执行等。
这些控制命令用于执行微操作系列。
4. 执行微操作：根据控制命令，执行微操作系列。
微操作通常是一些小规模的运算，例如存储器读写、算术运算等。
这些微操作被分解成一系列的微操作，然后由微程序控制单元执行。
5. 写回结果：完成微操作系列后，将结果写回到存储器或高速缓冲存储器中。
6. 跳转：如果需要，可以通过跳转指令来跳转到其他指令执行。
7. 重复：如果指令需要多次执行，可以通过重复指令来实现。
通过以上步骤，微程序控制单元可以实现对计算机指令的控制，从而实现计算机的功能。
值得注意的是，微程序控制单元是计算机组
成原理中的一个抽象概念，实际上并不存在具体的硬件实现。
计算机组成原理 微程序控制器实验
深圳大学实验报告课程名称：操作系统实验项目名称：微程序控制器实验学院：计算机与软件学院专业：软件工程指导教师：报告人：学号：班级：实验时间：实验报告提交时间：教务处制一、实验目的：通过看懂教学计算机中已经设计好并正常运行的数条基本指令（例如，ADD、MVRR、OUT、MVRD、JR、RET等指令）的功能、格式和执行流程，然后自己设计几条指令的功能、格式和执行流程，并在教学计算机上实现、调试正确。
其最终要达到的目的是：1．深入理解计算机微程序控制器的功能、组成知识；2．深入地学习计算机各类典型指令的执行流程；3．对指令格式、寻址方式、指令系统、指令分类等建立具体的总体概念；4．学习微程序控制器的设计过程和相关技术。
二、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，否则实验效率会特别低，一次实验时间根本无法完成实验任务，即使基本做对了，也很难说学懂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，在脱机运算器实验中，已给出了与运算器有关的控制信号的作用，16 位机微程序控制器用到的控制信号的功能表可参见《技术说明与实验指导》的相关内容。
需要注意的是中断用到了DC23，在T4~T0= 0 0010一拍时DC23为1，其余节拍均为0；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，提高学习的主动性和创造性，把自己想不太明白的问题通过实验理解清楚，争取最好的实验效果，力求达到教学实验的主要目的；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，遇到的主要问题和分析与解决问题的思路。
大家应该认识到，遇到一些问题是好事情，通过分析与解决这些问题，才提高了自己的工作能力，学习到更多的知识。
还未理解清楚，但实验结果正确了就匆忙结束实验，并没有达到教学实验的目的。
实验报告中，还应写出自己的学习心得和切身体会，也可以对教学实验提出新的建议等。
计组实验报告6
2.微指令格式
表7-1-1
M25
M24
M23
M22
M21
中断
M19
M18
M17
M16
M15
M14
M13
M12
M11
M10
M9
M8
C
B
A
AR
保留位
PX3
A9
A8
CE
LOAD
CN
M
S0
S1
S2
S3
PX2
LDAR
M7
M6
M5
M4
M3
M2
8
7
6
5
4
3
M1
M0
LDPC
LDIR
LDDR2
LDDR1
LDR0
WE
UA0
【读】
C
N
0
3
0
0
X
X
按【读】命令键，进入微程序读状态，左边第3位
起显示03（区域号）、00（微地址）、XX（该微程序单元的内容），光标闪动移至第7位
55
C
N
0
3
0
0
5
5
按55H键，将内容写入03区域00H单元
计算机组成原理实验报告微程序控制器实验
实验三微程序控制器实验一. 实验目的与要求：实验目的：1.理解时序产生器的原理，了解时钟和时序信号的波形；2.掌握微程序控制器的功能，组成知识；3.掌握微指令格式和各字段功能；4.掌握微程序的编制，写入，观察微程序的运行，学习基本指令的执行流程。
实验要求：1.实验前，要求做好实验预习，并复习已经学过的控制信号的作用；2.按练习一要求完成测量波形的操作，画出TS1,TS2,TS3,TS4的波形，并测出所用的脉冲Ф周期。
按练习二的要求输入微指令的二进制代码表，并单步运行五条机器指令。
二. 实验方案：按实验图在实验仪上接好线后，仔细检查无误后可接通电源。
1.练习一：用联机软件的逻辑示波器观测时序信号，测量Ф，TS1,TS2,TS3,TS4信号的方法如下：(1) TATE UNIT 中STOP开关置为“RUN”状态（向上拨），STEP开关置为“EXEC”状态（向上拨）。
(2) 将SWITCH UNIT 中右下角CLR开关置为“1”(向上拨）。
(3) 按动“START”按钮，即可产生连续脉冲。
（4）调试”菜单下的“显示逻辑示波器窗口，即可出现测量波形的画面。
（5）探头一端接实验仪左上角的CH1，另一端接STATE UNIT中的Ф插座，即可测出时钟Ф的波形。
（6）探头一端接实验仪左上角的CH2，另一端接STATE UNIT中的TS1插座，即可测出TS1的波形；（7）探头一端接实验仪左上角的CH1，另一端接STATE UNIT中的TS2插座，即可测出TS2的波形。
（8）将红色探头一端接实验仪左上角的CH1，另一端接STATE UNIT中的TS3插座，即可测出TS3的波形。
（9）将红色探头一端接实验仪左上角的CH1，另一端接STATE UNIT中的TS4插座，即可测出TS4的波形。
2.观察微程序控制器的工作原理：①关掉实验仪电源，拔掉前面测时序信号的接线；②编程写入E2PROM 2816A.将编程开关（MJ20）置为PROM（编程）状态；B.将实验板上STATE UNIT 中的STEP置为STEP状态，STOP置为RUN状态，SWITCH UNIT中CLR开关置为1状态；C.在右上角的SWITCH UNIT中UA5-UA0开关上置表3.2中某个要写的微地址；D.在MK24-MK1开关上置表3.2中要写的微地址后面的24位微代码，24位开关对应24位显示灯，开关置为1时灯亮，为0时灯灭；E.启动时序电路，即将微代码写入到E2PROM 2816的相应地址对应的单元中；F.重复C-E步骤，将表3.2的每一行写入E2PROM 2816。
微程序控制器原理实验报告
微程序控制器原理实验报告一、引言微程序控制器作为计算机系统的重要组成部分，扮演着指挥和控制计算机操作的关键角色。
本实验报告将对微程序控制器的原理进行探讨，并描述相关实验的设计、步骤、结果和分析。
二、微程序控制器的原理2.1 微程序控制器的概念微程序控制器是一种控制计算机操作的技术，通过将指令集中的每个指令分解为一系列微操作，并以微指令的形式存储在控制存储器中，从而实现指令的执行控制。
2.2 微指令的组成和格式微指令由多个字段组成，每个字段代表一个微操作控制信号。
常见的微指令格式包括微地址字段、条件码字段、操作码字段等。
2.3 微指令的执行过程微指令的执行过程包括指令的取指、译码、执行和写回等阶段。
每个阶段对应微指令的不同部分，通过控制信号的转换和传递，完成相应的操作。
三、微程序控制器的设计与实验3.1 设计思路在进行微程序控制器实验前，需要明确实验的目标和设计思路。
实验通常包括以下几个步骤：确定指令集、确定微指令格式、设计控制存储器、设计控制逻辑电路等。
3.2 实验步骤1.确定指令集：根据实验需求，确定需要支持的指令集。
2.确定微指令格式：根据指令集的要求，设计适合的微指令格式。
3.设计控制存储器：根据微指令格式，设计控制存储器的结构和内容。
4.设计控制逻辑电路：根据微指令的执行过程，设计控制逻辑电路，实现指令的控制和转换。
5.构建实验平台：将设计的控制存储器和控制逻辑电路构建成实验平台，并与计算机系统相连。
6.进行实验：在实验平台上执行指令，观察和记录实验结果。
3.3 实验结果与分析根据实验步骤中的设计和操作，得到了相应的实验结果。
通过比对实验结果和预期效果，可以对微程序控制器的设计和实验进行分析和评估。
四、总结与展望微程序控制器作为计算机系统的关键组成部分，通过微操作的方式实现指令的执行控制。
本实验报告对微程序控制器的原理进行了探讨，并描述了相关实验的设计、步骤、结果和分析。
通过实验，我们深入理解了微程序控制器的工作原理和设计方法。
计算机组成原理实验报告三微程序控制器实验
微程序控制器实验报告一、实验目的(1)掌握微程序控制器的功能、组成知识。
（2）掌握为程序的编制、写入、观察微程序的运行二、实验设备：PC机一台，TD-CM3+实验系统一套三、实验原理：微程序控制器的基本任务是完成当前指令的翻译和执行，即将当前指令的功能转换成可以控制的硬件逻辑部件的为命令序列，完成数据传送和个汇总处理操作，他的执行方法是将控制各部件的微命令的集合进行编码，即将微命令的集合仿照及其指令一眼，用数字代码的形式表示，这种表示陈伟微指令。
这样就可以用一个微指令序列表示一条机器指令，这种为指令序列称作为程序。
微程序存储在一种专用的存储器中，成为控制储存器四、实验步骤1.对为控制器进行读写操作：（1）手动读写：①按图连线：②将MC单元编程开关置为“编程”档，时序单元状态开关置为“单步”档，ADDR 单元状态开关置为“置数”档③使用ADDR单元的低六位SA5…SA0给出微地址MA5…MA0，微地址可以通过MC 单元的MA5…MA0微地址灯显示④CON单元SD27…SD20，SD17…SD10，SD07…SD00开关上置24位微代码，待写入值由MC单元的M23…M024位LED灯显示⑤启动时序电路（按动一次TS按钮），即将微代码写入到E2PROM2816的相应地址对应单元中⑥重复③④⑤三步，将下图微代码写入2816芯片中二进制代码表（2）联机读写：①将微程序写入文件，联机软件提供了微程序下载功能，以代替手动读写微控制器，但微程序得以指定的格式写入本次试验的微程序如下：：//************************************************************// :// // :// 微控器实验指令文件 // ：// // ：//************************************************************// ：//***************Start Of MicroController Data****************//$M 00 000001;NOP$M 01 007070;CON(INS)->IR,P<1>$M 04 002405;R0->A$M 05 04B201;R0->B$M 30 001404;A加B->RO$M 32 183001;IN->R0$M 33 280401;R0->OUT$M 35 000035;NOP;//***************End Of MicroController Data*******************// ②写入微程序用联机软件的“【转存】-【装载数据】”功能将改格式文件装载入试验系统。
计算机组成原理微程序控制单元实验报告
姓名学号班级******************年级指导教师《计算机组成原理》实验报告实验名称微程序控制单元实验、指令部件模块实验、时序与启停实验实验室实验日期实验七微程序控制单元实验一、实验目的⒈ 掌握时序产生器的组成方式。
⒉ 熟悉微程序控制器的原理。
⒊ 掌握微程序编制及微指令格式。
二、实验原理图7-7-1图 7-7-4 微地址控制原理图微程序控制单元实验原理就是人为的给出一条微指令的地址，人为的去打开测试开关，观察机器怎么运行，打个比方就是我要你执行我下的某条命令，我先告诉你命令写在哪页纸上，你找到纸后，分析命令是什么之后再去执行。
观察机器微程序控制器的组成见图7-1-1 ，微地址的打入操作就是由操作者给出一条微指令的地址（同上面的例子就是仅仅告诉你我让你跑的这条命令写在哪页纸上，而没有告诉你命令的具体内容），不需要做测试去判断这是什么指令，所以由图7-7-1 ，其中微命令寄存器 32 位，用三片 8D 触发器 (273) 和一片 4D(175) 触发器组成。
它们的清零端由CLR来控制微控制器的清零。
它们的触发端CK接 T2，不做测试时 T2 发出时钟信号，将微程序的内容打入微控制寄存器（含下一条微指令地址）。
打入了微指令的地址（即告诉你命令在哪页纸上，此时你需要先找到这页纸并判断命令是叫你做什么，然后执行），进行测试，T4 发出时钟信号，转移逻辑满足条件后输出的负脉冲通过置位端将某一触发器输出端置为“1”状态，按图 7-7-4 所示，微地址锁存器的置位端R 受 SE5~SE0控制，当测试信号 SE5~SE0输出负脉冲时，通过锁存器置位端R将某一锁存器的输出端强行置“1”，实现微地址的修改与转移，此时的地址指的是指令的操作码的地址（即你已经知道命令是跑，此时做的是跑的行为）。
再由数据开关置入微地址的值，再做测试，再跳到指令的操作码的地址准备开始执行指令，这就是微程序控制单元实验的原理。
三、实验连线连接图或“图 7-2-27-2-2 中的 B1、 B7、 B10、 B15，用双头实验导线连接上图中所有标明“”图案的插孔（注：Dais-CMH 的时钟信号以作内部连接）。
微程序控制实验报告（共10篇）
微程序控制实验报告(共10篇)微程序控制器实验报告计算机组成原理实验报告一、实验目的：(1)掌握微程序控制器的组成原理。
(2)掌握微程序的编制、写入，观察微程序的运行过程。
二、实验设备：PC 机一台，TD-CMA 实验系统一套。
三、实验原理：微程序控制器的基本任务是完成当前指令的翻译和执行，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，这种表示称为微指令。
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,微程序控制器原理框图如图所示：微程序控制器组成原理框图在实验平台中设有一组编程控制开关KK3、KK4、KK5（位于时序与操作台单元），可实现对存储器（包括存储器和控制存储器）的三种操作：编程、校验、运行。
考虑到对于存储器（包括存储器和控制存储器）的操作大多集中在一个地址连续的存储空间中，实验平台提供了便利的手动操作方式。
以向00H 单元中写入332211 为例，对于控制存储器进行编辑的具体操作步骤如下：首先将KK1 拨至‘停止’档、KK3 拨至‘编程’档、KK4 拨至‘控存’档、KK5 拨至‘置数’档，由CON 单元的SD05——SD00 开关给出需要编辑的控存单元首地址（000000），IN 单元开关给出该控存单元数据的低8 位（00010001），连续两次按动时序与操作台单元的开关ST（第一次按动后MC 单元低8 位显示该单元以前存储的数据，第二次按动后显示当前改动的数据），此时MC 单元的指示灯MA5——MA0 显示当前地址（000000），M7——M0 显示当前数据（00010001）。
然后将KK5 拨至‘加1’档，IN 单元开关给出该控存单元数据的中8 位（00100010），连续两次按动开关ST，完成对该控存单元中8 位数据的修改，此时MC 单元的指示灯MA5——MA0 显示当前地址（000000），M15——M8 显示当前数据（00100010）；再由IN 单元开关给出该控存单元数据的高8 位（00110011），连续两次按动开关ST，完成对该控存单元高8 位数据的修改此时MC 单元的指示灯MA5——MA0 显示当前地址（000000），M23——M16 显示当前数据（00110011）。
计算机组成原理微程序控制单元实验
计算机组成原理微程序控制单元实验微程序控制单元是计算机系统中的一种控制方式，它通过存储在存储器中的一组微指令序列来完成对计算机操作的控制。
微程序控制的特点是将指令解码操作交给微程序控制器来完成，使得计算机系统更加模块化，易于维护和升级。
在本文中，我们将介绍计算机组成原理微程序控制单元实验相关参考内容，包括实验原理、实验步骤和实验结果分析等。
实验原理微程序控制单元实验的目的是了解微程序控制器的工作原理，熟悉微指令的生成和调用过程。
实验中，我们需要使用一个可编程逻辑器件（如FPGA）来实现微程序控制单元。
具体的实验原理可分为以下几个方面：1.微程序控制单元的基本结构微程序控制单元的基本结构由微程序存储器、微指令计数器、数据线、地址线和状态寄存器等组成。
微程序存储器用于存储微指令序列，微指令计数器用于计数微指令的执行次数，数据线用于传输数据信息，地址线用于传输地址信息，状态寄存器用于存储各个状态的标志位。
2.微指令的生成方式微指令可以通过硬布线方式生成，也可以通过微程序存储器生成。
本实验中，我们将采用微程序存储器生成的方式。
微程序存储器的结构类似于一个ROM，存储着各个微指令的操作码。
通过地址线和控制信号的组合，我们可以选择需要执行的微指令操作。
3.微指令的调用过程在执行一条指令时，首先要将指令解码，得到该指令的操作码和操作数。
接着，通过微控制器的微程序存储器，查找并执行对应的微指令操作。
微指令的执行可能涉及到内存、寄存器、算术逻辑单元等各个部分，最终完成指令的执行。
实验步骤下面是计算机组成原理微程序控制单元实验的具体步骤：步骤一：设计微程序控制器的硬件电路根据FPGA开发板的型号和实验要求，设计微程序控制单元的硬件电路，并且将其烧录到FPGA芯片中。
在设计电路时要考虑到各种指令和相应的微指令，分析指令的执行流程，进而推导出各种情况下微指令的生成方式。
步骤二：编写微指令程序利用软件编写微指令程序，将每条指令拆分成组合微命令的形式，生成微程序。
计算机组成原理微程序控制器部件教学实验
计算机组成原理微程序控制器部件教学实验微程序控制器是由微指令组成的，每个微指令对应一个操作或一个操作序列。
它通过微指令来描述指令的执行过程，包括指令的取指，指令的解码，操作数的获取，以及操作的执行。
微程序控制器的本质是一个状态机，通过不同的状态和状态转移来完成指令的执行，从而实现计算机的功能。
在计算机组成原理的教学实验中，微程序控制器部件是非常重要的一个实验内容。
通过搭建微程序控制器的实验平台，学生可以更好地理解计算机指令的执行过程，加深对计算机硬件的认识。
在微程序控制器部件的教学实验中，可以从以下几个方面展开。
1.搭建实验平台：首先需要搭建一个微程序控制器的实验平台，包括微指令存储器、微指令控制器、状态寄存器等硬件部件。
同时需要编写相应的微指令和微程序，对不同的指令进行模拟执行。
2.模拟指令的执行过程：通过编写微指令和微程序，可以模拟指令的执行过程。
通过手动设置各个硬件部件的状态，可以观察指令的取指、解码、执行等过程。
通过模拟执行不同的指令，可以帮助学生理解指令的执行过程和计算机的工作原理。
3.分析指令的执行效率：在实验中，可以通过不同的指令和微程序，分析指令的执行效率。
比如，可以比较不同指令的执行时间，找出其中的瓶颈和优化方法。
通过实验分析，学生可以深入理解指令的执行原理和计算机硬件的优化方法。
4.扩展实验内容：在熟悉了微程序控制器的基本原理后，可以进一步扩展实验内容。
比如，可以设计一个简单的指令集，编写相应的微指令和微程序，实现更复杂的指令的执行过程。
通过扩展实验内容，可以更好地理解微程序控制器部件的原理和功能。
总之，计算机组成原理微程序控制器部件的教学实验是一门重要的实践课程，通过搭建实验平台和编写微指令和微程序，可以帮助学生更好地理解计算机硬件的工作原理，加深对计算机指令执行过程的认识，提高计算机组成原理的学习效果。
计算机组成原理微程序控制器实验报告
计算机组成原理实验报告三：微程序控制器实验2011-05-06 01:00:09|分类：实验报告| 标签：实验微程序字段微指令信号|字号大中小订阅实验三：微程序控制器实验一、实验目的与要求：实验目的：1、掌握时序产生器的原理和具体操作。
2、掌握微程序控制器的功能、组成知识。
3、掌握微程序的编制、写入、观察微程序的运行，学习基本指令的执行流程。
要求：做好实验预习，掌握进位控制运算器的原理。
实验之前，应认真准备，写出实验步骤和具体分析内容，否则实验效率会特别低，一次实验时间根本无法完成实验任务，即使基本做对了，也很难说学懂了些什么重要教学内容。
二、实验方案：【1】、连接好实验线路，检查无误后接通电源。
【2】、编程：（1）将编程开关（MJ20）置为PROM（编程）状态；（2）将STATE UNIT中的STEP置为"STEP"状态，STOP置为"RUN"状态；（3）在UA5-UA0开关上置要写的某个微地址（八进制）；（4）在MK24-MK1开关上置要写的微地址相应的24位微代码，24位开关对应24位显示灯，开关量为"1"灯亮，为"0"灯灭；（5）启动时序电路（按动启动按钮START），即将微代码写入到E2PROM2816的相应地址对应的单元中；（6）重复（3）～（5）步骤将每一条微指令写入E2PROM2816。
【3】、校验：(1)将编程开关置为READ状态；（2）将STEP开关置为"STEP"状态，STOP开关置为"RUN"状态；（3）在开关UA5~UA0上置好要读的某个微地址；（4）按动START键，启动时序电路，观察显示灯MD24-MD1的状态，检查读出的微代码是否已写入的相同。
如果不同在将开关置于PROM编程状态，重新执行编程步骤；（5）重复（3）、（4）步骤将每一条微指令从E2PROM2816中读出。
微程序控制器组成实验报告
微程序控制器组成实验报告微程序控制器组成实验报告一、引言微程序控制器是计算机中的重要组成部分，它负责解析指令并控制计算机的各个部件进行相应操作。
本实验旨在通过实际操作，深入了解微程序控制器的组成和工作原理。
二、实验目的1. 理解微程序控制器的基本概念和工作原理；2. 掌握微程序控制器的组成结构；3. 实践使用微程序控制器进行指令解析和控制。
三、实验原理微程序控制器由控制存储器和控制逻辑组成。
控制存储器中存储了一系列微指令，每个微指令对应一条机器指令的执行步骤。
控制逻辑根据当前指令的操作码，从控制存储器中读取相应的微指令，并根据微指令的控制信号控制各个部件的操作。
四、实验步骤1. 搭建实验平台：将微程序控制器与计算机主板相连，并连接相应的输入输出设备；2. 下载微程序控制器的控制存储器：将预先编写好的微指令存储到控制存储器中；3. 编写控制逻辑：根据机器指令的操作码，编写相应的控制逻辑，实现指令的解析和控制；4. 运行实验：通过输入指令，观察微程序控制器的工作情况，验证控制逻辑的正确性。
五、实验结果与分析在实验中，我们成功搭建了微程序控制器的实验平台，并下载了相应的微指令。
通过输入不同的指令，我们观察到微程序控制器能够正确解析指令并控制计算机的各个部件进行相应操作。
这证明了我们编写的控制逻辑是正确的。
六、实验总结通过本次实验，我们深入了解了微程序控制器的组成和工作原理。
微程序控制器通过控制存储器中的微指令，实现了对机器指令的解析和控制。
掌握了微程序控制器的基本原理后，我们能够编写相应的控制逻辑，实现自定义的指令解析和控制功能。
七、实验心得本次实验让我对微程序控制器有了更深入的了解。
通过亲自搭建实验平台和编写控制逻辑，我深刻体会到微程序控制器在计算机中的重要作用。
同时，实验过程中也遇到了一些问题，但通过不断尝试和调试，最终解决了这些问题，提高了自己的实践能力。
八、展望微程序控制器作为计算机的核心组件之一，具有广泛的应用前景。
(完整word版)计算机组成原理实验报告_微控制器
计算机组成原理实验报告题目：微程序控制器实验一、实验目的：(1）理解时序产生器的原理,了解时钟和时序信号的波形。
（2）掌握微程序控制器的功能、组成知识。
(3）掌握微指令格式和各字段功能。
（4）掌握微指令的编制、写入、观察微程序的运行二、实验设备PC机一台，TD—CM3+实验系统一套。
三、实验内容及要求：（一）实验原理:微程序控制电路与微指令格式(A）微程序控制电路微程序控制器的组成见图10,其中控制存储器采用3片2816的E2PROM，具有掉电保护功能，微命令寄存器18位，用两片8D触发器(74273)和一片4D（74175）触发器组成.微地址寄存器6位，用三片正沿触发的双D触发器(7474）组成,它们带有清“0”端和预置端。
在不判别测试的情况下，T2时刻打入微地址寄存器的内容即为下一条微指令地址。
当T4时刻进行测试判别时，转移逻辑满足条件后输出的负脉冲通过强置端将某一触发器置为“1”状态，完成地址修改。
在该实验电路中设有一个编程开关（位于实验板右上方),它具有三种状态：PROM （编程）、READ(校验)、RUN(运行）。
当处于“编程状态”时,实验者可根据微地址和微指令格式将微指令二进制代码写入到控制存储器2816中。
当处于“校验状态”时,可以对写入控制存储器中的二进制代码进行验证,从而可以判断写入的二进制代码是否正确。
当处于“运行状态”时,只要给出微程序的入口微地址，则可根据微程序流程图自动执行微程序。
图中微地址寄存器输出端增加了一组三态门，目的是隔离触发器的输出，增加抗干扰能力，并用来驱动微地址显示灯。
微程序控制器原理图图10(B) 微指令格式微指令字长共24位,其控制位顺序如图所示。
图11 微指令格式A字段B字段C字MA5—-MA0为A，B，C为三个译码字段，分别由三个C字段中的P（1)是测试字位。
,从而实现微程序的顺序、分支、循环运。
图中I7一I2为指令寄存器的第7-—2位输出，SE5—SE0为微程序控制器单元微地址锁存器的强置端输出.(C）二进制代码表二进制微代码表将全部微程序按照指令格式变成二进制微代码可得上表（二）实验内容1.按照实验接线图连接好实验线路，并且检查线路，确保无误。
计算机组成原理实验报告微程序控制
计算机硬件实验室实验报告课程名称：姓名徐骁学号33 班级0920542 成绩设备名称及软件环境计算机、Proteus仿真软件、模型机仿真软件实验名称微程序控制器实验日期一．实验内容使用模型机验证微指令与微操作的关系，验证微程序执行时序。
二．理论分析或算法分析微操作码：包含指令执行的一个步骤中所包含的全部微命令的编码，即一条微指令所需的全部控制信号的编码， 用来发出操作控制信号。
微地址码：用来产生下一条微指令的地址，指出下一条微指令代码在控制存储器中的存储位置。
（一）、微程序控制原理：控制存储器：存放实现计算机指令系统的所有微程序由ROM （EPROM ）实现。
控制存储器的字长是微指令字的长度。
控制存储器的容量取决于指令的数量和每条指令的微程序长度，也取决于微指令代码的利用率。
微指令寄存器：微指令寄存器（CMIR ）存放由控制存储器读出的一条微指令信息 微地址寄存器（CMAR ）：存放将要访问的下一条微指令的微地址。
微地址形成部件：能测试执行中的状态信息，修改微地址寄存器的内容，以便按修改后的内容去读下一条指令。
OPIR 微地址形成部件CMAR译码驱动状态条件 微地址微操作码 控制存储器微操作信号CMCMIR（二）、工作原理1、取指阶段（1）将取指微程序首地址置于CMAR 中。
（2）读微指令。
（3）产生微操作命令。
（4）形成下一条微指令地址。
（5）取下一条微指令。
…………重复（1）~（4）过程，直到该机器指令送入IR 为止。
2、执行阶段（1）当指令存入IR 后，由指令的OP 部分送到微地址形成部件，形成该指令对应的微程序的首地址。
（2）读出微指令。
（3）产生微操作命令。
（4）形成下一条微指令地址。
…………重复（1）~（4）过程，直到该机器指令执行完为止。
时序RAM IRPCAR微程序控制器产生器256×8LDARLDPCLDIRRDWELDPC →BUSDR 2DR 1LDR 0I/OR 3R 2R 1R 0LDR 3LDR 2LDR 1LDDR 1LDDR 2ALUALU →BUS BUSS 2S 1M -1S 3S 0模型机数据通路框图三．实现方法（含实现思路、程序流程图、实验电路图和源程序列表等）(a) 五条指令的微程序流程图ADD1110 01 IN 13 12100201STAOUT SW →R0 P(1)PC →ARPC+1RAM →BUS BUS →IR 04 03PC →AR PC+1RAM →BUS BUS →AR15 07 PC →AR PC+1RAM →BUS BUS →AR 16 PC →AR PC+1RAM →BUS BUS →AR26 PC →AR PC+1RAM →BUS BUS →PCJMP14 0605 R0→DR1RAM →BUS BUS-DR0(DR1)+(DR2)→R001 R0→BUS BUS →RAM0117RAM →BUS BUS →DR101DR1→LED25 01运行微程序八进制地址 KWE 23 20 2000KRD RPP(1) 15 07 PC →AR PC+1RAM →BUS BUS →DR116PC →AR PC+1DR1→LED控制台213024PC →AR PC+1(SW)→BUS BUS →DR1DR1→RAM(b) 控制台微程序流程图八进制地址01四．实验结果分析（含执行结果验证、输出显示信息、图形、调试过程中所遇的问题及处理方法等）微地址S3 S2 S1 S0 M Cn WEA9 A8 A B C μA5--μA000 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 001 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 002 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 003 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 004 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 105 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 006 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 107 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 110 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 111 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 112 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 113 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 014 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 015 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 116 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 117 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 120 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 021 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 022 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 123 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 124 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 025 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 126 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 127 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 030 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1微程序代码表五．结论按照实验要求进行数据操作，实现实验结果，为了便于控制程序的运行，时序电路发生器设置了一个启停控制触发器Cr，使TS1-TS4信号输出可控。
计算机组成原理 实验3 微程序控制单元
下图为几条机器指令对应的参考微程序流程图。
运行微程序
实验内容
1.微程序的编写
2.微地址的打入操作
实验环境
DICE-CH2000增强型计算机组成原理实验仪一台+排线若干
实验
步骤
1.微程序的编写
在微地址00H、40H、80H、C0H单元地址分别输入55H，在微地址01H、41H、81H、C1H单元地址分别输入数据AA H。以下以向00H单元输入数据55H、向01H输入数据AA H为例，其它操作类似。
经上述操作，第一位显示8表示为“8”微地址寄存器，20表示此时打入的微地址为20,Rg表示为寄存器状态。
该操作表示将微地址打入微地址寄存器，若原来的微地址寄存器中有内容，此时再向其打入微地址，则后打入的微地址将覆盖原内容。
实验结果
在微地址00H、40H、80H、C0H单元地址分别输入55H，在微地址01H、41H、81H、C1H单元地址分别输入数据AA H。
RST
00②40④80⑥CO
UME UME UMEUME
①↓55③↓55⑤↓55⑦↓55
增址增址增址增址
OAA OAA OAA OAA
MON MON MON MON
经上述操，作即可完成实验内容的要求。
其中，UME为控存，按下它，表示进入微程序读写状态，此时打入“55”表示将内容写入某单元。（该单元为按UME键之前所按的地址：如为“00”则将“55”写入“00”单元。）
计算机组成原理实验报告
学院:计算机科学与信息专业：信息安全班级：
姓名
学号
实验组
实验时间
指导教师
成绩
实验项目名称
三、微程序控制单元实验
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
姓名
学号
班级
******************年级
指导教师
《计算机组成原理》实验报告
实验名称微程序控制单元实验、指令部件模块实验、时序与启停实验
实验室实验日期
实验七微程序控制单元实验
一、实验目的
⒈ 掌握时序产生器的组成方式。
⒉ 熟悉微程序控制器的原理。
⒊ 掌握微程序编制及微指令格式。
二、实验原理
图
7-
7-
1
图 7-7-4 微地址控制原理图
微程序控制单元实验原理就是人为的给出一条微指令的地址，人为的去打开测试开关，观察机器怎么运行，打个比方就是我要你执行我下的某条命令，我先告诉你命令写在哪页纸上，
你找到纸后，分析命令是什么之后再去执行。
观察机器微程序控制器的组成见图7-1-1 ，微地址的打入操作就是由操作者给出一条微指令
的地址（同上面的例子就是仅仅告诉你我让你跑的这条命令写在哪页纸上，而没有告诉你
命令的具体内容），不需要做测试去判断这是什么指令，所以由图7-7-1 ，其中微命令寄存器 32 位，用三片 8D 触发器 (273) 和一片 4D(175) 触发器组成。
它们的清零端由CLR来控制微控制器的清零。
它们的触发端CK接 T2，不做测试时 T2 发出时钟信号，将微程序的内容
打入微控制寄存器（含下一条微指令地址）。
打入了微指令的地址（即告诉你命令在哪页纸上，此时你需要先找到这页纸并判断命令是叫你做什么，然后执行），进行测试，T4 发出时钟信号，转移逻辑满足条件后输出的负脉冲通过置位端将某一触发器输出端置为“1”状态，按图 7-7-4 所示，微地址锁存器的置位端R 受 SE5~SE0控制，当测试信号 SE5~SE0输出负脉冲时，通过锁存器置位端R将某一锁存器的输出端强行置“1”，实现微地址的修改与转移，此时的地址指的是指令的操作码的地址（即你已经知道命令是跑，此时做的是跑的行为）。
再由数据开关置入微地址的值，再做测试，再跳到指令的操作码的地址准备开始执行
指令，这就是微程序控制单元实验的原理。
三、实验连线
连接图或“
图 7-2-2
7-2-2 中的 B1、 B7、 B10、 B15，用双头实验导线连接上图中所有标明“
”图案的插孔（注：Dais-CMH 的时钟信号以作内部连接）。
”
四、实验内容及结果分析（ 1）微地址的打入操作
具体操作步骤如下：
数据开关（00000001）
微地址灯
（ 00000001）
数据开关
（00000010）
SW-B=0
按单步
微地址灯
（00000010）
SW-B=0
按单步
（２）微地址的修改与转移
数据开关
（00100000）
CBA=000 CE=0
SW-B=1
微地址灯
（001000）结果分析：
中断M9M1
选择PX3PX2PX1
000
001P (1) 010P (2) 011P (Z) 100P (I) 101P (D) 110P (C) 111指令寄存器IR数据开关
（00100000）（00001000）LDIR=1LDIR=0
SW-B=0
微地址灯
（001001）
P（ 1） =1
图7-7-3
测试字
关闭测试
识别操作码
判寻址方式
Z标志测试
中断响应
中断服务
C标志测试
保留位
表7-1-1
C B A选择
000禁止
001PC-B
010ALU-B
011299-B
100Rs-B
101Rd-B
110保留位
111保留位
表 7-1-2
（ 1 ）微地址的打入操作：
令 SW-B=0，拨动数据开关给出一条微指令的地址，就是数据不送总线，在机器周期的T2时刻把数据开关的内容打入微地址锁存器。
（２）微地址的修改与转移
令CBA=000、CBA的状态从 000-111 表示其他部件送总线，由表 7-1-2 得为 000 表示禁止，存储器控制端 CE=0，令 SW-B=1就是其它部件送总线；
令指令寄存器的端LDIR=1，由图 7-1-1 ， LDIR 连接 74LS273,74LS273 连着 6116,6116连着 6 位微地址显示灯，依次接受到数据开关置入的数，所以将数据打入到指令寄存器IR 中，且微地址显示灯亮，此时打入的是微指令的操作码；
令 LDIR=0， SW-B=0，关闭指令寄存器和其它部件送总线，置数据开关为 00001000，进入微指令的地址 08H，进行测试指令的操作，令 P（ 1） =1，由表 7-1-1 得进行识别操作码，由图 7-1-1 ，P（ 1）连着时序发生器 74LS175，得到 T4 的时钟信号，进行指令的测试，按单步后微地址灯亮值为 09H，由图 7-3-3 ，测试结果为进行 IN 操作；
重复上述步骤，打入指令60H，微地址为0BH，是 STA操作。
五、实验总结
经过反复的操作，明白了一条微指令是怎么在计算机中运行的，其实计算机是很笨的，先
把指令存到一个地址里，控制计算机找到地址，取出指令，再进行判断是什么指令再找到
执行该指令的那一段程序，才能执行完一条指令，现在对计算机就是对预先存储的程序进
行高效的执行深有体会，大到一个软件，小到一条微指令，都是按照这样的方式进行的。