多思计算机组成原理实验四微程序控制器实验
实验四 常规型微程序控制器组成实验
实验四常规型微程序控制器组成实验一、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、实验电路1.时序发生器本实验所用的时序电路见图3。
4.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3。
4 时序信号发生器本次实验不涉及硬连线控制器，因此时序发生器中产生W1—W3的部分也可根据需要放到硬连线控制器实验中介绍.产生时序信号T1-T4的功能集成在图中左边的一片GAL22V10中，另外它还产生节拍信号W1-W3的控制时钟CLK1。
该芯片的逻辑功能用ABEL语言实现.其源程序如下: MODULE TIMER1TITLE 'CLOCK GENERATOR T1—T4’CLK = 。
C.;"INPUTMF，CLR，QD，DP, TJ，DB PIN 1。
6；W3 PIN 7;”OUTPUTT1，T2，T3, T4 PIN 15。
18 ISTYPE 'REG';CLK1 PIN 14 ISTYPE ’COM'；QD1，QD2，QDR PIN ISTYPE 'REG’;1ACT PIN ISTYPE ’COM’;S = ［T1，T2, T3，T4，QD1，QD2，QDR］；EQUATIONSQD1 := QD;QD2 ：= QD1;ACT = QD1 & ！QD2;QDR ：= CLR & QD ＃CLR ＆QDR;T1 ：= CLR & T4 ＆ACT # CLR & T4 & ! (DP ＃TJ # DB ＆W3) ＆QDR；T2 := CLR & T1；T3 ：= CLR ＆T2；T4 := ！CLR # T3 ＃T4 & ！ACT ＆(DP ＃TJ# DB＆W3) # ！QDR；CLK1 = T1 # !CLR & MF；S。
实验四 微程序控制器实验
3、TEC-XP 教学机的微指令格式
TEC-XP 教学机的微指令共 48 位，由 16 位的下址字段和 32 位的操作控制字段形成， 其格式如图 4-3 所示。
图 4-3
TEC-XP 教学机的微指令格式
（1）下址字段 a) 8 位的微下址 用于给出下一条将要执行的微指令的地址。 微程序顺序执行， 即把已增 1 后的微指 令地址作为下地址 b) 4 位的测试控制码 CI3～0 用于决定微程序中的微指令寻址方式（顺序寻址、跳跃寻址） 。本实验中只使用到 0000（初始化，使微下址=0） 、0010（指令功能分支，做 MAPROM 映射） 、0011 （条件转移，由 SCC 决定是否转移） 、1110（顺序寻址，将当前微地址加 1 作为微 下址）这四个命令码。
图 4-4
TEC-XP 教学机的数据通路与微命令
实验步骤
请根据每个步骤的详细要求，完成本实验内容。
1、设定工作方式
接通 TEC-XP 教学机的电源，将功能开关拨为 11010，即设为单步、手动执行指令，使 用微程序控制器，联机操作。
2、验证 A 组基本指令——加法指令 ADD R0,R1 的微程序
根据如下所示的 ADD 指令格式，可得到指令 ADD R0 , R1 的机器代码为 00000000 00000001，其中高 8 位为 ADD 指令的操作码（详见代码表 4-1） ，接下来的两个 4 位分别对 应 R0 和 R1 寄存器。
先按下 RESET 按键，复位系统，然后通过 16 位的数据开关 SW 拨入指令代码，再按 下 RESET 按键，此时指示灯 Microp 亮，其它灯全灭。 注意：在本实验中，选择的是微程序控制器，Microp 指示灯会一直点亮。 由附录图 4-5 所示的基本指令流程可知，加法指令 ADD R0 , R1 的整个指令周期包含 6 个 CPU 周期，其中前 3 个 CPU 周期是取指阶段，所有指令都是一样的，第 4 个 CPU 周期 用于指令操作码的地址映射，第 5 个 CPU 周期完成加法指令的功能，第 6 个 CPU 周期用于 判断是否需要执行中断周期， 从而决定该加法指令执行结束后的流向。 该加法指令的微程序 如表 4-6 所示。 在完成以上设置后，接下来每次按下 START 按键，控制器就会执行一条微指令，请在 实验前看懂以下微指令，在实验中验证每条微指令，并记录每条微指令执行时微地址、微 下址指示灯的状态。
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。
实验四 微程序控制器实验.
南京工程学院计算机工程学院计算机组成与结构实验报告书实验学生班级K网络工程121实验学生姓名王云峰学号*********实验地点信息楼A115实验四微程序控制器实验同组同学李翔240121515朱赛杰240121533 实验日期12月11日一、实验目的1.掌握微程序控制器的组成及工作过程，初步掌握TEC-XP+机的数据通路。
2.理解动态微程序设计的概念，初步掌握在TEC-XP+机上设计及实现新指令的步骤。
3.从指令的微操作序列层次上理解指令的执行过程，明确指令的格式及寻址方式，初步掌握TEC-XP+机微指令的格式及各字段的含义。
二、实验内容1.理解基本指令（ADC、LDRA、CALR）的格式、数据通路、微程序流程和微指令各字段的含义，使用手拨开关输入机器指令，在单步运行方式下，观察和记录实现各指令的微码；2.理解扩展指令（ADC、LDRA、CALR）的格式、数据通路、微程序流程和微指令各字段的含义，使用手拨开关输入机器指令，在单步运行方式下，观察和记录实现各指令的微码；3.设计验证程序，验证扩展指令(ADC、LDRA、CALR）并记录验证结果。
三、实验步骤与结果1.设计新指令步骤(1).明确指令格式及功能(2).数据通路(3).画微程序流程图(4).微程序代码化---微码(5).将微码加载到微控存中(6).验证2. 运行结果【1】选择基本指令的A 组指令中的ADD指令，观察其节拍流程<1>置拨动开关SW=00000000 00000001；（表示指令ADD R0，R1 ）<2>按RESET按键；指示灯Microp亮（只要选择微程序，该灯在指令执行过程中一直亮），其它灯全灭；<3>按START按键；指示灯CI3~0、SCC3~0显示1110 0000，微址和下址的指示灯全灭；（本拍完成公共操作0→PC、DI#=0）<4>按START按键；指示灯CI3~0、SCC3~0显示 1110 0000，微址指示灯显示0000 0001，下址的指示灯全灭；（本拍完成公共操作PC→AR、PC+1→PC）<5>按START按键；指示灯CI3~0、SCC3~0显示 1110 0000，微址指示灯显示0000 0010，下址的指示灯全灭；（本拍完成公共操作MEM→IR）<6>以上三步为公共操作，其它指令同；<7>按START按键；指示灯CI3~0、SCC3~0显示 0010 0000，微址指示灯显示0000 0011，下址的指示灯显示0000 0100；（本拍完成/MAP操作功能）<8>按START按键；指示灯CI3~0、SCC3~0显示 0011 0000，微址指示灯显示0000 0100，下址的指示灯显示0011 0000 (本拍执行ADD指令，DR←DR+SR 操作)。
实验四 微程序控制器实验
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；
3、为整机实验打好基础。
实验原理：
实验所用的时序电路原理可以参考时序实验。由于时序电路的内部线路已经连好（时序电路的CLR已接到实验板中下方的CLR清零开关上），所以只需将时序电路与方波信号源连接即可。
1、微程序控制电路
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实验四 微程序控制器的组成与微程序设计实验(12-14)
3片74HC74 ， 片 锁存6位微地址 位微地址， 锁存 位微地址， 该地址可以外 部输入或内部 产生
LOAD LDAR LDPC P(4) P(3) P(2) P(1) AR INTA PC_G ALU_G 299_G RI_G RD_G RS_G
LDIR
LDRI
LDDR1
LDDR2
M16 M17 M18 M19 M20 M21 M22 M23 M24
实验四 微程序控制器的组成 与微程序设计实验
一、实验目的
1、掌握微程序控制器的组成原理。 、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 、掌握微程序的编制、写入， 察微程序的运行。 察微程序的运行。 3、为整机实验打好基础。 、为整机实验打好基础。
二、实验内容
编制微程序并观察其运行过程。 编制微程序并观察其运行过程。
TS1
4-D上升 上升 沿触发器
CK
SP03拨到 拨到 STEP位 位 置，单步 通过调节 电位器 RW1改 改 变频率
CLR
STEP1
图1-10 时序电路原理图
表1 TS1-TS4脉冲信号产生时序
D1= /(D2+D3+D4) = /D2/D3/D4 Q1/D2 Q2/D3 （ D2= / Q1 ）（D3=Q2） ） Q3/D4 （D4=Q3） ） Q4
2、读出写入的5个单元数据，同写入的进行 、读出写入的 个单元数据 个单元数据， 比较，检查是否正确。 比较，检查是否正确。
检查第1操作数 检查第 操作数
输入存储器地址。 输入存储器地址。第一循环00H,第二 第一循环 第二 循环01H,…. 循环 记录读出的存储器 各单元数据。 各单元数据。第一 循环00H单元 第二 单元,第二 循环 单元 循环01H单元 单元,….。 循环 单元 。 同写入的做比较
计算机组成原理实验报告3--微程序控制器实验
计算机组成原理实验报告3--微程序控制器实验计算机组成原理实验报告3--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。
实验四---微程序控制器原理实验
2015 年 5 月 24 日课程名称：计算机组成原理实验名称：微程序控制器原理实验班级：学号：姓名：指导教师评定：_________________ 签名：_____________________一、实验目的：1．掌握微程序控制器的组成及工作过程；2．通过用单步方式执行若干条微指令的实验，理解微程序控制器的工作原理。
二、预习要求：1．复习微程序控制器工作原理；2．预习本电路中所用到的各种芯片的技术资料。
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、电路组成：微程序控制器的原理图见图4-1（a）、4-1（b）、4-1（c）。
图4-1（a）控制存储器电路图4-1（b）微地址形成电路图4-1（c）微指令译码电路以上电路除一片三态输出8D触发器74LS374、三片EFPROM2816和一片三态门74LS245，其余逻辑控制电路均集成于EP1K10内部。
28C16、74LS374、74LS245芯片的技术资料分别见图4-2~图4-4.图4-2（a）28C16引脚图4-2（b） 28C16引脚说明工作方式/CE /OE /WE输入/输出读后备字节写字节擦除写禁止写禁止输出禁止L L HH ××L H LL12V L××H× L ×× H ×数据输出高阻数据输入高阻高阻高阻高阻图4-2（c）28C16工作方式选择图4-5（a）74LS374引脚图4-5（b）74LS374功能图4-8（a）74LS245引脚图4-8（b）74LS245功能五、工作原理：1．写入微指令在写入状态下，图4-1（a）中K2须为高电平状态，K3必须接至脉冲/T1端，否则无法写入。
MS1-MS24为24位写入微代码，由24位微代码开关（此次实验采用开关方式）。
uA5-uA0为写入微地址，采用开关方式则由微地址开关提供。
K1须接低电平使74LS374有效，在脉冲T1时刻，uAJ1的数据被锁存形成微地址（如图4-1（b）所示），同时写脉冲将24位微代码写入当前微地址中（如图4-1（a）所示）。
计算机组成原理实验报告(四个实验 图)
福建农林大学计算机与信息学院计算机类实验报告课程名称：计算机组成原理姓名：周孙彬系：计算机专业：计算机科学与技术年级：2012级学号：3126010050指导教师：张旭玲职称：讲师2014年06 月22日实验项目列表序号实验项目名称成绩指导教师1 算术逻辑运算单元实验张旭玲2 存储器和总线实验张旭玲3 微程序控制单元实验张旭玲4 指令部件模块实验张旭玲福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告系：计算机专业：计算机科学与技术年级： 2012级姓名：周孙彬学号： 3126010050 实验课程：实验室号：_______ 实验设备号：实验时间：指导教师签字：成绩：实验一算术逻辑运算单元实验实验目的1、掌握简单运算器的数据传输方式2、掌握74LS181的功能和应用实验要求完成不带进位位算术、逻辑运算实验。
按照实验步骤完成实验项目，了解算术逻辑运算单元的运行过程。
实验说明1、ALU单元实验构成（如图2-1-1）1、运算器由2片74LS181构成8位字长的ALU单元。
2、2片74LS374作为2个数据锁存器（DR1、DR2），8芯插座ALU-IN作为数据输入端，可通过短8芯扁平电缆，把数据输入端连接到数据总线上。
运算器的数据输出由一片74LS244（输出缓冲器）来控制，8芯插座ALU-OUT 作为数据输出端，可通过短8芯扁平电缆把数据输出端连接到数据总线上。
图2-1-1图2-1-22、ALU单元的工作原理（如图2-1-2）数据输入锁存器DR1的EDR1为低电平，并且D1CK有上升沿时，把来自数据总线的数据打入锁存器DR1。
同样使EDR2为低电平、D2CK有上升沿时把数据总线上的数据打入数据锁存器DR2。
算术逻辑运算单元的核心是由2片74LS181组成，它可以进行2个8位二进制数的算术逻辑运算，74LS181的各种工作方式可通过设置其控制信号来实现（S0、S1、S2、S3、M、CN）。
当实验者正确设置了74LS181的各个控制信号，74LS181会运算数据锁存器DR1、DR2内的数据。
实验四 常规型微程序控制器组成实验
实验四常规型微程序控制器组成实验一、实验目的1、分析时序产生器的实例。
2、深入理解、掌握微程序控制器的组成原理。
3、学习、掌握微指令格式的化简和归并。
二、实验类型验证型。
三、实验仪器1、TEC-4计算机组成原理实验系统一台。
2、双踪示波器一台。
3、直流万用表一只4、逻辑测试笔一支四、实验原理1、时序发生器TEC-4计算机组成原理实验系统的时序电路如图4所示。
电路采用2片GAL22V10（U6，U7），可产生两级等间隔时序信号T1-T4和W1-W4，其中一个W由一轮T1-T4循环组成，它相当于一个微指令周期或硬联线控制器的一拍，而一轮W1-W4循环可供硬联线控制器执行一条机器指令。
图4时序电路本次实验不涉及硬联线控制器，因此时序产生器中的相关内容也可根据需要放到硬联线控制器实验中进行。
微程序控制器只使用时序信号T1-T4，产生T信号的功能集成在GAL22V10芯片TIMER1（U6），另外它还产生节拍信号W1，W2，W3，W4的控制时钟CLK1。
该芯片的逻辑功能用ＡＢＥＬ语言实现，其源程序如下：MODULE TIMER1TITLE’CLOCK GENERATOR T1,T2,T3,T4’“2000,9“INPUTMF,CLR,QD,DP,DZ,TJ,P1,INTC,INTS,DB PIN 1..10W4 PIN 13;“OUTPUTT1,T2,T3,T4,QD1,QD2,ACT,INTE,QDR PIN 14..22;CLK1 PIN 23;T1,T2,T3,T4,QD1,QD2,INTE,QDR,ISTYPE’REG’;ACT,CLK1,ISTYPE’COM’;CLK=.C. ;S=[T1,T2,T3,T4,QD1,QD2,INTE,QDR];EQUATIONSQD1 :=QD;QD2: =QD1;ACT=QD1& ! QD2;QDR=CLR & QD #CLR & QDRQDR:=CLR & T4& ACT # CLR & T4 & ! (DP#TJ # DZ & P1 # DB & W4) & QDRT2:=CLR & T1;T3:=CLR & T2;T4:=!CLR # T3 # T4 & ! ACT & (DP # TJ # DZ & P1 # DB & W4) # ! QDR;INTE: = CLR & INTS # CLR & INTE & ! INTC;CLK1 = T1 # ! CLR & MF;S. CLK = MFEND硬联线控制器中使用时序信号W1-W4，产生W信号的功能集成在GAL22V10芯片TIMER2（U7）中，该芯片的逻辑功能用ABEL语言实现，其源程序如下：MODULE TIMER2TITLE’ CLOCK GGENERATOR W1 W2 W3 W4’“2000, 9”INPUTCLK1,INTR,IE,PIN 1..3;CLR, SKIP PIN 5..6”OUTPUTW1,W2,W3,W4,INTR1 PIN 14..18 ISTYPE”’REG;INTQ PIN 20 ISTYPE’COM’;CLK=.C. ;EQUATIONSW1: = CLR & W4W2: = CLR& W1 & ! SKIP;W3: = CLR & W2 & ! SKIP;W4: = ! CLR # W3 # SKIP & W1 # SKIP & W2INTR1: = INTR;INTQ = IE & INTR1;[W1,W2,W3,W4,INTR1].CLK = CLK1;ENDTIMER1和TIMER2中还集成了中断逻辑。
计算机组成原理实验报告(4个)
上海建桥学院本科实验报告课程名称：计算机组成原理学号：姓名：专业：班级：指导教师：课内实验目录及成绩序号实验名称页码成绩1 八位算术逻辑运算 12 静态随机存取存储器实验63 数据通路114 微程序控制器的实现16总成绩信息技术学院2014年03 月20 日上海建桥学院实验报告课程名称：计算机组成原理实验类型：验证型实验项目名称：八位算术逻辑运算实验地点：实验日期：年月日一、实验目的和要求1、掌握运算器的基本组成结构；2、掌握运算器的工作原理。
二、实验原理和内容实验采用的运算器数据通路如图1-1所示，ALU逻辑功能表如表1-1所示。
图1-1运算器原理图ALU部件由一片 CPLD实现，内部含有三个独立的运算部件，分别为算术、逻辑和移位运算部件。
输入数据IN[7..0]（由插座JP22引出）通过拨动开关sK7..sK0产生（开关由插座JP97引出）。
数据存于暂存器A或暂存器 B中（暂存器A和B的数据可在 LED灯上实时显示），三个部件可同时接受来自暂存器 A和 B的数据。
各部件对操作数进行何种运算由控制信号S3…S0和CN_I来决定（S3…S0由插座JP18引出；CN_I由插座JP19引出），可通过拨动开关sK23..sK20和sK12设置(开关由插座JP89、JP19引出)。
运算结果由三选一多路开关选择，任何时候，多路开关只选择三个部件中的一个部件的运算结果作为ALU的输出。
ALU的输出ALU_D7..ALU_D0通过三态门74LS245送至CPU内部数据总线（iDBus）上(由插座JP25引出)，并通过扩展区单元的的二位数码管和DS94..DS101LED灯显示（LED灯由插座JP62引出）。
如果运算影响进位标志FC、零标志FZ、正负标志FS，则在T3状态的下降沿，相应状态分别锁存到FC、FZ、FS触发器中，实验仪设有LED灯显示各标志位状态。
操作控制信号wA（允许写暂存器A）、wB(允许写暂存器B）、rALU(允许ALU结果输出到内部数据总线（iDBus）上)由JP19引出，都为低电平有效，实验时可通过连接开关sK15..sK13设置(开关由插座JP92引出)。
计算机组成原理实验 2.4 微程序控制器实验
DB 00000000B
DB 00000000B
DB 00000000B
DB 00000000B
DB 00000000B
DB 00000000B
DB 00000000B
DB 00000000B
DB 00000000B
DB 00000000B
DB 00000000B
END
END
END
问题：在写入控制存储器的微指令代码表中，地址[00001]和[00010]
【T2】BUS PC
【T2】BUSPC
【T2】
00000 00001
00001
？
【T1】PCAR,ROMBUS 【T1】
【T2】BUS PC
【T2】
00000
？
【T1】
【T2】
微程序控制器 结构示意图
指令寄存器 IR
OP码
状态条件
…
地址译码
控制存储器
微地址寄存器
地址转移 逻辑
微指令 寄存器
P字段
微操作信号
NOP
ROMIR
HLT
ROMIR
JMP1
ROMIR
JMP2
ROMIR
执行周期
停机
ROMPC
ROMPC
ROMPC
有效的微操作信号
功能
指令流 T1
#OE, AR_CLK（LDAR）
PCAR, ROMBUS
ROMIR T2 #OE, IR_CLK (LDIR), PC_CLK (PC_INC) BUSIR, PC+1
实验步骤（JMP1/JMP2指令）：
1) 根据微指令代码表编写下列微程序，编译并生成三个HEX文 件，分别烧写到控制存储器EPROM1、EPROM2及EPROM3（切 记勿写错存储器！）。
实验四 微程序控制器及指令部件实验
用微程序控制的方法，实现算术运算“A加B”，并输出运 算结果： ⑴ 将运算器的输入端与二进制开关相连，输与运算器控制相关 的控制信号与运算器相应的控制信号输入端相连。 ⑵ 将MOCK接PLS1，MCK、D1CK及D2CK均接PLS4. ⑶ 将操作过程分为3个步骤：① 将A送入DR1；② 将B送 入DR2；③ 执行算术运算“A加B”，并将运算结果输出到 数据总线。 ⑷ 将上述3个步骤的操作编写成以下3条微指令，依次写入 到控存的00，01和02单元，完成后按MENU键。
EP ET R
RC
Q3 ~ Q0 74161 PE P3 ~ P0
EP ET R
Vcc RUN
二进制开关 微程序控制器实验电路
控制信号说明： ⑴ RUN是系统的运行状态标志，RUN＝1，运行状态； RUN＝0，停机状态。 ⑵ STOP是系统的停机状态标志，STOP＝1，停机状态； STOP＝0，运行状态。
将微程序输入控存是在停机状态（STOP＝1， RUN＝0）下，通过键盘监控来完成的： ⑴ 在停机状态下，按下键盘上的任意键进入键盘 监控，LCD显示器上显示出操作主菜单。 ⑵ 按“1”选择微代码操作（Mcode），LCD显示： ADDR MICRO CODE 00 xx xx xx 通过按“TAB”键移动光标到微地址或微代码部 分，进行微地址或微代码的修改。修改完毕，按 “Next”键或“Enter”键保存该微地址单元的内容， 并使微地址加1。如此，可连续向多个微地址单元 输入微指令代码。
每段微程序都以取指微指令结束，以便取出下
条指令。
微指令格式如下：
RM EIR2 PC-O RR HALT X1 RA-O EDR2 Cn EIR1 IR2-O ELP WR X0 ERA EDR1 ALU-O S3 M S2 S1 S0
实验四 微程序控制器、
实验四COP2000微程序控制器实验一、实验目的掌握微程序控制器的工作原理，并学会汇编指令和反汇编指令的运用。
二、实验要求运用COP2000软件练习使用，并编制程序，检验输出结果和工作原理。
三、实验内容数据传送实验和输入输出实验：1．在COP2000软件中的源程序窗口输入下列程序2．将程序另存为EX1.ASM，将程序汇编成机器码，反汇编窗口会显示出程序地址、机器码、反汇编指令。
3．按快捷图标的F7，执行“单微指令运行”功能，观察执行每条微指令时，寄存器的输入/输出状态，各控制信号的状态，PC及uPC如何工作。
2．将程序另存为EX1.ASM，将程序汇编成机器码，反汇编窗3．按快捷图标的F7，执行“单微指令运行”功能，观察执行每条微指令时，寄存器的输入/输出状态，各控制信号的状态，PC 及uPC如何工作。
中断实验1．在COP2000 软件中的源程序窗口输入下列程序2．将程序另存为EX6.ASM，将程序汇编成机器码，反汇编窗口会显示出程序地址、机器码、反汇编指令。
3．按快捷图标的F7，执行“单微指令运行”功能，在跟踪程序时，按下实验仪上中断请求按钮（在软件模拟时，可以按菜单下方的中断请求快捷按钮）。
中断请求灯亮，在每个指令的最后一条微指令执行完，就会响应中断，中断响应灯高。
同时，观察执行每条微指令时，寄存器的输入/输出状态，各控制信号的状态，PC及uPC如何工作。
观察程序执行时，堆栈及中断请求，中断响应位的状态。
四、心得体会本次实验，我学会了如何使用COP2000，以及利用汇编指令及反汇编指令观察运算器的运算过程。
了解了一些基本的加减与或运算和中断处理。
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。
计算机组成原理实验报告-微程序控制器
01
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（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Βιβλιοθήκη （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。
2、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
3、微地址寄存器（CMAR）：存放将要访问的下一条微指令的微地址。
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实验四.. .微程序控制器实验。
1.-实验目的。
.
(1)掌握微程序控制器的组成原理和工作过程。
(2)理解微指令和微程序的概念，理解微指令与指令的区别与联系。
(3)掌握指令操作码与控制存储器中微程序的对应方法，熟悉根据指令操作码从控制存储
器中读出微程序的过程。
2.+实验要求。
(1)做好实验预习，看懂电路图，熟悉实验元器件的功能特性和使用方法。
u
(2)按照实验内容与步骤的要求，认真仔细地完成实验。
(3)写出实验报告。
3.-实验电路。
. . ..本实验使用的主要元器件有: 4位数据锁存器74LS175,2KX8EPROM2716，时序发生器,或门、与门、开关、指示灯等。
芯片详细说明请见附录。
图1为实验电路图，其中3片EPROM2716构成控制存储器，1片74LS175为微地址寄
存器，与74LS175数据输入引脚相连的输入信号线及6个门电路构成了地址转移逻辑。
注.意，2716输出信号中带后缀“#"的信号为低电平有效信号，不带后缀“#”的信号为高电平有效信号。
为简化电路结构，本实验没有使用微命令寄存器，并且在虚拟实验系统中，将3片EPROM组合为-一个虚拟EPROM组件。
本实验使用的EPROM和时序发生器一-样，均为虚拟实验系统提供的虚拟组件。
（5）答：000001101000000111100001 000001100000010110100010 000001101000011101100011 000001001000100111111000 000001101100000110100010 000001101000011101100011 000001001000100111111000 000001101100000110100010 000001101000011101100011 000001001000100111111000（6）
（7）
04 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1
05 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0
06 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0
07 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0
14 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0
15 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0。