微程序控制器实验审批稿
微程序控制器实验报告
微程序控制器实验报告微程序控制器实验报告引言微程序控制器是一种常见的计算机控制器,它采用微程序的方式来实现指令的执行。
在本次实验中,我们将学习和探索微程序控制器的工作原理,并通过实验验证其功能和性能。
实验目的本次实验的主要目的是通过设计和实现一个简单的微程序控制器,来深入理解微程序控制器的工作原理和原理图设计。
实验过程1. 设计微指令集在设计微程序控制器之前,首先需要确定微指令集。
微指令集是由一系列微指令组成的,每个微指令对应一个控制信号,用于控制计算机的各个组件的操作。
在本次实验中,我们选择了常见的微指令集,包括存储器读写、算术逻辑运算、数据传输等指令。
2. 设计微指令控制存储器微指令控制存储器是微程序控制器的核心组件,用于存储微指令集。
在本次实验中,我们使用了静态随机存储器(SRAM)来实现微指令控制存储器。
通过将微指令集编码为二进制数,并将其存储在SRAM中的不同地址位置,实现对微指令的存储和读取。
3. 设计微指令解码器微指令解码器用于解析微指令,并产生相应的控制信号。
在本次实验中,我们使用了组合逻辑电路来实现微指令解码器。
通过将微指令的不同位与控制信号相连,实现对微指令的解码和控制信号的生成。
4. 设计微程序计数器微程序计数器用于控制微程序的执行顺序。
在本次实验中,我们使用了计数器和触发器来实现微程序计数器。
通过将微程序计数器的输出与微指令控制存储器的地址输入相连,实现对微指令的顺序读取。
实验结果通过实验,我们成功设计并实现了一个简单的微程序控制器。
在实验中,我们编写了微指令集,并将其存储在微指令控制存储器中。
通过微指令解码器和微程序计数器的协作,我们成功实现了对微指令的解码和执行。
实验结果表明,微程序控制器能够准确地控制计算机的各个组件的操作,并实现指令的执行。
实验总结通过本次实验,我们深入了解了微程序控制器的工作原理和原理图设计。
微程序控制器作为一种常见的计算机控制器,具有灵活性和可扩展性。
微程序控制器实验报告
组成原理No.4实验---微程序控制器实验组员:组号:21号时间:周二5、6节【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。
(3)掌握微程序的编制、写入、观察微程序的运行情况【实验设备】TDN-CM++,【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硬件逻辑部件工作的微命令序列,以完成数据传输和各种处理操作。
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,该存储器称为控制存储器。
实验所用的时序控制电路框图如图1所示,可产生四个等间隔的时序信号TS1~TS4。
在图1中,为时钟信号,由实验台左上方的方波信号源提供,可产生频率及脉宽可调额方波信号;STEP是来自实验板上方中部的一个二进制开关STEP的模拟信号;START键是来自实验板上方左部的一个微动开关START的按键信号。
当STEP开关为EXEC(0)时,一旦按下START启动键,时序信号TS1~TS4将周而复始地发送出去。
当STEP为STEP(1)时,按下START启动键,机器便处于单步运行状态,即此时只发送一个CPU周期的时序信号就停机了。
利用单步方式,每次只读一条微指令,可以观察微指令的代码与当前微指令的执行结果。
另外,如果STEP开关置“STEP”,会使机器停机,CLR开关执行1→0→1操作可以使时序清零。
时序状态图如下图所示。
由于时序电路的内部线路已经连好,因此只需将时序电路与方波信号源连接,即将时序电路的时钟脉冲输入端接至方波信号发生器输入端H23上,按动启动键START后,就可产生时序信号TS1~TS4.时序电路的CLR已接至CLR模拟开关上。
编程开关具有三种状态:PROM(编程)、READ(校验)和RUN(运行)。
微程序控制器实验报告
组成原理No.4实验---微程序控制器实验组员:组号:21号时间:周二5、6节【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。
(3)掌握微程序的编制、写入、观察微程序的运行情况【实验设备】TDN-CM++,【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硬件逻辑部件工作的微命令序列,以完成数据传输和各种处理操作。
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,该存储器称为控制存储器。
实验所用的时序控制电路框图如图1可产生四个等间隔的时序信号TS1~TS4。
在图1中,为时钟信号,由实验台左上方的方波信号源提供,可产生频率及脉宽可调额方波信号;STEP是来自实验板上方中部的一个二进制开关STEP的模拟信号;START键是来自实验板上方左部的一个微动开关START的按键信号。
当STEP开关为EXEC(0TS1~TS4将周而复始地发送出去。
当STEP为STEP(1)时,按下START启动键,机器便处于单步运行状态,即此时只发送一个CPU周期的时序信号就停机了。
利用单步方式,每次只读一条微指令,可以观察微指令的代码与当前微指令的执行结果。
另外,如果STEP开关置“STEP”,会使机器停机,CLR开关执行1→0→1操作可以使时序清零。
时序状态图如下图所示。
由于时序电路的内部线路已经连好,因此只需将时序电路与方波信号源连接,即将时序电路的时钟脉冲输入端接至方波信号发生器输入端H23上,按动启动键START后,就可产生时序信号TS1~TS4.时序电路的CLR已接至CLR模拟开关上。
编程开关具有三种状态:PROM(编程)、READ(校验)和RUN(运行)。
实验五—微程序控制器实验报告
实验报告专业:计算机科学与技术班级:计算机科学与技术(1)班学号:201024131147姓名:赵倩倩课程名称:计算机组成原理学年:2010—2011 学期1课程类别:专业必修试验时间:2011年11月28日实验名称:微程序控制实验实验目的和要求:实验目的:1.掌握微程序控制器的组成原理2.为模型机定义五条机器指令,并编写相应的微程序3.掌握微程序的编制,写入,观察微程序的运行实验要求:按实验目的完成相应的操作,将实验结果记下并分析实验总结。
实验软硬件要求:TDN-CM++计算机组成原理教学实验系统一台,排线若干。
实验内容,方法和步骤(可附页)实验原理:1.时序控制电路:控制器的功能是产生执行指令所需的控制信号,但执行指令时所需的控制信号是依赖于具体计算机的数据通路的,电路框图如下数据通路结构图Ø:始终脉冲输入端,接到方波发生器的输出(H23),W1调节频率,W2调脉宽。
START键是实验板上一个微动开关START的按键信号。
STEP(单步开关)STEP开关为0时(EXEC),一旦按下启动键,时序信号TS0—TS3将周而复始地发送出去。
STOP:拨动开关,STOP停机;RUN,运行。
CLR:拨动开关,时序清零。
TS0—TS3等间隔的时序信号输出。
实验模型机有五条指令:IN(输入)ADD(加法)STA(存数)OUT(输出)JMP(无条件转移)指令对应的参考微程序流程2.微程序控制电路微程序控制电路组成:控制存储器,微命令寄存器,微地址寄存器。
编程开关:PROM(编程),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中。
READ(校验):可以对写入控制存储器中的二进制代码进行验证。
RUN(运行):只要给出微地址的入口微地址,则可以根据微程序流程图自动执行微程序。
3.微指令格式微指令字长共24位,其中UA5—UA0为6位的后续微地址,A,B,C为三个译码器字段,分别由三个控制位译码出多位。
实验三:微程序控制器实验
《计算机组成原理》实验报告实验三:微程序控制器实验学院:专业:班级:学号:学生姓名:实验日期:指导老师:成绩评定:计算机学院计算机组成原理实验室实 验 三一、 实验名称:微程序控制器实验二、 实验目的:掌握微程序的编制、写入、观察微程序的运行情况 ,了解微程序流程原理。
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硬件逻辑部件工作的微命令序列,以完成数据传输和各种处理操作。
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,该存储器称为控制存储器。
微程序流程图:NOP00指令译码P<1>IN->R0R0->OUT NOPR0->AR0->BA+B->R00130320405333530ADDINOUTHLT01010135四、实验设备:TD-CMA实验系统一套五、实验步骤:1、对微控器进行编程(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,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,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的开关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,将二进制代码表的微地址(地址和十六进制)写入芯片中。
2、对微控器进行校验(读)(1)将时序与操作台单元的开关KK1置为‘停止’档,KK3置为‘校验’档,KK4置为‘控存’档,KK5置为‘置数’档。
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。
微程序控制器 实验报告
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与结构项目名称微程序控制器实验班级学号姓名同组人员无实验日期 2015-11-11一、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、观察微程序的运行情况。
二、实验逻辑原理图与分析2.1 实验逻辑原理图及分析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硬件逻辑部件工作的微命令序列,以完成数据传输和各种处理操作。
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,该存储器称为控制存储器,如图所示:微程序控制器组成原理框图控制器是严格按照系统时序来工作的,因而时序控制对于控制器的设计是非常重要的,从前面的实验可以很清楚地了解时序电路的工作原理。
本实验所用的时序单元来提供,分为四拍TS1、TS2、TS3、TS4。
在微程序控制器的组成中,控制器采用3片2816的E^2PROM,具有掉电保护功能,微命令寄存器18位,用两片8D触发器(273)和一片4D(175)触发器组成。
为地址寄存器6位,用三篇正沿触发的双D触发器(74)组成,他们带有清“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吓一条微指令地址。
当T4时刻惊醒测试判别式,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。
三、数据通路图及分析(画出数据通路图并作出分析)本实验安排了四条机器指令,分别为ADD(00000000)、IN(00100000)、OUT(00110000)和HLT (01010000),括号中为各指令的二进制代码,指令格式如下:助记符机器指令码说明IN0010 0000IN->ROADD0000 0000RO+RO->ROOUT0011 0000RO->OUTHLT0101 0000停机试验中机器指令由CON单元的二进制开关手动给出,其余单元的控制信号均由微程序控制器自动产生,为此可以设计出相应的数据通路图,如下图所示:数据通路图几条机器指令对应的参考微程序流程图如下图所示。
微程序控制器的实验报告
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与结构项目名称微程序控制器实验一、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、观察微程序的运行情况。
二、实验逻辑原理图与分析2.1 实验逻辑原理图及分析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硬件逻辑部件工作的微命令序列,以完成数据传输和各种处理操作。
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,该存储器称为控制存储器,如图所示:微程序控制器组成原理框图控制器是严格按照系统时序来工作的,因而时序控制对于控制器的设计是非常重要的,从前面的实验可以很清楚地了解时序电路的工作原理。
本实验所用的时序单元来提供,分为四拍TS1、TS2、TS3、TS4。
在微程序控制器的组成中,控制器采用3片2816的E^2PROM,具有掉电保护功能,微命令寄存器18位,用两片8D触发器(273)和一片4D(175)触发器组成。
为地址寄存器6位,用三篇正沿触发的双D触发器(74)组成,他们带有清“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吓一条微指令地址。
当T4时刻惊醒测试判别式,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。
三、数据通路图及分析(画出数据通路图并作出分析)本实验安排了四条机器指令,分别为ADD(00000000)、IN(00100000)、OUT(00110000)和HLT(01010000),括号中为各指令的二进制代码,指令格式如下:助记符机器指令码说明IN 0010 0000 IN->ROADD 0000 0000 RO+RO->ROOUT 0011 0000 RO->OUTHLT 0101 0000 停机试验中机器指令由CON单元的二进制开关手动给出,其余单元的控制信号均由微程序控制器自动产生,为此可以设计出相应的数据通路图,如下图所示:数据通路图几条机器指令对应的参考微程序流程图如下图所示。
微程序控制器
用联机软件的“【转储】—【装载】”功能将该格式(*.TXT) 文件装载入实验系统。
四实验总结
本次课程设计连线复杂,不时有连接错误的, 按照指导书上所写的作,遇到很多不懂,错 误的,让我得尽信书不如无书,我对微程序 控制器,有了非常透彻的认识。 通过这次设计,使我们能清楚的了解微程序 控制器的基本组成、基本原理和设计步骤、 设计思路和调试步骤,最终能清晰的建立起 概念,为独立完成计算机设计奠定了基础。
thank you!
本实验安排了四条机器指令,分别为ADD(0000 0000)、IN(0010 0000)、OUT(0011 0000) 和 HLT ( 0101 0000 ),括号中为各指令的二进 制代码,指令格式如下: 助记符 机器指令码 说明 IN 0010 0000 IN ->R0 ADD 0000 0000 R0 + R0 -> R0 OUT 0011 0000 R0 -> OUT HLT 0101 0000 停机
微程序控制器实验报告
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1实验目的和运行环境 2实验原理 3实验步骤 4总结
1实验目的及要求 (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 实验环境 PC 机一台, TD-CMA 实验系统一套
2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。
微程序控制器实验报告
微程序控制器实验组员:组号:21号时光:周二5.6节【实验目标】(1)控制时序产生器的构成道理.(2)控制微程序控制器的构成道理.(3)控制微程序的编制.写入.不雅察微程序的运行情形【实验装备】TDNCM,【实验道理】图中,微指令格局如下:【实验步调】将全体微程序指令格局变成二进制代码,可得到如下图所示的二进制代码表.(一)衔接电路图:按照下图所示衔接实验电路图.(3)不雅察时序旌旗灯号不雅察方波旌旗灯号源的输出端H23,调节电位器W1,使输出波形的频率最慢.将时序电路中的“STOP”开关置为“RUN”,“STEP”开关置为“EXEC”.按动START键,测量TS1~TS4各点的波形,比较他们的互相关系,画出波形,并标注测量所得的脉冲宽度,见下图:注:个中TS2~TS4的高电平宽度所测成果与TS1的雷同,在图中未标注.(四)现实操纵①编程:将编程开关置为PROM(编程状况).将“STATE UNIT”单元中的STEP开关置为“STEP”,STOP开关置为“RUN”状况.用二进制模仿开关置微地址UA5~UA0.在MK24~MK1开关上置微代码,置0显示灯亮,置1灭.按动START键,则将微代码写入到对应的地址单元中.反复后三步操纵,将须要的微代码写入到芯片中.②校验:将编程开关READ(校验)状况.将“STATE UNIT”单元中的STEP开关置为“STEP”,STOP开关置为“RUN”状况.用二进制开关置好微地址UA5~UA0.按动START键,读出微代码,不雅察显示灯的状况是否与写入的雷同.若不合,则编写错误,从新编程.③单步运行:将编程开关置于“RUN(运行)”状况.将“STATE UNIT”单元中的STEP开关置为“STEP”,S TOP开关置为“RUN”状况.使CLR开关从1→0→1,此时微地址存放器MA5-MA0清“0”,从而给出运行微指令的进口地址为000000(二进制).按动START键,启动时序电路,则每按动一次,读出一条微指令后停机,微地址显示灯和微敕令显示灯将显示所读出的一条指令.④强置运行:经由过程UA5~UA0端口工资置分支地址,实验中置微地址为001010(12)⑤持续运行:将编程开关置于“RUN(运行)”状况.将单步开关“STEP”置为“EXEC”状况.使CLR开关从1→0→1,此时微地址存放器清“0”,从而给出运行微指令的进口地址为000000(二进制).按动START键,则可持续读出微指令.【实验成果】实验中所置微地址为001010(12),持续运行后,就得出持续的000111(07)和001101(15).可知操纵准确.【问题剖析】。
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.实验目得与要求:实验目得:1.理解时序产生器得原理,了解时钟与时序信号得波形;2.掌握微程序控制器得功能,组成知识;3.掌握微指令格式与各字段功能;4.掌握微程序得编制,写入,观察微程序得运行,学习基本指令得执行流程.实验要求:1.实验前,要求做好实验预习,并复习已经学过得控制信号得作用;2.按练习一要求完成测量波形得操作,画出TS1,TS2,TS3,TS4得波形,并测出所用得脉冲Ф周期。
按练习二得要求输入微指令得二进制代码表,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:用联机软件得逻辑示波器观测时序信号,测量Ф,TS1,TS2,TS3,TS4信号得方法如下:(1)TATEUNIT 中STOP开关置为“RUN”状态(向上拨),STEP开关置为“EX EC”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"菜单下得“显示逻辑示波器窗口,即可出现测量波形得画面。
(5)探头一端接实验仪左上角得CH1,另一端接STATE UNIT中得Ф插座,即可测出时钟Ф得波形。
(6)探头一端接实验仪左上角得CH2,另一端接STATE UNIT中得TS1插座,即可测出TS1得波形;(7)探头一端接实验仪左上角得CH1,另一端接STA TE UNIT中得TS2插座,即可测出TS2得波形.(8)将红色探头一端接实验仪左上角得CH1,另一端接STATE UNIT中得TS3插座,即可测出TS3得波形。
(9)将红色探头一端接实验仪左上角得CH1,另一端接STATE UNIT中得TS4插座,即可测出TS4得波形。
2.观察微程序控制器得工作原理:①关掉实验仪电源,拔掉前面测时序信号得接线;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STA TE UNIT 中得STEP置为STEP状态,STOP置为RUN状态,SWITCHUNIT中CLR开关置为1状态;C.在右上角得SWITCHUNIT中UA5—UA0开关上置表3、2中某个要写得微地址;D.在MK24-MK1开关上置表3、2中要写得微地址后面得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得相应地址对应得单元中;F.重复C—E步骤,将表3、2得每一行写入E2PROM 2816。
微程序控制器实验报告
组成原理No.4实验---微程序控制器实验组员:组号:21号时间:周二5、6节【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。
(3)掌握微程序的编制、写入、观察微程序的运行情况【实验设备】TDN-CM++,【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硬件逻辑部件工作的微命令序列,以完成数据传输和各种处理操作。
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,该存储器称为控制存储器。
实验所用的时序控制电路框图如图1可产生四个等间隔的时序信号TS1~TS4。
在图1中,为时钟信号,由实验台左上方的方波信号源提供,可产生频率及脉宽可调额方波信号;STEP是来自实验板上方中部的一个二进制开关STEP的模拟信号;START键是来自实验板上方左部的一个微动开关START的按键信号。
当STEP开关为EXEC(0TS1~TS4将周而复始地发送出去。
当STEP为STEP(1)时,按下START启动键,机器便处于单步运行状态,即此时只发送一个CPU周期的时序信号就停机了。
利用单步方式,每次只读一条微指令,可以观察微指令的代码与当前微指令的执行结果。
另外,如果STEP开关置“STEP”,会使机器停机,CLR开关执行1→0→1操作可以使时序清零。
时序状态图如下图所示。
由于时序电路的内部线路已经连好,因此只需将时序电路与方波信号源连接,即将时序电路的时钟脉冲输入端接至方波信号发生器输入端H23上,按动启动键START后,就可产生时序信号TS1~TS4.时序电路的CLR已接至CLR模拟开关上。
编程开关具有三种状态:PROM(编程)、READ(校验)和RUN(运行)。
微程序控制器实验报告
组成原理No.4实验---微程序控制器实验组员:组号:21号时间:周二5、6节【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。
(3)掌握微程序的编制、写入、观察微程序的运行情况【实验设备】TDN-CM++,【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硬件逻辑部件工作的微命令序列,以完成数据传输和各种处理操作。
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,该存储器称为控制存储器。
实验所用的时序控制电路框图如图1所示,可产生四个等间隔的时序信号TS1~TS4。
在图1中,?为时钟信号,由实验台左上方的方波信号源提供,可产生频率及脉宽可调额方波信号;STEP是来自实验板上方中部的一个二进制开关STEP的模拟信号;START键是来自实验板上方左部的一个微动开关START的按键信号。
当STEP开关为EXEC(0TS1~TS4将周而复始地发送出去。
当STEP为STEP(1)时,按下START启动键,机器便处于单步运行状态,即此时只发送一个CPU周期的时序信号就停机了。
利用单步方式,每次只读一条微指令,可以观察微指令的代码与当前微指令的执行结果。
另外,如果STEP开关置“STEP”,会使机器停机,CLR开关执行1→0→1操作可以使时序清零。
时序状态图如下图所示。
由于时序电路的内部线路已经连好,因此只需将时序电路与方波信号源连接,即将时序电路的时钟脉冲输入端?接至方波信号发生器输入端H23上,按动启动键START后,就可产生时序信号TS1~TS4.时序电路的CLR已接至CLR模拟开关上。
编程开关具有三种状态:PROM(编程)、READ(校验)和RUN(运行)。
微程序控制器实验报告
组成原理No.4实验---微程序控制器实验组员:组号:21号时间:周二5、6节【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。
(3)掌握微程序的编制、写入、观察微程序的运行情况【实验设备】TDN-CM++,【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硬件逻辑部件工作的微命令序列,以完成数据传输和各种处理操作。
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,该存储器称为控制存储器。
实验所用的时序控制电路框图如图1所示,可产生四个等间隔的时序信号TS1~TS4。
在图1中,为时钟信号,由实验台左上方的方波信号源提供,可产生频率及脉宽可调额方波信号;STEP是来自实验板上方中部的一个二进制开关STEP的模拟信号;START键是来自实验板上方左部的一个微动开关START的按键信号。
当STEP开关为EXEC(0)时,一旦按下START启动键,时序信号TS1~TS4将周而复始地发送出去。
当STEP为STEP(1)时,按下START启动键,机器便处于单步运行状态,即此时只发送一个CPU周期的时序信号就停机了。
利用单步方式,每次只读一条微指令,可以观察微指令的代码与当前微指令的执行结果。
另外,如果STEP开关置“STEP”,会使机器停机,CLR开关执行1→0→1操作可以使时序清零。
时序状态图如下图所示。
由于时序电路的内部线路已经连好,因此只需将时序电路与方波信号源连接,即将时序电路的时钟脉冲输入端接至方波信号发生器输入端H23上,按动启动键START后,就可产生时序信号TS1~TS4.时序电路的CLR已接至CLR模拟开关上。
编程开关具有三种状态:PROM(编程)、READ(校验)和RUN(运行)。
实用文档之微程序控制器实验报告
实用文档之"组成原理No.4实验---"微程序控制器实验组员:组号:21号时间:周二5、6节【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。
(3)掌握微程序的编制、写入、观察微程序的运行情况【实验设备】TDN-CM++,【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硬件逻辑部件工作的微命令序列,以完成数据传输和各种处理操作。
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,该存储器称为控制存储器。
实验所用的时序控制电路框图如图1所示,可产生四个等间隔的时序信号TS1~TS4。
在图1中,为时钟信号,由实验台左上方的方波信号源提供,可产生频率及脉宽可调额方波信号;STEP是来自实验板上方中部的一个二进制开关STEP的模拟信号;START键是来自实验板上方左部的一个微动开关START的按键信号。
当STEP开关为EXEC(0)时,一旦按下START 启动键,时序信号TS1~TS4将周而复始地发送出去。
当STEP为STEP (1)时,按下START启动键,机器便处于单步运行状态,即此时只发送一个CPU周期的时序信号就停机了。
利用单步方式,每次只读一条微指令,可以观察微指令的代码与当前微指令的执行结果。
另外,如果STEP开关置“STEP”,会使机器停机,CLR开关执行1→0→1操作可以使时序清零。
时序状态图如下图所示。
由于时序电路的内部线路已经连好,因此只需将时序电路与方波信号源连接,即将时序电路的时钟脉冲输入端接至方波信号发生器输入端H23上,按动启动键START后,就可产生时序信号TS1~TS4.时序电路的CLR已接至CLR模拟开关上。
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微程序控制器实验 YKK standardization office【 YKK5AB- YKK08- YKK2C- YKK18】评语: 课中检查完成的题号及题数:课后完成的题号与题数:成绩: 自评成绩:实验报告实验名称:微程序控制器实验日期:班级:学号:姓名: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、实验内容:1.了解如何将微码加载到微控存中,了解指令并运行。
2.通过微程序控制器实验能得简单运算结果。
3.设计并修改电路,编写用微程序实现存储器中两个单字节十六进制数的加法运算,结果输出至OUT单元。
三、项目要求及分析:要求:操作数由IN单元输入至MEM,在由MEM中读出操作数并在ALU中运算。
四、具体实现:1. 按图1-3-10 所示连接实验线路,仔细查线无误后接通电源。
如果有‘滴’报警声,说明总线有竞争现象,应关闭电源,检查接线,直到错误排除。
图1-3-10 实验接线图2. 对微控器进行读写操作,分两种情况:手动读写和联机读写。
1) 手动读写进行手动读或是写,都需要手动给出地址,系统专门安排了一个ADDR 单元,做为地址输入。
ADDR 单元原理如图1-3-11 所示,可以看出本单元实为一个加减计数器。
当开关为‘加1’档时,在T2 的下沿计数器进行加1 计数,当开关为‘减1’档时,在T2 的下沿计数器进行减1计数,当开关置为‘置数’档时,计数器置初值,其作用相当于直通,SA7…SA0 的输出值就是二进制开关组的值。
在实验中选择什么档位,取决于写入数据的地址是否连续,如果是连续地址,选择‘加1’或是‘减1’档会方便一些。
如果是离散地址,选择‘置数’档会方便一些。
图1-3-11 ADDR 单元原理图(1) 手动对微控器进行编程(写)①按图1-3-12 接好线(部分实验接线被改变,手动读写微控器完成后应予恢复)。
图1-3-12 手动读写微控器接线图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6 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。
④ CON 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…M0 二十四位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E PROM 2816 的相应地址对应的单元中。
⑥重复③、④、⑤三步,将表1-3-2 的微代码写入2816 芯片中。
(2) 手动对微控器进行校验(读)①接线方法和编程一样。
②将MC 单元编程开关置为‘校验’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6 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。
相应地址单元的数据将会被读出,并在MC 单元的M23…M0二十四位LED 灯显示。
重复本步,检查2816 芯片中相应地址单元的数据是否和表1-3-2 中的二进制数据相同,如果不同,则说明写入操作失败,应重新写入。
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器,但微程序得以指定的格式写入到以TXT 为后缀的文件中,微程序的格式如下:注意,$M XX XXXXXX之间间隔必须为四个空格,不能用TAB键如$M 1F 112233,表示微指令的地址为1FH,微指令值为11H(高)、22H(中)、33H(低),本次实验的微程序如下,其中分号‘;’为注释符,分号后面的内容在下载时将被忽略掉。
;XT)文件装载入实验系统。
装入过程中,在软件的输出区的‘结果’栏会显示装载信息,如当前正在装载的是机器指令还是微指令,还剩多少条指令等。
(3) 校验微程序选择联机软件的“【转储】—【刷新指令区】”可以读出下位机所有的机器指令和微指令,并在指令区显示。
检查微控器相应地址单元的数据是否和表1-3-2 中的十六进制数据相同,如果不同,则说明写入操作失败,应重新写入,可以通过联机软件单独修改某个单元的微指令,先用鼠标左键单击指令区的‘微存’TAB 按钮,然后再单击需修改单元的数据,此时该单元变为编辑框,输入6 位数据并回车,编辑框消失,并以红色显示写入的数据。
3. 运行微程序运行时也分两种情况:本机运行和联机运行。
1) 本机运行①将MC 单元的编程开关置为‘运行’档,MEM 单元的编程开关也置为‘运行’档,按动CON 单元的CLR 按钮,将微地址寄存器(MAR)清零,同时也将指令寄存器(IR)、ALU单元的暂存器A 和暂存器B 清零。
②将时序单元的状态开关置为‘单拍’档,然后按动TS 按钮,体会系统在T1 和T2 节拍中各做的工作。
T1 节拍微控器将后续微地址(下条执行的微指令的地址)打入微地址寄存器,当前微指令打入微指令寄存器,并产生执行部件相应的控制信号;T2 节拍根据T1 节拍产生的控制信号做出相应的执行动作,如果测试位有效,还要根据机器指令及当前微地址寄存器中的内容进行译码,使微程序转入相应的微地址入口,实现微程序的分支。
③按动CON 单元的CLR 按钮,清零微地址寄存器(MAR)等,并将时序单元的状态开关置为‘单步’档。
④置IN 单元数据为00100011,按动TS 按钮,当MC 单元后续微地址显示为000001 时,在CON 单元的SD27…SD20 模拟给出IN 指令00100000 并继续单步执行,当MC 单元后续微地址显示为000001 时,说明当前指令已执行完;在CON 单元的SD27…SD20 给出ADD 指令00000000,该指令将会在下个T2 被打入指令寄存器(IR),它将R0 中的数据和其自身相加后送R0;接下来在CON 单元的SD27…SD20 给出OUT 指令00110000 并继续单步执行,在MC 单元后续微地址显示为000001 时,观查OUT 单元的显示值是否为01000110。
2) 联机运行联机运行时,进入软件界面,在菜单上选择【实验】-【微控器实验】,打开本实验的数据通路图,也可以通过工具栏上的下拉框打开数据通路图,数据通路图如图1-3-8 所示。
将MC 单元的编程开关置为‘运行’档,MEM 单元的编程开关也置为‘运行’档,按动CON 单元的总清开关后,按动软件中单节拍按钮,当后续微地址(通路图中的MAR)为000001时,置CON 单元SD27…SD20,产生相应的机器指令,该指令将会在下个T2 被打入指令寄存器(IR),在后面的节拍中将执行这条机器指令。
仔细观察每条机器指令的执行过程,体会后续微地址被强置转换的过程,这是计算机识别和执行指令的根基。
也可以打开微程序流程图,跟踪显示每条机器指令的执行过程。
按本机运行的顺序给出数据和指令,观查最后的运算结果是否正确。
思考题:1、画出指令系统修改后微程序流程图2. 编写微程序,指令如下:$M 00 000001; NOP$M 01 007070; CON(INS)->IR,P<1>$M 30 186004; IN->AR$M 04 103005; MEM->R0$M 05 001406; R0->A$M 06 186007; IN->AR$M 07 103008; MEM->R0$M 08 002409; RO->B$M 09 04B201; A+B->R0$M 32 18600A; IN->AR$M 0A 18300B;IN->R0$M 0B 200401; R0->MEM$M 35 000035; NOP$M 33 280401; RO->OUT3.机器指令验证程序$P 00 00$P 01 10$P 02 20$P 03 FF$P 04 FF$P 05 DF$P 06 FF$P 07 FF$P 08 BF$P 09 FF$P 0A 5F$P 0B FF$P 0C FF$P 0D FF$P 0E FF$P 0F FF$P 10 104.联机装入调试五、调试运行结果:我们所给MEM中数据为00100011,R0中数据为00100011,最终结果正确,为01000110。
六、所遇问题及解决方法:1.连线中出现问题,通过请教老师、同学得以解决。
2.实验中,实验箱接触不良,通过排查解决。
3.对实验中所用软件不是十分熟悉,通过请教同学才得以解决。
七、实验总结:1.通过本次实验我掌握了微程序控制器的功能、组成知识,掌握了指令格式和各字段功能,掌握了微程序的编制、写入、观察微程序的运行,学习了基本指令的执行流程。
2.通过实验,我对控制器有了更为深刻的认识,加深了其工作中数据流的去向认识。
3.做实验前应该适当预习一下,这样子会知其所以然,顺利很多,同时,做实验需要持之以恒的恒心、信心与耐心,一定要认真、细心,特别微小的错误都有可能导致实验的失败,并且必须弄清楚每一步实验的原理和所需要的知识点。
4.遇到问题,要寻找解决问题的方法,做事情一定要懂原理才行,这样才可以有速度完成实验。
八、建议:1.实验之前尽可能带领我们熟悉本次试验的基本流程,不仅仅是理论知识的讲解;2.实验之前向大家讲解本次试验的注意事项,以免我们犯不必要的错误;3.如果可能,尽量带领我们熟悉实验操作,避免我们做实验时不知如何下手。