计算机组成原理实验报告3 微程序控制器实验

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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 2816

A.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开关上置表中某个要写的微地址;

D.在MK24-MK1开关上置表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,将表的每一行写入E2PROM 2816。

③校验

A.将编程开关置为READ(校验)状态;

B.保持STEP,STOP,CLR开关状态不变,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.在开关UA5-UA0上按表置好要读的某个微地址;

D.按动START键,启动时序电路,就能读出微代码,观察显示灯MD24-MD1的状态,检查

读出的微代码是否与已经写入的相同,若不同,将开关置于PROM编程状态,重新执行;

E.重复C-D步骤,将表的每一行从E2PROM 2816读出来。

练习二:步运行五条机器指令。

1、将编程开关置于“RUN”状态;

2、实验仪的“STEP”及”STOP”开关保持原状,即STEP置为“STEP”状态,STOP置

为”RUN”状态,“SWITCH UNIT”中CLR开关置为1状态;

3、实验仪的“SW-BUS”置为0,左下方开关D5-D0置为“111111”,D7和D6开关任意,(置

0或者1都可以)

4、将清零开关CLR从高拔到低,再从低拔到高,即将开关CLR置1→0→1,可以发现后续

微地址UA5-UA0灯变为000000,000000是微指令运行启始地址;

5、接着按动一下“START”键,UA5-UA0灯会变为010000,这是在读00(八进制)条微指

令,给出了下一条要读的微指令是10(八进制);

6、在UA5-UA0灯变为010000时,可通过实验仪左下方开关D7-D0人为强置设置分支地址,

将D5-D0置“111111”→“111100”→“111111”,可以发现UA5-UA0灯从010000变为010011,这表示下一个要读的微指令从010000修改为了010011;

7、在UA5-UA0灯为010011时,也就是23(八进制)时,对微程序流程图,按动一下“START”

键,UA5-UA0灯会变为000001,也就是01(八进制),表示读出了23条微指令,给出了下一条要读的是01条微指令;

8、在UA5-UA0灯为000001时,按动一下START键,UA5-UA0灯会变为000010,表示读出

了01条微指令,下一条要读出的是02条微指令;

9、接着按动一下STRATOR键,读出02条微指令时,UA5-UA0灯显示为001000时,在当前

条件下,可通过强置端SE1-SE6相接的D5-D0人为强置修改分支地址;

10、执行完每个指令的最后一条微指令后,都会回到01微指令,这样才表示执行完了

一条指令,同时也表示可以执行新的指令了;

11、按照上述方法,把所有分支都执行一遍。

三.实验结果和数据处理:

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