-控制器的基本原理
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III. 控制器发“PC加”信号，使PC+n→PC，其中 n为该指令占用的地址数
IV. 控制器发“MDROUT”和“IRIN”信号，使 MDR→IR
《微型计算机原理》
7
I. 控制器发“PCOUT”和“MARIN”信号
存储器
M1
12
M2
34
M3
0
控制信号
IRIN M读 IROUT
控制 电路
指令 译码
ABUS
MARIN MDROUT
PC MAR
总 线
STORE M3, R1 DBUS
MDR
JMP L
R1IN
JMP L
…………..
R1
………….. L
LOAD R1, M1
《微型计算机原理》
13
II. 控制器发“M读”信号
存储器
M1
12
M2
34
M3
0
控制信号
IRIN M读 IROUT
控制 电路
指令 译码
IR
内
LOAD R1, M1
PC加
部
ADD R1, M2 ADD R1, M2 STORE M3, R1
ABUS
MARIN MDROUT
PC MAR
总 线
STORE M3, R1 DBUS
MDR
JMP L
R1IN
JMP L
…………..
R1
………….. L
LOAD R1, M1
《微型计算机原理》
10
IV. 控制器发“MDROUT”和“IRIN”信号
《微型计算机原理》
3
计算机基本结构（模型机）
存储器
M1
12
M2
34
控制 信号
控制电路 指令译码
M3
0
LOAD R1, M1
LOAD R1, M1
地址总线 ABUS
IR PC MAR
内
ADD R1, M2
数据总线
MDR
部
DBUS
R0
ADD R1, M2
总
STORE M3, R1 STORE M3, R1
PC MAR
总 线
STORE M3, R1 DBUS
MDR
JMP L
R1IN
JMP L
…………..
R1
………….. L
LOAD R1, M1
《微型计算机原理》
Hale Waihona Puke Baidu
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III. 控制器发“PC加”信号
存储器
M1
12
M2
34
M3
0
控制信号
IRIN M读 IROUT
控制 电路
指令 译码
LOAD R1, M1
PCOUT
MDR
JMP L
R1IN
JMP L
…………..
R1
………….. L
LOAD R1, M1
《微型计算机原理》
11
指令“LOAD R1, M1”的执行过程（续）
② 执行指令“LOAD R1, M1”
I. 控制器发“IROUT”和“MARIN”信号，使IR中 指令的地址段（即M1）→MAR
II. 控制器发“M读”信号，使存储器M1的内容 （数据）→MDR
LOAD R1, M1 LOAD R1, M1 ADD R1, M2
PCOUT
IR
内
PC加 PC
部
ADD R1, M2 STORE M3, R1
ABUS
MARIN MDROUT
MAR
总 线
STORE M3, R1 DBUS
存储器
M1
12
M2
34
M3
0
控制信号
IRIN M读 IROUT
控制 电路
指令 译码
LOAD R1, M1
PCOUT
IR
内
LOAD R1, M1
PC加
部
ADD R1, M2 ADD R1, M2 STORE M3, R1
ABUS
MARIN MDROUT
PC MAR
总 线
STORE M3, R1 DBUS
《微型计算机原理》
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II. 控制器发“M读”信号
存储器
M1
12
M2
34
M3
0
控制信号
IRIN M读 IROUT
控制 电路
指令 译码
LOAD R1, M1
PCOUT
IR
内
LOAD R1, M1
PC加
部
ADD R1, M2 ADD R1, M2 STORE M3, R1
ABUS
MARIN MDROUT
III. 控制器发“MDROUT”和“R1IN”信号，使 MDR→R1
《微型计算机原理》
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I. 控制器发“IROUT”和“MARIN”信号
存储器
M1
12
M2
34
M3
0
控制信号
IRIN M读 IROUT
控制 电路
指令 译码
LOAD R1, M1
PCOUT
IR
内
LOAD R1, M1
PC加
部
ADD R1, M2 ADD R1, M2 STORE M3, R1
M读 IROUT
PCOUT
IR
内
PC加
部
ABUS
MARIN
PC MAR
总 线
MDROUT
DBUS
MDR
R1IN
R1
CPU
《微型计算机原理》
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指令“LOAD R1, M1”的执行过程
① 取指令并形成下一条指令的地址
I. 控制器发“PCOUT”和“MARIN”信号，使 PC→MAR
II. 控制器发“M读”信号，使存储器的内容（指 令）→MDR
➢一、控制器的基本原理 ➢二、硬布线控制器 ➢三、微程序控制器 ➢四、微程序实例
《微型计算机原理》
2
冯·诺依曼计算机结构
状态
运算器
命令
数据
输入设备
程序和 数据输入 状
态 和 请 求
命 令 和 应 答
存储器
地址
指令
控制器
输出设备
命
结果输出
令状
和态
应和
答请
求
基本任务：按指令每一步操作 的需要，发出特定的命令信号
Rn-1
线
Y
JMP L JMP L …………..
B
ALU
………….. L
F
Z
《微型计算机原理》
4
程序示例
➢程序功能包含两个步骤：
1. 将M1的内容与M2的内容相加后存入M3，可表 示为：(M1)+(M2)→(M3)
2. 将程序转向L处的指令继续执行
➢程序代码
LOAD R1, M1 ADD R1, M2 STORE M3, R1 JMP L
许岳兵 Email: yuebingxu@hynu.cn
Tel: 152 0058 4128
主要内容
➢一、控制器的基本原理 ➢二、硬布线控制器 ➢三、微程序控制器 ➢四、微程序实例
教材相关章节：
《微型计算机基本原理与应用（第二版）》 第2章 计算机的基本结构与工作过程
《微型计算机原理》
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主要内容
《微型计算机原理》
5
经过简化的控制信号示例
存储器
M1
12
M2
34
M3
0
LOAD R1, M1 LOAD R1, M1 ADD R1, M2 ADD R1, M2
STORE M3, R1 STORE M3, R1
JMP L JMP L …………..
…………..
L
控制信号 IRIN
控制 电路
指令 译码
LOAD R1, M1
PCOUT
IR
内
LOAD R1, M1
PC加
部
ADD R1, M2 ADD R1, M2 STORE M3, R1
ABUS
MARIN MDROUT
PC MAR
总 线
STORE M3, R1 DBUS
MDR
JMP L
R1IN
JMP L
…………..
R1
………….. L
LOAD R1, M1
IV. 控制器发“MDROUT”和“IRIN”信号，使 MDR→IR
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I. 控制器发“PCOUT”和“MARIN”信号
存储器
M1
12
M2
34
M3
0
控制信号
IRIN M读 IROUT
控制 电路
指令 译码
ABUS
MARIN MDROUT
PC MAR
总 线
STORE M3, R1 DBUS
MDR
JMP L
R1IN
JMP L
…………..
R1
………….. L
LOAD R1, M1
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II. 控制器发“M读”信号
存储器
M1
12
M2
34
M3
0
控制信号
IRIN M读 IROUT
控制 电路
指令 译码
IR
内
LOAD R1, M1
PC加
部
ADD R1, M2 ADD R1, M2 STORE M3, R1
ABUS
MARIN MDROUT
PC MAR
总 线
STORE M3, R1 DBUS
MDR
JMP L
R1IN
JMP L
…………..
R1
………….. L
LOAD R1, M1
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IV. 控制器发“MDROUT”和“IRIN”信号
《微型计算机原理》
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计算机基本结构（模型机）
存储器
M1
12
M2
34
控制 信号
控制电路 指令译码
M3
0
LOAD R1, M1
LOAD R1, M1
地址总线 ABUS
IR PC MAR
内
ADD R1, M2
数据总线
MDR
部
DBUS
R0
ADD R1, M2
总
STORE M3, R1 STORE M3, R1
PC MAR
总 线
STORE M3, R1 DBUS
MDR
JMP L
R1IN
JMP L
…………..
R1
………….. L
LOAD R1, M1
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III. 控制器发“PC加”信号
存储器
M1
12
M2
34
M3
0
控制信号
IRIN M读 IROUT
控制 电路
指令 译码
LOAD R1, M1
PCOUT
MDR
JMP L
R1IN
JMP L
…………..
R1
………….. L
LOAD R1, M1
《微型计算机原理》
11
指令“LOAD R1, M1”的执行过程（续）
② 执行指令“LOAD R1, M1”
I. 控制器发“IROUT”和“MARIN”信号，使IR中 指令的地址段（即M1）→MAR
II. 控制器发“M读”信号，使存储器M1的内容 （数据）→MDR
LOAD R1, M1 LOAD R1, M1 ADD R1, M2
PCOUT
IR
内
PC加 PC
部
ADD R1, M2 STORE M3, R1
ABUS
MARIN MDROUT
MAR
总 线
STORE M3, R1 DBUS
存储器
M1
12
M2
34
M3
0
控制信号
IRIN M读 IROUT
控制 电路
指令 译码
LOAD R1, M1
PCOUT
IR
内
LOAD R1, M1
PC加
部
ADD R1, M2 ADD R1, M2 STORE M3, R1
ABUS
MARIN MDROUT
PC MAR
总 线
STORE M3, R1 DBUS
《微型计算机原理》
8
II. 控制器发“M读”信号
存储器
M1
12
M2
34
M3
0
控制信号
IRIN M读 IROUT
控制 电路
指令 译码
LOAD R1, M1
PCOUT
IR
内
LOAD R1, M1
PC加
部
ADD R1, M2 ADD R1, M2 STORE M3, R1
ABUS
MARIN MDROUT
III. 控制器发“MDROUT”和“R1IN”信号，使 MDR→R1
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I. 控制器发“IROUT”和“MARIN”信号
存储器
M1
12
M2
34
M3
0
控制信号
IRIN M读 IROUT
控制 电路
指令 译码
LOAD R1, M1
PCOUT
IR
内
LOAD R1, M1
PC加
部
ADD R1, M2 ADD R1, M2 STORE M3, R1
M读 IROUT
PCOUT
IR
内
PC加
部
ABUS
MARIN
PC MAR
总 线
MDROUT
DBUS
MDR
R1IN
R1
CPU
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指令“LOAD R1, M1”的执行过程
① 取指令并形成下一条指令的地址
I. 控制器发“PCOUT”和“MARIN”信号，使 PC→MAR
II. 控制器发“M读”信号，使存储器的内容（指 令）→MDR
➢一、控制器的基本原理 ➢二、硬布线控制器 ➢三、微程序控制器 ➢四、微程序实例
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2
冯·诺依曼计算机结构
状态
运算器
命令
数据
输入设备
程序和 数据输入 状
态 和 请 求
命 令 和 应 答
存储器
地址
指令
控制器
输出设备
命
结果输出
令状
和态
应和
答请
求
基本任务：按指令每一步操作 的需要，发出特定的命令信号
Rn-1
线
Y
JMP L JMP L …………..
B
ALU
………….. L
F
Z
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程序示例
➢程序功能包含两个步骤：
1. 将M1的内容与M2的内容相加后存入M3，可表 示为：(M1)+(M2)→(M3)
2. 将程序转向L处的指令继续执行
➢程序代码
LOAD R1, M1 ADD R1, M2 STORE M3, R1 JMP L
许岳兵 Email: yuebingxu@hynu.cn
Tel: 152 0058 4128
主要内容
➢一、控制器的基本原理 ➢二、硬布线控制器 ➢三、微程序控制器 ➢四、微程序实例
教材相关章节：
《微型计算机基本原理与应用（第二版）》 第2章 计算机的基本结构与工作过程
《微型计算机原理》
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主要内容
《微型计算机原理》
5
经过简化的控制信号示例
存储器
M1
12
M2
34
M3
0
LOAD R1, M1 LOAD R1, M1 ADD R1, M2 ADD R1, M2
STORE M3, R1 STORE M3, R1
JMP L JMP L …………..
…………..
L
控制信号 IRIN
控制 电路
指令 译码
LOAD R1, M1
PCOUT
IR
内
LOAD R1, M1
PC加
部
ADD R1, M2 ADD R1, M2 STORE M3, R1
ABUS
MARIN MDROUT
PC MAR
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STORE M3, R1 DBUS
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JMP L
R1IN
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LOAD R1, M1