1课程设计的目的

上述三条控制台指令用两个开关，的状态来设置，其定义如下：

根据以上要求设计数据通路，框图如图所示，微代码定义见表

图数据通路框图

表微代码定义

系统涉及到的微程序流程图见图。这里“取指”是公用微指令，为了能确定不同机器指令有各自不同的微程序转向，这里以指令寄存器的前位(～)作为测试条件，引入了()指令测试字段，所以，对于五条机器指令，就可以有五路()测试分支，图同时说明了每一指令的功能和执行的动作。

图微程序流程图

控制台操作为()测试，它以控制台开关、作为测试条件，出现了三路分支，占用三个固定微地址单元。当分支微地址单元固定后，剩下的其他单元就可以一条微指令占用控制存储器一个微地址单元，其单元地址随意填写。注意：微程序流程图上的单元地址为八进制。

当全部微程序设计完毕后，应将每条微指令代码化，将图的微程序流程图按微指令格式转化而成的二进制微代码表见表。

指令寄存器()用来保存当前正在执行的一条指令。当执行一条指令时，先把它从内存取到指令寄存器中，然后再对其进行译码、执行。指令划分为操作码和地址码字段，由二进制

数构成，为了执行任何给定的指令，必须对操作码进行测试[()]，通过节拍脉冲的控制以便识别所要求的操作。“指令译码器”(实验板上标有“”的芯片)根据指令中的操作码译码强置微控器单元的微地址，使下一条微指令指向相应的微程序首地址。

上述系统有两种外部设备，一种是二进制代码开关，它作为输入设备( )；另一种是数码块，它作为输出设备( )。例如：输入时，二进制开关数据直接经过三态门送到总线上，只要开关状态不变，输入的信息就不变。输出时，将输出数据送到数据总线上，当写信号()有效时，将数据打入输出锁存器，驱动数码块显示。

表二进制微代码表

本实验设计机器指令程序如下：

地址(二进制) 内容(二进制) 助记符说明

“”→

[], []→

, [] →[]

[] []→

→

自定

求减结果

实验步骤

3.4.1

⑴连接线路

按照图连接实验电路。数据线用位排线，单命令控制信号用单信号线。

⑵打开实验箱电源

⑶向暂存器打入数据

①拨动数据开关形成二进制数据，数据显示灯会有相应的显示。每个灯代表一个二进制位，灯亮为，灯灭为。

②将数据输出到数据总线，为了保证数据总线上没有冲突的数据，需要关闭的输出。

③按一下微动开关，向的时钟脉冲端发送一个上升沿脉冲，将数据总线的数据打入。

图定点运算器设计实验接线图

⑷向暂存器打入数据

步骤类似于⑶，与其区别在于向发送上升沿脉冲信号。

3.4.2

⑴形成时钟脉冲信号。

①接通电源，用示波器接到方波信号源的输出插孔调节电位器及，使端输出实验所期望的频率和占空比的方波。

②将时序电路模块（）单元中的Φ和信号源单元（）中的排针相连。

③在时序电路模块中有两个二进制开关“”和“”。将“”开关置为“”状态、“”开关置为“”状态时，按动微动开关，则端输出连续的方波信号，此时调节电位器，用示波器观察，使输出实验要求的脉冲信号。当“”开关置为“”状态、“”开关置为“”状态时，每按动一次微动开关，则输出一个单脉冲，其脉冲宽度与连续方式相同。用联机软件中的示波器功能也能看到波形。这样可以代替真实示波器。

按图连接实验线路，仔细查线无误后接通电源。

图存储系统实验接线图

⑵写存储器。给存储器的、、、、地址单元中分别写入数据、、、、。

由上面的存储器实验原理图（图）看出，由于数据和地址全由一个数据开关给出，因此要分时地给出。下面的写存储器要分两个步骤：第一步写地址，先关掉存储器的片选（＝），打开地址锁存器门控信号（＝），打开数据开关三态门（－＝），由开关给出要写入的存储单元的地址，按动产生脉冲将地址打入到地址锁存器；第二步写数据，关掉地址锁存器门控信号（＝），打开存储器片选，使之处于写状态（＝，＝），由开关给出此单元要写入的数据，按动产生脉冲将数据写入到当前的地址单元中。写其他单元依次循环上述步骤。

写存储器流程如图所示（以向号单元写入为例）。

图写存储器流程

⑶读存储器。

依次读出第、、、、号单元中的内容，观察上述各单元中的内容是否与前面写入的一致。同写操作类似，读每个单元也需要两步：第一步写地址，先关掉存储器的片选（＝），打开地址锁存器门控信号（＝），打开数据开关三态门（－＝），由开关给出要写存储单元的地址，按动产生脉冲将地址打入到地址锁存器；第二步读存储器，关掉地址锁存器门控信号（＝），关掉数据开关三态门（－＝），片选存储器，使它处于读状态（＝，＝），此时数据总线上显示的数据即为从存储器当前地址中读出的数据内容。读其他单元依次循环上述步骤。

读存储器操作流程如下图所示(以从号单元读出数据为例）。

图读存储器流程

3.4.3

⑴向()打入数据

用单元的开关设定一个数据，打开的三态控制端(←)，将数据输出到数据总线，关闭的输出(←)和的输出(←)，打开的打写入控制(←，←)，发脉冲。

向打入数据时←，←，其他步骤相同。

⑵向打入数据

用单元的开关设定一个数据，打开的三态控制端(←)，将数据输出到数据总线，关闭的输出(←)和的输出(←)，打开的打入控制(←)，发脉冲。

⑶向写入数据

①设定访存地址

按照⑵的步骤向写入一个地址。