计算机组成原理实验报告三：微程序控制器实验

微程序控制器实验报告

一、实验目的

(1)掌握微程序控制器的功能、组成知识。

（2）掌握为程序的编制、写入、观察微程序的运行

二、实验设备：

PC机一台，TD-CM3+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的为命令序列，完成数据传送和个汇总处理操作，他的执行方法是将控制各部件的微命令的集合进行编码，即将微命令的集合仿照及其指令一眼，用数字代码的形式表示，这种表示陈伟微指令。这样就可以用一个微指令序列表示一条机器指令，这种为指令序列称作为程序。微程序存储在一种专用的存储器中，成为控制储存器

四、实验步骤

1.对为控制器进行读写操作：

（1）手动读写：

①按图连线：

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单元的低六位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

④CON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…M024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E2PROM2816的相应地址对应单元中

⑥重复③④⑤三步，将下图微代码写入2816芯片中

二进制代码表

（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制器，但微程序得以指定的格式写入

本次试验的微程序如下：

：//************************************************************// :// // :// 微控器实验指令文件 // ：// // ：//************************************************************// ：//***************Start Of MicroController Data****************//

$M 00 000001;NOP

$M 01 007070;CON(INS)->IR,P<1>

$M 04 002405;R0->A

$M 05 04B201;R0->B

$M 30 001404;A加B->RO

$M 32 183001;IN->R0

$M 33 280401;R0->OUT

$M 35 000035;NOP

;//***************End Of MicroController Data*******************// ②写入微程序用联机软件的“【转存】-【装载数据】”功能将改格式文件装载入试验系统。

③校验位程序。选择联机软件的“【转存】-【刷新指令区】”可独处机器指令和微指令，并在指令区显示，检查是否与表相同

（2）运行微程序：

①连线：将电路按图所示连接起来，自习检查线路无误后接通电源。如果有报警声，说明有竞争现象，应关闭电源，检查连线，直到错误排除

本实验采用的是本机运行，运行过程如下：

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，将微地址寄存器清零，同时也将指令寄存器，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节拍微控制器将后续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，还要根据指令及单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单元数据位00100011，按动TS按钮，当MC单元后续微地址显示为000001

是，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是，说明当前指令已完成；在CON单元的D27…D20各处ADD指令00000000，该指令将会在下个T2被打入指令寄存器，他将R0中的数据和其自身相加后送RO；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

00000001是，观察OUT单元的显示是否为01000110

五、实验结果：

由实验可得按要求完成实验步骤后，数据会按照数据通路进行流程验算，最终的到两个数字相加的结果

六、实验反思：

通过此次的微程序控制器的实验，我们通过实际操作基本掌握微程序控制器的功能、组成知识。以及程序的编制、写入、观察微程序的运行等功能。了解到了理论知识与实际操作的差别。