实验四 微程序控制器及指令部件实验

用微程序控制的方法，实现算术运算“A加B”，并输出运 算结果： ⑴ 将运算器的输入端与二进制开关相连，输与运算器控制相关 的控制信号与运算器相应的控制信号输入端相连。 ⑵ 将MOCK接PLS1，MCK、D1CK及D2CK均接PLS4. ⑶ 将操作过程分为3个步骤：① 将A送入DR1；② 将B送 入DR2；③ 执行算术运算“A加B”，并将运算结果输出到 数据总线。 ⑷ 将上述3个步骤的操作编写成以下3条微指令，依次写入 到控存的00，01和02单元，完成后按MENU键。
EP ET R
RC
Q3 ~ Q0 74161 PE P3 ~ P0
EP ET R
Vcc RUN
二进制开关 微程序控制器实验电路

控制信号说明： ⑴ RUN是系统的运行状态标志，RUN＝1，运行状态； RUN＝0，停机状态。 ⑵ STOP是系统的停机状态标志，STOP＝1，停机状态； STOP＝0，运行状态。

将微程序输入控存是在停机状态（STOP＝1， RUN＝0）下，通过键盘监控来完成的： ⑴ 在停机状态下，按下键盘上的任意键进入键盘 监控，LCD显示器上显示出操作主菜单。 ⑵ 按“1”选择微代码操作（Mcode），LCD显示： ADDR MICRO CODE 00 xx xx xx 通过按“TAB”键移动光标到微地址或微代码部 分，进行微地址或微代码的修改。修改完毕，按 “Next”键或“Enter”键保存该微地址单元的内容， 并使微地址加1。如此，可连续向多个微地址单元 输入微指令代码。

每段微程序都以取指微指令结束，以便取出下
条指令。

微指令格式如下：
RM EIR2 PC-O RR HALT X1 RA-O EDR2 Cn EIR1 IR2-O ELP WR X0 ERA EDR1 ALU-O S3 M S2 S1 S0
MLD WM
M23 M22 M21 M20 M19 M18 M17 M16 M15 M14 M13 M12 M11 M10 M9 M8 M7 M6 M5 M4 M3 M2 M1 M0 微指令格式
RM EIR2 PC-O RR HALT X1 RA-O EDR2 Cn EIR1 IR2-O ELP WR X0 ERA EDR1 ALU-O S3 M S2 S1 S0
MLD WM
M23 M22 M21 M20 M19 M18 M17 M16 M15 M14 M13 M12 M11 M10 M9 M8 M7 M6 M5 M4 M3 M2 M1 M0

微程序控制器实验电路如下。其中，控存由3片
6264组成；微指令寄存器由3片74374组成；
µ PC由2片74161组成。
M23~M16 74374 OE
M15~M8 74374 OE
M7~M0 STOP 74374 OE
≥1
MOCK RUN M/C STOP CR
D 7 ~ D0 6264（8K× 8） A12~A8 … A7 ~ A0
CS OE WE A12~A8 …
D7 ~ D0 6264（8K× 8） A7 ~ A0
CS OE WE A12~A8 …
D7 ~ D0 6264（8K× 8） A7 ~ A0
CS OE WE
&
CW 8Y~1Y G 二路选择器 A/B 8A~5A 4A~1A 8B~1B
STOP OAB7~OAB0
Q7 ~ Q4 74161 PE P7 ~ P4 MLD MCK
三、实验原理与实验方法



（一）微程序控制器实验原理与实验方法 微指令长度为24位，采用全水平型格式，包含 24个微命令。 微程序的执行控制采用µ PC方式，微地址为8位 （MD7~MD0）。每条指令的微程序在控存中 的首地址，用指令操作码（I7~I4）修改微地址 形成：0 0 I7 I6 I5 I4 1 1。微程序中的各条 微指令在控存中连续存放。 控存0号单元存放取指微指令。系统加电启动后， µ PC自动清0；每次按“停机”按钮后， µ PC也 将清0。
⑶ MLD是µ PC的工作方式控制信号，MLD＝0，µ PC为置 数方式；MLD＝1，µ PC为计数方式。 ⑷ MCK是µ PC的工作脉冲，上升沿完成µ PC的置数或计 数。 ⑸ CR和CW是键盘监控方式下的控存读/写控制信号，低 电平有效；由键盘监控实施控制。 ⑹ M/C是键盘监控对内存或控存的选择信号，为0选择内 存，为1选择控存；由键盘监控实施控制。 ⑺ MOCK是微指令寄存器的打入脉冲，上升沿有效。
1 1 0
1 1 1
1 1 1
1 1 1
1 1 1
1 1 1
1 1 1
1 1 1
1 1 1
1 1 1
1 1 1
0 0 0
0 0 0
1 1 1
1 1 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0
1 1 1
1 1 0
1 1 1
1 1 0
1 1 0
1 1 1
⑸ 按运行按钮，使系统进入运行状态；此时µ PC为0。 ⑹ 拨二进制开关形成数据A；按键盘上的STEP键，然后 再按ENTER键，时序单元自动顺序产生PLS1~PLS4（一 个微指令周期），完成第一条微指令的读取和执行，将数 据A打入DR1，并使µ PC加1，形成下条微指令的微地址。 ⑺ 拨二进制开关形成数据B；按键盘上的STEP键，然后 再按ENTER键，将数据B打入DR2，并使µ PC加1，形成 下条微指令的微地址。 ⑻ 将微地址二进制开关拨为全0；按键盘上的STEP键， 然后再按ENTER键，完成运算并显示运算结果，同时将 二进制开关上的微地址0打入µ PC；重复步骤⑹~ ⑻，可 以继续进行下一次运算。
计算机组成原理实验课件
陆遥
实验四 微程序控制器与 指 令 部 件 实验
一、实验目的
1. 2. 3. 4.
掌握微程序的写入及修改方法。 掌握微程序控制的原理和方法。 掌握指令部件的组成。 掌握指令寄存器（IR）的打入操作，以及程序 计数器（PC）的置数与计数操作。
二、实验任务及要求





（一）微程序控制器实验 使用驻机键盘进行微程序的写入与修改。 取出控存中的微指令，并发出其中的微命令。 用微程序控制的方法，实现算术运算“A加B”， 并输出运算结果。提示：每一步操作控制用一 条微指令来完成；另，所需脉冲信号仍以手动 方式产生。 （二）指令部件实验 给PC置数（通常为转移目标指令的地址）。 控制PC加1. 将指令代码打入IR。