合肥工業(yè)大學計算機組成原理實驗報告

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上實驗一 基本運算器實驗一、實驗目的了解運算器的組成結構；掌握運算器的工作原理。二、實驗內(nèi)容1、連線說明：ALU單元：S0.S3(JP18)開關區(qū)單元：K20.K23(JP89)ALU單元：Wa、wB、rALU、CN_I(JP19)開關區(qū)單元：K15.K12(JP92)ALU單元：ALU_D0.ALU_D7(JP25)擴展區(qū)單元：JP62ALU單元：IN0.IN7(JP22)開關區(qū)單元：K0.K7(JP97)2、打開實驗儀電源，按CON單元的nRST按鍵，將ALU的A、B、FC、FZ、FS、I清零；如果EXEC鍵上方指示燈不亮，請按一次EXEC鍵，點亮指示燈，表示實驗儀

2、在運行狀態(tài)。3、給暫存器A賦初值（1）撥動開關區(qū)單元的K7.K0開關，形成二進制數(shù)（或其它值）；指示燈亮，表示該位是1，滅為0。（2）撥動開關區(qū)單元K15(wA)、K14(wB)、K13(rALU)、K12(CN_I)開關，賦wA=0（允許寫A）、wB=1（禁止寫B(tài)）、rALU=1(不允許ALU輸出)、CN_I=0，按CON單元的STEP按鍵一次,產(chǎn)生一個T1的下降沿，將二進制數(shù)寫入暫存器A中，ALU單元的A_7A_0LED上顯示A中的值 4、給暫存器B賦初值（1）撥動開關區(qū)單元的K7.K0開關，形成二進制數(shù)（或其它值）。（2）賦wA=1（禁止寫A）、wB=0（允許寫B(tài)）、rALU=1(不允許

3、ALU輸出)、CN_I=0，按CON單元的STEP按鍵一次,產(chǎn)生一個T2的下降沿，將二進制數(shù)寫入暫存器B中，ALU單元的R_7R_0LED上顯示B中的值5、賦wA=1（禁止寫A）、wB=1（禁止寫B(tài)）、rALU(K10)=0,按uSTEP鍵，進入T3節(jié)拍，節(jié)拍DS169DS168T1、T2、T3無效（T1=0、T2=0、T3=0）00T1（T1=1、T2=0、T3=0）01T2（T1=0、T2=1、T3=0）10T3（T1=0、T2=0、T3=1）11說明：1-亮；0-滅當rALU(K13)=0，如果S3S2S1S0的值是0000時，T2、T3節(jié)拍時，允許ALU結果輸出；S3S2S1S0的值是

4、其它數(shù)值，T3節(jié)拍時，允許ALU結果輸出，顯示于擴展區(qū)的二位數(shù)碼管、DS94.DS101的LED上。6、根據(jù)后邊的“運算結果表”，改變K20（S0）、K21（S1）、K22（S2）、K23（S3）、K12（CN_I）的值，觀察并記錄運算器的輸出。例如：S0=0，S1=0，S2=0，S3=0，ALU的D7_D0 = 58H；FC、FZ、FS、I不變。注意：只有按CON單元的STEP按鍵一次，產(chǎn)生一個T3的下降沿，ALU才將標志位FC、FZ、FS、I寫入標志寄存器PSW中，才能在ALU單元的FZ、FC、FS、I指示燈上看到結果。如果實驗儀、PC聯(lián)機操作，則可通過軟件中的數(shù)據(jù)通路圖來觀測實驗結果，方

5、法是：打開軟件，在星研軟件的工具條中選擇“運算器實驗”，打開運算器實驗的數(shù)據(jù)通路圖。進行上面的手動操作，點擊工具條上單節(jié)拍或單周期命令圖標，數(shù)據(jù)通路圖會反映當前運算器所做的操作。三、實驗結果及分析運算結果表運算類型ABS3 S2 S1 S0CN_I結果邏輯運算58AB00000ALU=（58） FC=（0 ）FZ=（0 ） FS=(0 )58AB00001ALU=（AB） FC=（0 ）FZ=（ 0） FS=(0 )58AB0001XALU=（FB） FC=（ 0）FZ=（0 ） FS=(0 )0010XALU=（08 ） FC=（ 0）FZ=（0 ） FS=(0 )0011XALU=（F3

6、） FC=（ 0）FZ=（0 ） FS=(0 )0100XALU=（ A7 ） FC=（0 ）FZ=（0 ） FS=( 0)移位運算01010ALU=（ 0B ） FC=（0 ）FZ=（ 0） FS=( 0)01011ALU=（ 2C ） FC=（0 ）FZ=（ 0） FS=(0 )01100ALU=（ 2C） FC=（ 0）FZ=（ 0） FS=(0 )0110(FC=0)1ALU=（2C ） FC=（0 ）FZ=（ 0） FS=( 0)0110(FC=1)ALU=（AC ） FC=（ 0）FZ=（ 0） FS=(0 )01110ALU=（ B0 ） FC=（ 1）FZ=（ 0） FS=(0

7、 )0111(FC=0)1ALU=（ B0 ） FC=（0）FZ=（0） FS=(0)0111(FC=1)ALU=（ B1 ） FC=（ 1）FZ=（0） FS=(0)算術運算10000ALU=（ 03 ） FC=（0）FZ=（0） FS=(0)1000(FC=0)1ALU=（ 03 ） FC=（0）FZ=（0） FS=(0)1000(FC=1)ALU=（ 04 ） FC=（1 ）FZ=（0） FS=(0)10010ALU=（ AD ） FC=（0）FZ=（0） FS=(0)1001(FC=0)1ALU=（ AD ） FC=（0）FZ=（0） FS=(0)1001(FC=1)ALU=（ AC

8、） FC=（ 1）FZ=（0） FS=(0)10100ALU=（ 59 ） FC=（ 1）FZ=（0） FS=(0)1ALU=（ 58 ） FC=（ 1）FZ=（0） FS=(0)1011XALU=（ 57 ） FC=（1 ）FZ=（0） FS=(0)其它1100XFC=（1 ）1101XEI=（ 0）四、思考題本實驗系統(tǒng)中寄存器的寫入在什么時刻進行？寄存器的寫入在什么時刻進行？能否在一個機器周期內(nèi)將、寄存器寫入不同的數(shù)據(jù)？答：按住STEP，CK由高變低，寄存器A的黃色燈亮，表明選擇A寄存器。放開STEP，CK由低變高，產(chǎn)生上升沿，數(shù)據(jù)55H被寫入A寄存器。按住STEP，CK由高變低，寄存器B

9、 的黃色燈亮，表明選擇B寄存器。放開STEP ，CK 由低變高，產(chǎn)生上升沿，數(shù)據(jù)33H 被寫入B 寄存器。不允許在一個機器周期內(nèi)將、寄存器寫入不同的數(shù)據(jù)。本實驗系統(tǒng)中的求補功能與的求補指令功能是否相同？ 答：本實驗系統(tǒng)中可對8位位變量進行邏輯“AND”、“OR”、“XOR”循環(huán)、求補、清零等基本操作 ，還可以進行加、減、乘、除等基本運算。而8086處理器的邏輯運算是16位。實驗二 存儲器實驗1、 實驗目的1、 掌握簡單運算器的數(shù)據(jù)傳送組成原理。 2、 驗證算術邏輯運算功能發(fā)生器74LS181的組合功能。二、實驗原理1、總線原理：由于本系統(tǒng)內(nèi)使用8根地址線，8根數(shù)據(jù)

10、線，所以使用1拍你74LS255作為數(shù)據(jù)總線，另一片74LS244作為地址總線，總線把整個系統(tǒng)分為內(nèi)部數(shù)據(jù)、地址總線和外部數(shù)據(jù)、地址總線，由于數(shù)據(jù)總線需要進行由內(nèi)、外部數(shù)據(jù)交換，所以由BUS信號來控制數(shù)據(jù)流向，當BUS=1時數(shù)據(jù)由內(nèi)到外，當BUS=0時，數(shù)據(jù)由外到內(nèi)。 2、由于本系統(tǒng)內(nèi)使用8根地址線，8位數(shù)據(jù)線，所以6264的A8A12接地，其實際容量為256,6264的數(shù)據(jù)、地址總線已經(jīng)接在總線單元的外部總線上。存儲器有3個控制信號：地址總線設置存儲地址，RM=0時，把存儲器中的數(shù)據(jù)讀出到總線上；當WM=0，并且EMCK有一個上升沿，把外部總線上的數(shù)據(jù)寫到存儲器中。圖7-6-1 存

11、儲器實驗原理圖實驗所用的半導體靜態(tài)存儲器電路原理如圖7-6-1所示，該靜態(tài)存儲器由一片6116(2Kx8)構成，其數(shù)據(jù)線(D7D0)以8芯扁平線方式和數(shù)據(jù)總線(D7D0)相連接，地址線由地址鎖存器(74LS273)給出，該鎖存器的輸入/輸出通過8芯扁平線分別連至數(shù)據(jù)總線接口和存儲器地址接口。地址顯示單元顯示AD7AD0的內(nèi)容。數(shù)據(jù)開關經(jīng)一三態(tài)門(74LS245)以8芯扁平線方式連至數(shù)據(jù)總線接口，分時給出地址和數(shù)據(jù)。6116有3根控制線：CS（片選線）、OE（讀線）、WR（寫線）。當片選有效CS=0時，OE=0時進行讀操作，WR=0時進行寫操作。本實驗中將OE引腳接地，在此情況下，當CS=0、W

12、R=1時進行讀操作，CS=0、WR=0時進行寫操作，其寫時間與T3脈沖寬度一致。實驗時T3脈沖由【單步】命令鍵產(chǎn)生，其它電平控制信號由二進制開關模擬，其中CE、SW-B、LDAR為高電平有效，而WE為讀/寫(W/R)控制信號，當WE=0時進行讀操作，當WE=1時進行寫操作。圖7-6-2 實驗連線示意圖按圖7-6-2所示，連接實驗電路： 總線接口連接：用8芯扁平線連接圖7-6-2中所有標明“”或“”或“”圖案的總線接口。 控制線與時鐘信號“”連接：用雙頭實驗導線連接圖7-6-2中所有標明“”或“”圖案的插孔（注：Dais-CMH的時鐘信號已作內(nèi)部連接）。在閃動的“P.”狀態(tài)下按動【增址】命令鍵，

13、使LED顯示器自左向右第4位顯示提示符“L”，表示本裝置已進入手動單元實驗狀態(tài)。（若當前處“L”狀態(tài)，本操作可略）。(一)內(nèi)部總線數(shù)據(jù)寫入存儲器給存儲器的00、01、02、03、04地址單元中分別寫入數(shù)據(jù)11、12、13、14、15，具體操作步驟如下（以向00地址單元寫入數(shù)據(jù)11為例）：注:【單步】鍵的功能是啟動時序電路產(chǎn)生T1T4四拍單周期脈沖(二)讀存儲器的數(shù)據(jù)到總線上依次讀出第00、01、02、03、04號單元中的內(nèi)容，觀察上述各單元中的內(nèi)容是否與前面寫入的一致。具體操作步驟如下（以從00地址單元讀出數(shù)據(jù)11為例）：注:【單步】鍵的功能是啟動時序電路產(chǎn)生T1T4四拍單周期脈沖三、實驗結果

14、及分析實驗所得結果與理論分析結果基本一致。四、思考題1本實驗系統(tǒng)中所使用的存儲芯片的容量有多大？系統(tǒng)中實際可訪問的空間是多大？ 答：存儲器6116芯片容量2K*8位。實際可訪存空間：2K。本實驗系統(tǒng)中存儲器的讀寫控制信號如何得到的？它們各自在什么時候有效？ 答：在CS=0下，OE=0時進行讀操作，WR=0時進行寫操作。OE引腳接地下，當CS=0、WR=1時進行讀操作，CS=0、WR=0時進行寫操作，其寫時間與T3脈沖寬度一致。實驗時T3脈沖由【單步】命令鍵產(chǎn)生，其它電平控制信號由二進制開關模擬，其中CE、SW-B、LDAR為高電平有效，而WE為讀/寫(W/R)控制信號，當WE=0時進行讀操作，

15、當WE=1時進行寫操作。實驗三 系統(tǒng)總線和具有基本輸入輸出功能的總線接口實驗一、實驗目的1、  理解總線的概念及其特性。 2、  掌握控制總線的功能和應用。二、實驗內(nèi)容由于存儲器和輸入、輸出設備最終是要掛接到外部總線上，所以需要外部總線提供數(shù)據(jù)信 號、地址信號以及控制信號。在該實驗平臺中，外部總線分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線，分別為外設提供上述信號。外部總線和 CPU 內(nèi)總線之間通過三態(tài)門連接，同時實現(xiàn)了內(nèi)外總線的分離和對于數(shù)據(jù)流向的控制。地址總線可以為外部設備提供地址信號和片選信號。由地址總線的高位進行譯碼，

16、系統(tǒng)的 I/O 地址譯碼原理如圖 4-1（在地址總線單元）。由于使用 A6、 A7 進行譯碼， I/O 地址空間被分為四個區(qū)，如表 4-1 所示  為了實現(xiàn)對于 MEM 和外設的讀寫操作，還需要一個讀寫控制邏輯，使得 CPU 能控制 MEM和 I/O 設備的讀寫，實驗中的讀寫控制邏輯如圖 4-2 所示，由于 T3 的參與，可以保證寫脈寬與 T3 一

17、致，T3 由時序單元的 TS3 給出（時序單元的介紹見附錄 2）。IOM 用來選擇是對 I/O 設備還是對 MEM 進行讀寫操作，IOM=1 時對 I/O 設備進行讀寫操作，IOM=0 時對 MEM 進行讀寫操作。RD=1 時為讀，WR=1 時為寫。1讀寫控制邏輯設計實驗。 （1）按照圖 4-4 實驗接線圖進行連線。首先將時序與操作臺單元的開關 KK1、KK3 置為運行檔，開關 KK2 

18、置為單拍檔，按動 CON 單元的總清按鈕 CLR，并執(zhí)行下述操作。  對 MEM 進行讀操作（WR=0，RD=1，IOM=0），此時 E0 滅，表示存儲器讀功能信號 有效。  對 MEM 進行寫操作（WR=1，RD=0，IOM=0），連續(xù)按動開關ST，觀察擴展單元數(shù)據(jù) 指示燈，指示燈顯示為 T3 時刻時，E1 滅，表示存儲器寫功能信號有效。  對 I/O 進行讀操作（WR=0，

19、RD=1，IOM=1），此時 E2 滅，表示 I/O 讀功能信號有效。  對 I/O 進行寫操作（WR=1，RD=0，IOM=1），連續(xù)按動開關ST，觀察擴展單元數(shù)據(jù)指  示燈，指示燈顯示為 T3 時刻時，E3 滅，表示 I/O 寫功能信號有效。 2基本輸入輸出功能的總線接口實驗。  3、實驗結果： （1）根據(jù)掛在總線上的幾個基本部件，設計一個簡單的流程：  輸入設備將一個數(shù)打入

20、0;R0 寄存器。  輸入設備將另一個數(shù)打入地址寄存器。  將 R0 寄存器中的數(shù)寫入到當前地址的存儲器中。  將當前地址的存儲器中的數(shù)用 LED 數(shù)碼管顯示。 （2）按照圖 4-5 實驗接線圖進行連線。 （3）具體操作步驟圖示如下：進入軟件界面，選擇菜單命令“【實驗】【簡單模型機】”， 打開簡單模型機實驗數(shù)據(jù)通路圖。將時序與操作臺單元的開關 KK1、KK3 置為運行檔，開關 KK2 置為單拍檔，

21、CON 單元所有開關置 0（由于總線有總線競爭報警功能，在操作中應當先關閉應關閉的輸出開關，再 打開應打開的輸出開關，否則可能由于總線競爭導致實驗出錯）， 按動 CON 單元的總清按鈕 CLR，然后通過運行程序，在數(shù)據(jù)通路圖中觀測程序的執(zhí)行過程。 輸入設備將 11H 打入 R0 寄存器。 將 IN 單元置 ，K7 置為 1，關閉 R0 寄存器的輸出；K6 置為 1，打開

22、0;R0 寄存器的輸入；WR、RD、IOM 分別置為 0、1、1，對 IN 單元進行讀操作；LDAR 置為 0，不將數(shù)據(jù)總線的數(shù)打入地址寄存器。連續(xù)四次點擊圖形界面上的“單節(jié)拍運行”按扭（運行一個機器周期），觀察圖形界面，在 T4 時刻完成對寄存器 R0 的寫入操作。  將 R0 中的數(shù)據(jù) 11H 打入存儲器 01H 元。 將 IN 單元置 （或其他數(shù)值）。K7

23、60;置為 1，關閉 R0 寄存器的輸出；K6 置為 0， 關閉 R0 寄存器的輸入；WR、RD、IOM 分別置為 0、1、1，對 IN 單元進行讀操作；LDAR 置為 1，將數(shù)據(jù)總線的數(shù)打入地址寄存器。連續(xù)四次點擊圖形界面上的“單節(jié)拍運行”按扭，觀察圖形界面，在 T3 時刻完成對地址寄存器的寫入操作。 先將 WR、RD、IOM 分別置為 1、0、0，對存儲器進行寫操作；再把 K7

24、60;置為 0，打開 R0 寄存器的輸出；K6 置為 0，關閉 R0 寄存器的輸入； LDAR 置為 0，不將數(shù)據(jù)總線的數(shù)打入地址寄存器。連續(xù)四次點擊圖形界面上的“單節(jié)拍運行”按扭，觀察圖形界面，在 T3 時刻完成對存儲器的寫入操作。  將當前地址的存儲器中的數(shù)寫入到 R0 寄存器中。 將 IN 單元置 （或其他數(shù)值），K7 置為1。關閉R0寄存器的輸出；K6置為0，關閉 R0

25、 寄存器的輸入；WR、RD、IOM 分別置為 0、1、1，對 IN 單元進行讀操作；LDAR 置為 1，將數(shù)據(jù)總線的數(shù)打入地址寄存器。連續(xù)四次點擊圖形界面上的“單節(jié)拍運行”按 扭，觀察圖形界面，在 T3 時刻完成對地址寄存器的寫入操作。將 K7 置為 1，關閉 R0 寄存器的輸出；K6 置為 1，打開 R0 寄存器的輸入；WR、RD、 IOM 分別置為 0、1、0，對存儲器進行

26、讀操作；LDAR 置為 0，不將數(shù)據(jù)總線的數(shù)打入地址寄存器。連續(xù)四次點擊圖形界面上的“單節(jié)拍運行”按扭，觀察圖形界面，在 T3 時刻完成 對寄存器 R0 的寫入操作。   將 R0 寄存器中的數(shù)用 LED 數(shù)碼管顯示。 先將 WR、RD、IOM 分別置為 1、0、1，對 OUT 單元進行寫操作；再將 K7 置為 0， 打開  R0

27、0;寄存器的輸出；K6 置為 0，關閉 R0 寄存器的輸入； LDAR 置為 0，不將數(shù)據(jù)總線的數(shù)打入地址寄存器。連續(xù)四次點擊圖形界面上的“單節(jié)拍運行”按扭，觀察圖形界面，在T3時刻完成對 OUT 單元的寫入操作。3、 實驗結果及分析1、存儲器和輸入、輸出設備最終是要掛接到外部總線上，因此需要外部總線提供數(shù)據(jù)信 號、地址信號以及控制信號。 2、外部總線和 CPU 內(nèi)總線之間通過三態(tài)門連接，同時實現(xiàn)了內(nèi)外總線的分離和對于數(shù)據(jù)流向的控制。而地址總線可以為外部設備提供地址

28、信號和片選信號。3.為了實現(xiàn)對于 MEM 和外設的讀寫操作，還需要一個讀寫控制邏輯，使得 CPU 能控制 MEM和 I/O 設備的讀寫 4、WR=0，RD=1，IOM=0時 E0 滅，表示存儲器讀功能信號有效。 WR=1，RD=0，IOM=0） 連續(xù)按動開關ST，當指示燈顯示為 T3 時刻時，E1 滅，表示存儲器寫功能信號有效。 WR=0，RD=1，IOM=1時，E2 滅，表示 I/O 讀功能信號有效。&#

29、160;WR=1，RD=0，IOM=1）時，觀察擴展單元數(shù)據(jù)指示燈，指示燈顯示為 T3 時刻時，E3 滅，表示 I/O 寫功能信號有效。 5、在接線時為了方便，可將管腳接到 CON 單元閑置的開關上，若開關打到 1，等效于接到VCC；若開關打到0，等效于接到GND。 四、思考題本實驗系統(tǒng)中外設的讀寫控制信號如何得到的？對外設的讀、寫控制信號能不能同時發(fā)出？對存儲器呢？ 答：為了實現(xiàn)對于 MEM 和外設的讀寫操作，需要一個讀寫控制邏輯，使得 CPU 能控制 MEM和 I/O 設備的讀寫?？偩€上的部

30、件輸出數(shù)據(jù)時為什么要加三態(tài)門？答：外部總線和 CPU 內(nèi)總線之間通過三態(tài)門連接，同時實現(xiàn)了內(nèi)外總線的分離和對于數(shù)據(jù)流向的控制。而地址總線可以為外部設備提供地址信號和片選信號。實驗四 具有中斷控制功能的總線接口實驗具有 DMA控制功能的總線接口實驗1、 實驗目的1掌握中斷控制信號線的功能和應用。     2掌握在系統(tǒng)總線上設計中斷控制信號線的方法。 2、 實驗內(nèi)容1、實驗原理：為了實現(xiàn)中斷控制，CPU 必須有一個中斷使能寄存器，并且可以通過指令對該寄存器進行 操作。設計下述中斷使能寄存器，其原理如圖4-2-1

31、0;所示。其中EI 為中斷允許信號，CPU 開中 斷指令STI 對其置1，而CPU 關中斷指令CLI 對其置0。每條指令執(zhí)行完時，若允許中斷，CPU 給出開中斷使能標志STI，打開中斷使能寄存器，EI 有效。EI 再和外部給出的中斷請求信號一 起參與指令譯碼，使程序進入中斷處理流程。      本實驗要求設計的系統(tǒng)總線具備有類X86 的中斷功能，當外部中斷請求有效、CPU 允許響 應中斷，在當前指令執(zhí)行完時，CPU&

32、#160;將響應中斷。當CPU 響應中斷時，將會向8259 發(fā)送兩個 連續(xù)的INTA 信號，請注意，8259 是在接收到第一個INTA 信號后鎖住向CPU 的中斷請求信號 INTR（高電平有效），并且在第二個INTA 信號到達后將其變?yōu)榈碗娖剑ㄗ詣覧OI 方式），所以， 中斷請求信號IR0 應該維持一段時間，直到CPU 發(fā)送出第一個INTA 信號，這才是一個有效的 中斷請求。8259 在收到第二個INTA 信號后，就會將中斷向

33、量號發(fā)送到數(shù)據(jù)總線，CPU 讀取中 斷向量號，并轉入相應的中斷處理程序中。在讀取中斷向量時，需要從數(shù)據(jù)總線向CPU 內(nèi)總線 傳送數(shù)據(jù)。所以需要設計數(shù)據(jù)緩沖控制邏輯，在INTA 信號有效時，允許數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)總線流向 CPU 內(nèi)總線。其原理圖如圖4-2-2 所示。其中RD 為CPU 從外部讀取數(shù)據(jù)的控制信號。         在控制總線部分表現(xiàn)為當CPU 開中斷允許信號STI 有效、關中斷允許信號CLI

34、 無效時，中斷標志EI 有效，當CPU 開中斷允許信號STI 無效、關中斷允許信號CLI 有效時，中斷標志EI 無效。EI 無效時，外部的中斷請求信號不能發(fā)送給CPU。2、實驗步驟： （1）按照圖4-2-3 實驗接線圖進行連線。     （2）具體操作步驟圖示如下：       對總線進行置中斷操作（K6=1，K7=0），觀察控制總線部分的中斷允許指示燈EI，此時EI 亮,表示

35、允許響應外部中斷。按動時序與操作臺單元的開關KK，觀察控制總線單元的指示燈INTR,發(fā)現(xiàn)當開關KK 按下時INTR 變亮，表示總線將外部的中斷請求送到CPU。使用電壓表測量數(shù)據(jù)緩沖 74LS245 的DIR（第1 腳），顯示為低，表示CPU 允許外部送中斷向量號。       對總線進行清中斷操作（K6=0，K7=1），觀察控制總線部分的中斷允許指示燈EI，此時EI 滅,表示禁止響應外部中斷。按動時序與操作臺單元的開關KK，觀察控制總線單元的指示燈INTR

36、，發(fā)現(xiàn)當開關KK 按下時INTR 不變，仍然為滅，表示總線鎖死了外部的中斷請求。使用電壓表測量數(shù)據(jù)緩沖74LS245 的DIR（第1 腳），顯示為低，表示CPU 允許外部送中斷向量號。3、 實驗結果及分析1.按實驗接線圖接線時,注意與K5相接的是INTA而非INTA. 2.在步驟一中，時序與操作臺的KK開關的按下表示將中斷請求送入CPU中。 3.外部總線與CPU之間通過三態(tài)門連接，其三態(tài)門芯片是74LS245。三態(tài)分別為：截至，導通，高阻。 4EI表示中斷允許指示燈，EI滅表示當前禁止響應外部中斷。 5當

37、EI熄滅時，按動時序與控制臺上的KK，發(fā)現(xiàn)KK按下時，INTR燈仍然為滅，此時為中斷鎖死了外    部中斷請求。四、思考題響應中斷的條件是什么？答：1、有中斷源發(fā)出的中斷請求；2、中斷總允許位EA=1，即CPU開中斷；3、申請中斷的中斷源的中斷允許位為1，即中斷沒有被屏蔽；4、無同級或更高級中斷正在被服務；5、當前的指令周期已經(jīng)結束.中斷源的中斷向量地址是通過數(shù)據(jù)線還是地址線送給？答：中斷源的中斷向量地址是通過數(shù)據(jù)總線送入PC，因為PC會指出下一個指令所在的地址，相當于一個跳轉，直接跳轉到中斷服務程序，所以存入PC以后，直接通過PC取出下一條指令，而這條

38、指令其實就是中斷服務程序的指令。響應請求后，其地址線、數(shù)據(jù)線和控制線引腳出現(xiàn)什么狀態(tài)？ 答：當DMAC要進行DMA傳送時，DMAC向CPU發(fā)出DMA請求信號，迫使CPU在現(xiàn)行的總線周期(機器周期)結束后，使其 地址總線、數(shù)據(jù)總線和部分控制總線處于高阻態(tài)，從 而讓出對總線的控制權，并給出DMA響應信號。 DMAC接到該響應信號后，就可以控制總線，進行數(shù) 據(jù)傳送的控制工作，直到DMA操作完成，CPU再恢 復對總線的控制權，繼續(xù)執(zhí)行被中斷的程序。實驗五 微程序控制器實驗一、實驗目的 掌握時序產(chǎn)生器的組成方式。 熟悉微程序控制器的原理。 掌握微程序編制及微指令格式。二、實驗內(nèi)容 微程序控制電路微程序控

39、制器的組成見圖7-7-1，其中控制存儲器采用4片6116靜態(tài)存儲器，微命令寄存器32位，用三片8D觸發(fā)器(273)和一片4D(175)觸發(fā)器組成。微地址寄存器6位，用三片正沿觸發(fā)的雙D觸發(fā)器(74)組成，它們帶有清零端和置位端。在不判別測試的情況下，T2時刻打入微地址寄存器的內(nèi)容即為下一條微指令地址。當T4時刻進行測試判別時，轉移邏輯滿足條件后輸出的負脈沖通過置位端將某一觸發(fā)器輸出端置為“1”狀態(tài)，完成地址修改。 微指令格式表7-7-1M25M24M23M22M21中斷M19M18M17M16M15M14M13M12M11M10M9M8CBAAR保留位PX3A9A8CELOADCNMS0S1S

40、2S3PX2LDARM7M6M5M4M3M2876543M1M0LDPCLDIRLDDR2LDDR1LDR0WEUA0UA1UA2UA3UA4UA5PX1SW-B A字段 B字段CBA選擇000禁止001PC-B010ALU-B011299-B100Rs-B101Rd-B110保留位111保留位中斷M9M1選擇測試字PX3PX2PX1000關閉測試001P (1)識別操作碼010P (2)判尋址方式011P (Z)Z標志測試100P (I)中斷響應101P (D)中斷服務110P (C)C標志測試111保留位其中UA5UA0為6位的后續(xù)微地址，A、B二譯碼字段，分別由6個控制位譯碼輸出多位。B

41、段中的PX3、PX2、PX1 三個測試字位，其功能是根據(jù)機器指令及相應微代碼進行譯碼，使微程序轉入相應的微地址入口，從而實現(xiàn)微程序的順序、分支、循環(huán)運行。 微程序流程與代碼圖7-7-3為幾條機器指令對應的參考微程序流程圖，將全部微程序按微指令格式變成二進制代碼，可得到模型機（一）所列舉的8位指令代碼。圖7-7-3 微程序流程圖(1) 微程序的編寫為了解決微程序的編寫，本裝置設有微程序讀寫命令鍵，學生可根據(jù)微地址和微指令格圖7-7-1微控制器原理圖式將微指令代碼以快捷方式寫入到微程序控制單元。具體的操作方法是按動位于本實驗裝置右中側的復位按鈕使系統(tǒng)進入初始待令狀態(tài)。再按動【增址】命令鍵使工作方式

42、提示位顯示“H”。微程序存貯器讀寫的狀態(tài)標志是：顯示器上顯示8個數(shù)字，左邊1、2位顯示實驗裝置的當前狀態(tài)，左邊3、4位顯示區(qū)域號（區(qū)域的分配見表7-7-2），左邊5、6位數(shù)字是微存貯單元地址，硬件定義的微地址線是ua0ua5共6根，因此它的可尋址范圍為00H3FH；右邊2位數(shù)字是該單元的微程序，光標在第7位與第8位之間，表示等待修改單元內(nèi)容。表7-7-2區(qū)域號微程序區(qū)對應位空間對應位控制功能 031··············24CBAAR保留PX3A9A

43、8123··············16CEADCNMS0S1S2S3215···············8PX2ARPCIRDR2DR1RiWE37·············&#

44、183;··0U0U1U2U3U4U5PX1SW用【讀】命令鍵可以對微程序存貯器進行檢查（讀出）或更改（寫入）。對微程序存貯器讀寫，一般應先按MON，使實驗系統(tǒng)進入初始待命狀態(tài)。然后輸入所要訪問的微程序區(qū)域地址，再按【讀】命令鍵，實驗系統(tǒng)便以該區(qū)域的00H作為起始地址，進入微程序存貯器讀寫狀態(tài)。下面舉例說明操作規(guī)程：按鍵8位LED顯示說 明【返回】DY-HP. 返回初始待命狀態(tài)【讀】DY-HP. 初始待命狀態(tài),按【讀】鍵無效0DY-H0 按數(shù)字鍵0,從0區(qū)域0地址開始【讀】Cn0000XX 按【讀】命令鍵,進入微程序讀狀態(tài),左邊第3位 起顯示00(區(qū)域號)、00(微地址)、

45、XX(該微程 序單元的內(nèi)容),光標閃動移至第7位55Cn000055 按55鍵,將內(nèi)容寫入00區(qū)域00H單元【增址】Cn0001XX 按【增址】命令鍵,讀出00區(qū)域下一個單元 01H,光標重新移至第7位AACn0001AA 按AA鍵,將內(nèi)容寫入00區(qū)域01H單元【返回】DY-HP. 返回初始待命狀態(tài)1DY-H1 再按數(shù)字鍵1,從1區(qū)域0地址開始【讀】Cn0100XX 按【讀】命令鍵,進入微程序讀狀態(tài),左邊第3位 起顯示01(區(qū)域號)、00(微地址)、XX(該微程 序單元的內(nèi)容),光標閃動移至第7位55Cn010055 按55鍵,將內(nèi)容寫入01區(qū)域00H單元【增址】Cn0101XX 按【增址】命

46、令鍵,讀出01區(qū)域下一個單元 01H,光標重新移至第7位AACn0101AA 按AA鍵,將內(nèi)容寫入01區(qū)域01H單元【返回】DY-HP. 按【返回】退出存儲操作返回初始狀態(tài)按以上所說明的操作規(guī)程，通過鍵盤在微地址00H單元所對應的四個區(qū)域地址分別輸入55H，在微地址01H單元所對應的四個區(qū)域地址分別輸入0AAH。(二)手動方式下的微地址打入操作微程序控制器的組成見圖7-7-1，其中微命令寄存器32位，用三片8D觸發(fā)器(273)和一片4D(175)觸發(fā)器組成。它們的清零端由CLR來控制微控制器的清零。它們的觸發(fā)端CK接T2，在時序節(jié)拍的T2時刻將微程序的內(nèi)容打入微控制寄存器（含下一條微指令地址）。 微地址控制原理圖7-7-4 微地址控制原理圖 微地址控制單元的實驗連接圖7-7-5 實驗連線示意圖按圖7-7-5所示，連接實驗電路： 總線接口連接：用8芯扁平線連接圖7-7-5中所有標明“”或“”圖案的總線接口。 時鐘信號“”連接：用雙頭實驗導線連接圖7-7-5中所有標明“”圖案的插孔（注：Dais-CMH的時鐘信號已作內(nèi)部連接）。 微地址的打入操作在“L”狀態(tài)下，首先置SW-B=0，然后向數(shù)據(jù)開關置數(shù)，再按【單步】鍵，在機器周期的T2時刻把數(shù)據(jù)開關的內(nèi)容打入微地址鎖存器。實驗步驟如下：注:【單步】鍵的功能是啟動時序電路產(chǎn)生T1T4四拍單周期脈沖 微地址的修改