計算機組成原理試驗報告微程序控制單元試驗

1、西華大學(xué)數(shù)學(xué)與計算機學(xué)院實驗報告年級：2011級姓名：蔣俊學(xué)號：38實驗成績：實驗日期：2013-12-15課程名稱：計算機組成原理指導(dǎo)教師：祝昌宇實驗名稱：微程序控制單元實驗一、目的1,熟悉微程序控制器的原理2.掌握微程序編制、寫入并觀察運行狀態(tài)二、實驗原理(1)微程序控制單元的構(gòu)成8位微地址寄存器由2片74LS161組成；3片6264為微程序存儲器；24位微程序鎖存器由3片74LS374組成。如圖1微程序控制單元R 3 0 口0置0口 PO皆S0 s 8 3& 8 B 5 folul口置H圖1微程序控制單元布局圖(2)微程序控制單元原理.由于本系統(tǒng)中指令系統(tǒng)規(guī)模不大、功能較簡單，微指令可以

2、采用全水平、不編碼的方式，每一個微操作信號由1位微代碼來表示，24位微代碼至少可表示24個不同 的微操作控制信號。如要實現(xiàn)更多復(fù)雜的操作可通過增加一些譯碼電路來實現(xiàn)。.增量方式來控制微代碼的運行順序，每一條指令的微程序連續(xù)存放在微指令存儲器 連續(xù)的單元中。3,每一指令的微程序的入口地址是通過對指令操作碼的編碼來形成的。在本系統(tǒng)指令碼最長為8位，那么最多可形成256條指令。.在微程序存儲器的0單元存放取指指令，在啟動時微地址寄存器清 0,執(zhí)行取指指 令。.每一段微程序都以取指指令結(jié)束，以取得下一條指令。.在本系統(tǒng)內(nèi)，MLD為置微地址的控制信號，MCK；工作脈沖。當(dāng)ML&0、MCKt上升沿時，把M

3、D0-MD7勺值作為微程序的地址，fT入微地址寄存器。當(dāng) ML氏1、 MCKt上升沿時，微地址計數(shù)器自動加 1。產(chǎn)口 vs號上L1 X牛*年自S.；一EK一A日云i3當(dāng)3&甘匕-電胃S 城高午 5 9i.l?:二吒二i-三.二1:1Qfc.-才匚心二二名# L-DN 小371irlI .,=嗚，二二Ir二-n一8.U三,子 LU 士與一7G匚整7 E.A W1 TX 演二具圖2微程序控制單元原理圖三、使用環(huán)境計算機組成原理實驗箱四、實驗步驟（一）準(zhǔn)備工作1.將MD& MD7 ML或入二進制開關(guān)上，將 MCK MOC給別接入脈沖單元上的 PLS1PLS2上。請按下表接線信號定義接入開關(guān)位號MCK

4、PLS1 孔MOCKPLS 2 孔MD0H0孔MD1H1孔MD2H2孔MD3H3孔MD4H4孔MD5H5孔MD6H6孔MD7H7孔MLDH23孔2,啟停單元中的停止按鈕，置實驗機為停機狀態(tài)。通過鍵盤把數(shù)據(jù)寫入微程序存儲器中，例如微地址 0H中輸入11T 11T 11H三個字節(jié)，在05H中輸入55T 55T55H三個字節(jié)，在06H中輸入66H 66H 66H三個字節(jié)。鍵盤監(jiān)控輸入方法詳情可 參見附錄一。3.鍵盤監(jiān)控輸入方法如下：a）按鍵盤任意鍵進入鍵盤監(jiān)控狀態(tài)b）自主菜單下選擇“1”屏幕上顯示：ADDR MICROCODE00 xx xx xx光標(biāo)定位在地址處，按“ TAE?鍵在地址與微代碼之間

5、切換，在光標(biāo)所在處，按數(shù)字鍵即 可對地址或者微代碼進行修改；按“ LAST鍵，修改后的微指令寫入相應(yīng)單元后，地址減1;按“NEXT鍵或者 ENTER鍵，修改后的微指令寫入相應(yīng)單元后，地址加 1。c）此處則應(yīng)按“ TAEy鍵切換到微彳t碼處，輸入11H 11H 11H三個字節(jié)，完畢 后按“NEXT鍵，直到地址為05H,相同方法輸入55H 55H 55H三個字節(jié)， 完畢后按“ NEXT鍵，在地址06H處輸入66T 66H 66H三個字節(jié)，完畢后 按“ENTER鍵。輸入完畢。（二）微地址打入操作.按啟停單元中的停止按鈕，置實驗機為停機狀態(tài)，此時微地址寄存器被請零。.按啟停單元中的運行按鈕，置實驗機為

6、運行狀態(tài)。此時微程序存儲器為讀狀態(tài)，微地址寄存器（74LS161）確定了當(dāng)前微程序存儲器的地址，并且輸出24位微操作（M3 M23。.按脈沖單元中的PLS2脈沖按鍵，在MOCK:產(chǎn)生一個上升沿，把當(dāng)前微程序存儲器 輸出的微指令打入微指令鎖存器?？稍贑PT-B上的微指令指示燈顯示出當(dāng)前微指令，應(yīng)為 11T 11T 11Ho.置ML氏1,微代碼的地址 MD0-MD7（對應(yīng)二進制開關(guān) H0H7為05H （對應(yīng)開關(guān)如卜表）H7H6H5H4H3H2H1H0H23MD7MD 6MD 5MD 4MD 3MD 2MD 1MD 0MLD000001010.按脈沖單元中的 PLS1脈沖按鍵，在 MCK產(chǎn)生一個上升

7、沿，把 MD0-MD7打入 74LS161,微地址指示燈MA0-MA7等顯示為05H,微程序存儲器把05H單元的內(nèi)容 輸出。為 55H 55H.按脈沖單元中的PLS2脈沖按鍵，在MOCK:產(chǎn)生一個上升沿的脈沖，把當(dāng)前微指令 打入微指令鎖存器。可在CPT-B上的微指令指示燈顯示出當(dāng)前微指令，55Ho（三）微地址+1操作.置ML氏1。.按啟停單元中的運行按鈕，置實驗機為運行狀態(tài)。.按脈沖單元中的PLS1脈沖按鍵，在MCKt產(chǎn)生一個上升沿，微地址寄存器自動+1。 若原來微地址為05H,那么當(dāng)前的微地址指示燈 MAC-MA7等顯示為06H,同時微程 序存儲器輸出06H單元中的內(nèi)容。.按脈沖單元中的PLS2脈沖按鍵，在MOCK:產(chǎn)生一個上升沿，將微程序存儲器輸出 的微指令打入微指令鎖存器并輸出。在 CPT-B上的微指令指示燈應(yīng)顯示66H 66H 66Ho五、總結(jié)通過本次實驗我掌握了微程序控制器的原理，同時也掌握了微程序的編制、寫入、觀察微 程序的運行，學(xué)習(xí)了指令的執(zhí)行流程 ，我覺得這次實驗的原理比較容易理解，實施起來也不 難，但是在實驗過程中，不知道是因為接線的問題還是儀器的問題一度不能成功，錄入了數(shù) 據(jù)還是跳轉(zhuǎn)不到要去的地方。我們小組以為是輸入數(shù)