计算机组成原理实验报告 - 图文(5)

当每条机器指令对应的微程序全部设计完毕后，应将全部微程序按指令格式变成二进制代码，如下：

其中，微地址表示控制器中存放该微指令的地址。 最后就可以将这些内容输入到控制器中。

2、微程序控制电路

微程序控制器的组成见图3-2，其中控制存储器采用3片2816的E2PROM，具有掉电保护功能，微指令寄存器18位，用两片8D触发器（273）和一片4D（175）触发器组成。微地址寄存器6位，用三片正沿触发的双D触发器（74）组成，它们带有清“0”端和预置端。在不判别测试的情况下，T2时刻打入微地址寄存器的内容即为下一条微指令地址。当T4时刻进行测试判别时转移逻辑满足条件后输出的负脉冲通过强置端将某一触发器置为“1”状态，完成地址修改。 在该实验电路中设有一个编程开关（位于实验板右上方），它具有三种状态：PROM（编程）、READ（校验）、RUN（运行）。当处于“编程状态”时，学生可根据微地址和微指令格式将微指令二进制代码写入到控制存储器2816中。当处于“校验状态”时，可以对写入控制存储器中的二进制代码进行验证，从而可以判断写入的二进制代码是否正确。当处于“运行状态”时，只要给出微程序的入口微地址，则可根据微程序流程图自动执行微程序。图中微地址寄存器输出端增加了一组三态门，目的是隔离触发器的输出，增加抗干扰能力，并用来驱动微地址显示灯。

四．实验内容

1.将微程序输入到控制器中并校验；

2.单步运行、连续运行，观察微程序控制器的工作原理；

五、实验步骤

1、 按下图接线：

2、 将微程序输入控制存储器中

①．将编程开关MJ20置为PROM(编程)状态。

②．将实验板上“STATEUNIT”中的“STEP”置为“STEP”，“STOP”置为“RUN”状态。

③．用二进制模拟开关uA0~~uA5输入当前微地址MA5——MA0。

④．在MK24~~MK1开关上置微指令代码，24位开关对应24位显示灯，开关量为“0”时灯亮，开关量为“l”时灯灭。

⑤．启动时序电路(按动启动按钮“START”)，即将微代码写入到E2PROM2816的相应地址对应的单元中。

⑥．重复③—⑥步骤，将表1的微指令代码写入E2PROM2816中。

3、 校验

①．将编程开关MJ20设置为READ(校验)状态。 ②．将实验板的“STEP”开关置为“STEP”状态，“STOP”开关置为“RUN”状态。 ③．用二进制模拟开关uA0~~uA5置好微地址MA5——MA0。

④．按动“START”键，启动时序电路，读出微代码。观察显示灯MD24——MD1的状态(灯亮为“0”，灭为“l”)，检查读出的微代码是否与写入的相同。如果不同，则将开关置于PROM编程状态，重新输入微指令代码即可。

4、单步运行

①．将编程开关MJ20置于“RUN(运行)”状态。 ②．实验板的“STEP”及“STOP”开关保持原状。

③．操作CLR开关使CLR信号l→0→l，此时微地址寄存器MA5一MA0清零，从而确定本机的运行入口微地址为000000(二进制)。

④．按动“START”键，启动时序电路，则每按动一次启动键，读出一条微指令，此时实验台上的微地址显示灯和微命令显示灯将显示所读出的一条微指令。

5、连续运行

①．将编程开关MJ20置为“RUN(运行)”状态。

②．将实验板的单步开关“STEP”置为“EXEC”状态。

③.拨动CLR开关使CLR从l→0→l，此时微地址寄存器清“0”，从而给出取指微指令的入口地址为000000(二进制)。

④．按动“START”键，启动时序电路，则可连续读出微指令。

六、实验结果

校检步骤中，检查读出的微代码与输入的相同，微指令代码已经正确写入E2PROM2816中；单步运行步骤中，每次按下一次“START”键，得到一条微指令，与二进制位代码表进行对比，发现读出的指令代码与输入的吻合，说明微指令代码已经正确写入E2PROM2816中。连续运行步骤中，当按下START键后，发现各显示灯连续跳动显示，出现闪烁。经过多次观察，可以发现，输出的信号与我们输入的二进制微代码是一致的，说明微指令代码已经正确写入E2PROM2816中。

七、实验总结

1、本次实验难度较高，而且实验量大，所以首先要预习，否则很难按时按要求完成实验。

2、通过该实验较好地掌握了微程序控制器的功能，组成知识，微指令格式和各字段功能，微程序的编制，写入。

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