多思计算机组成原理实验四微程序控制器实验.docx

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1、实验四.微程序控制器实验。1. -实验目的。.(1) 掌握微程序控制器的组成原理和工作过程。(2) 理解微指令和微程序的概念，理解微指令与指令的区别与联系。(3) 掌握指令操作码与控制存储器中微程序的对应方法，熟悉根据指令操作码从控制存储 器中读出微程序的过程。2. +实验要求。(1) 做好实验预习，看懂电路图，熟悉实验元器件的功能特性和使用方法。u(2) 按照实验内容与步骤的要求，认真仔细地完成实验。写出实验报告。3. -实验电路。.本实验使用的主要元器件有:4位数据锁存器74LS175,2KX8EPROM2716，时序发生器， 或门、与门、开关、指示灯等。芯片详细说明请见附录。图1为实验电

2、路图，其中3片EPROM2716构成控制存储器，1片74LS175为微地址寄 存器，与74LS175数据输入引脚相连的输入信号线及6个门电路构成了地址转移逻辑。注. 意，2716输出信号中带后缀“#的信号为低电平有效信号，不带后缀“#”的信号为高电 平有效信号。为简化电路结构，本实验没有使用微命令寄存器，并且在虚拟实验系统中， 将3片EPROM组合为-一个虚拟EPROM组件。本实验使用的EPROM和时序发生器一-样， 均为虚拟实验系统提供的虚拟组件。实验理中涉及的主要控制信号如下；CE： 2716芯片的片选信号 为0时“陆正常工作,安聪中将其接地，恒蠹为0, 2)耍 27,6读信号-建一土 疝

3、=0时为读操阳 实验中将其-接地.恒置为0 (3)CLK 74LS175的清零佶瑚 低电平有蚊， 1R5-4R7：指令操作周的输入信母,这凡条信景线本腹与指令寄存器的躺出引连，也在率实监中，与数据开美相建,指令操作内逸过故据开关劫设声.T-.l-一 *爸S L,情IQUJQ7Q0F=PROM27lrtECS A3 A0f图I 锁程序控制电路,4.实验原理，在存储逻辑型计算机中，一条机器指令对应了一个推程序，不同的机器指令对应了： 的微程序，执行一条指令其实就是运行其对应的一个微程序，微程序由微指令组成、是 的有呼集合*微程序姓在设计一台计算机时就预光设计好并旦固化在只读存储器中的,以二 当要执

4、行某条指令时，只需找到并运行其时应的微程序.捽制存储器专门用F存放微程序，在本实验中控制存储器由3片EPROM2716减少连戏的H杂度,虚拟实验系统把.三片EPRCM27I6桀成到片芯片匕 因此. 冽到的是EPR（）M27163 （2K24位）.其中地址输入引脚为A10-A0,实验中仪h到Z； AOf商7位地址线A4-A10接地,实际存依容W为16x3字节.，Q0Q23这24个输出 34位的微指专相对成。微指令格式如表8-1所示，采用金水平型，字长24位，其中操作控制字段位 全部彳 用在接表示法，不使用洋码器*何-位表示一个微命令用于发出色机的操作控制仁扣叫字段S位.包括后续微地址pAEgAO

5、和同别扮PR用于决定，指令的姓址$8-1饭指金格式位23222120191817161514131211109B76543I 2小&)S牍3I占壬IXSJi三sft长度INCKMJXXXJCXKhilSWRO.-lDDX)1XXXAX AlrR5.AIMSMCJ10XXXXX Al&bit*IO -(A)JMPOI1XXXXX A164)11APC ，匕中哽 W： . . - ： .上述四条折寿的微程序商程设汁如闺82所流皿牛”中方枢At特宣条费 i.角的致疗为八迎则占示的微地M.个方框也表示军CPU尚期.5 、.，-cfui川条布争对碰四个微程.咛.炸个做理序电括n :*顽拦令, mt 、

6、，尸周阴-图K.2中的祐条令都按隰表8-1的武瑞写:划!剖代七L ： . 芯片中-其中部分微指今：进剜列g醐f 岫心苗布 誓Hi 制#柄K- 步“.在濡 -.r产三 3三品JAHnpsps.bo73 Io6世oG- W7&9 o墓sLa9oMSi与Oo03S3tepoOStk a#s也ooQso&也cOM1 哗rtCn二a一817Q-GQQ 卅1 i5一uin ada 3&u姬n=eooLilDKl1 ?w 2i;三en9Qr-LMwii村 IJ 1ooaLD1K_-nfiC,iii =sQLIPt：A :2oLDAKn4Al t U8 !I3 1IB-Divj7: = o i=-B等1 -

7、.一FOli6二&eaXX1Oo*9-wW二Q=se|kA2kLT10liA 1同wn一|iADo5-实验内容与步骤,，（1）运行虚拟实验系统，按照图1绘制实验电路，生成如图3所示电路。”三 L 词 3S 54 3J 3： 3i*3093 ；7Z6：S 24 fh匚厂为VC0U3QgX)XQ言胃略龄并翻孕I峻1冲 QB Q7 Q6 QSA10A9 A8A7MASA4A3A2A1A0 aQEVPPQO Q1 03 Q3 G4GKD口 1 2” 10 1R 11 口 11 也 ” 11 】& pnun图3控制器虚拟实验电珞(5)答:000001101000000111100001000001100

8、000010110100010000001101000011101100011000001001000100111111000000001101100000110100010000001101000011101100011000001001000100111111000000001101100000110100010000001101000011101100011000001001000100111111000(6)(7)04 0 0 0 0 005 0 0 0 0 006 1 0 0 1 007 0 0 0 0 014 0 0 0 0 015 0 0 0 0 01 0 0 1 0 01 00 111 1 10 0 10 11 1 0 1 0 10 00 011 1 00 0 11 01 1 0 1 1 00 00 001 1 10 0 01 01 0 0 1 0 00 00 111 1 10 1 10 01 0 1 1 0 00 00 011 1 00 0 01 01 0 0 0 0 00 01 011 1 10 0 01 0