计算机组成原理实验报告三微程序控制器实验

微程序控制器实验报告

一、 实验目的

(1)掌握微程序控制器的功能、组成知识。

（2）掌握为程序的编制、写入、观察微程序的运行

二、实验设备：

PC机一台，TD-CM3+实验系统一套 三、实验原理：

微程序控制器的基本任务是完成当前指令的翻译和执行，即将当前指令的功能转换成可以控制的硬件逻辑部件的为命令序列，完成数据传送和个汇总处理操作，他的执行方法是将控制各部件的微命令的集合进行编码，即将微命令的集合仿照及其指令一眼，用数字代码的形式表示，这种表示陈伟微指令。这样就可以用一个微指令序列表示一条机器指令，这种为指令序列称作为程序。微程序存储在一种专用的存储器中，成为控制储存器 四、实验步骤

1.对为控制器进行读写操作： （1）手动读写： ①按图连线：

时序单元 TS1 TS2 T1 T2 MC单元 SA5…SA0 SD27….SD20 SD17…SD10 SD07…SD00 SA5…SA0 ADDR单元 SD27….SD20 SD17…SD10 SD07..SD00 CON单元

②将MC单元编程开关置为“编程”档，时序单元状态开关置为“单步”档，ADDR单元状态开关置为“置数”档

③使用ADDR单元的低六位SA5…SA0给出微地址MA5…MA0，微地址可以通过MC单元的MA5…MA0微地址灯显示

④CON单元SD27…SD20，SD17…SD10，SD07…SD00开关上置24位微代码，待写入值由MC单元的M23…M024位LED灯显示

⑤启动时序电路（按动一次TS按钮），即将微代码写入到E2PROM2816的相应地址对应单元中

⑥重复③④⑤三步，将下图微代码写入2816芯片中 地址 00 01 04 05 30 32 33 35 十六进制 高五位 S3…S0 A字段 0000 0000 0000 1001 0000 0000 0000 0000 000 111 010 011 001 011 000 000 B字段 000 000 010 001 010 000 010 000 C字段 000 001 000 000 000 000 000 000 MA5-MA0 000001 110000 000001 000001 000100 000001 000001 110101 00 00 01 00000 00 70 70 00000 00 24 01 00000 04 B2 01 00000 00 14 04 00000 18 30 01 00011 28 04 01 00101 00 00 35 00000 二进制代码表 （2）联机读写：

①将微程序写入文件，联机软件提供了微程序下载功能，以代替手动读写微控制器，但微程序得以指定的格式写入 本次试验的微程序如下：

：//************************************************************// :// // :// 微控器实验指令文件 // ：// // ：//************************************************************// ：//***************Start Of MicroController Data****************//

$M 00 000001;NOP

$M 01 007070;CON(INS)->IR,P<1> $M 04 002405;R0->A $M 05 04B201;R0->B $M 30 001404;A加B->RO $M 32 183001;IN->R0 $M 33 280401;R0->OUT $M 35 000035;NOP

;//***************End Of MicroController Data*******************// ②写入微程序用联机软件的“【转存】-【装载数据】”功能将改格式文件装载入试验系统。

③校验位程序。选择联机软件的“【转存】-【刷新指令区】”可独处机器指令和微指令，并在指令区显示，检查是否与表相同 （2）运行微程序：

①连线：将电路按图所示连接起来，自习检查线路无误后接通电源。如果有报警声，说明有竞争现象，应关闭电源，检查连线，直到错误排除

TS1 时序单元 TS2 WR RD 控制总线 IOM IOR IOW IOR IN单元 Cs0 IOW ＯＵＴ单元 Cs1 GND GND 扩展单元 REG单元 R0-B LDR0 T1 ALU_B T2 LDA WR LDB RD IOM S3 。 。 S1 LDIR P<1> SE5 RS_B 。 SE0 LDRi ALU_B LDA LDB S3 . S0 B7…B0 B7….B0 CPU内部总线 LDIR P<1> SE5 SE0 B7…B0 CNO单元 SD27….SD20

本实验采用的是本机运行，运行过程如下：

① 将MC单元的编程开关置为“运行”档，MEM单元的编程开关也置为“运行”档，按动CON单元的CLR按钮，将微地址寄存器清零，同时也将指令寄存器，ALU单元的暂存器A和暂存器B清零

② 将时序单元的状态开关置为“单拍”档，然后按动TS按钮，体会系统在T1和T2节拍中各做的工作。T1节拍微控制器将后续地址打入微地址寄存器，当前微指令打入微指令寄存器，并产生执行部件相应的控制信号，T2节拍根据T1节拍产生的控制信号做出相应的执行动作，如果测试位有效，还要根据指令及单前微地址寄存器中的内容进行译码，使微程序转入相应的微地址入口，实现微程序的分支

③ 按动CON单元的CLR按钮，清零微地址寄存器（MAR）等，并将时序单元的状