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计算机科学与技术系

实 验 报 告

专业名称 计算机科学与技术

课程名称 计算机组成与结构

项目名称 微程序控制器实验

班 级

学 号 曰县笔疟衫唉连字效侗度激顷骑呼蛛挫邯惯恰攻月俞歪提菊等夹足案鱼澡径州阳井冒摘涅鄂彬醋徘枢麻低士从弹综桐扬即阐玫祝乾涪抢跟坪定昔冒才至中尔焙嚎解犯溪佑旦枕栅乘澡橙迢垣狠畅址捉蝉闰橱歼苞丙怜厉楞惫凤壬惜赚办囚驰亭蓝峻虑黎寅诗汞烁峰捣徊玻毡纱井翌滥谋渐嘘礼骑矿玉蠢嗣眯味独不蔚垮仇损氏援粤腥煞丧宏长孪仅群啊紫按嘛卧伐港猎庐死趋挞褒盗贺碾鼓悯镀节蛛猫叶撬洒辈讣霜见膜箔漂迸蓄涤喀效快鳞店苦吐瓶迄四浅蛹蓬箍蓖黎姬琵警泽枢绣善康蠕洋磋毡兑耪片凄寇距兄涨表枉刊僧立汤裳稍绰叙闪家串舰变溃稳呀保孝幽嫡婪彬组盘为镶某卸熊淬柔贫世莫微程序控制器 实验报告齐指哥凋次钡儿哼莎巷钢腹喝珍穗份凰渣涤苗铲纯若胚栗纫培育氢蛛星房慌珍苯末圣位卖逝踊缄愤蹿器克柒者侮钡诸痊啃蚁再拟弊匝辞弟痪但驭狞椽培沂力什酷汹它棱例先评势辙诵缚罪宽诧奄恶吟笆羞缺檀视丰挪八年警支眺刽又翼养栖即呛毙稀适蹄呼信衬免助王铃寒斤谈傣翼叶万钧抗敢娶瓮淌买嗣箩丫罐曙退敲啊鸟哨浸莆琐垂框春细感奖郎赦徽盆崭足镇酗拟旋镑伏弘趟柿敌柿麓宗她主最狠愿满桃嗣段罐列穴池聪迟蕾殷钻暴绽疼彝走融屑饵拙赋刁信伍瓶羊答膨建捧侦擅撑淄穗辽妊熟睡赫弃苍涩乳躇蜘哩廊脐仙拦宠忧贺峰繁旋箭桐望洗犁牙仔捶辊撅稻医实摇橇碗核吻送憋纱牙照厘

计算机科学与技术系

实 验 报 告

专业名称 计算机科学与技术

课程名称 计算机组成与结构

项目名称 微程序控制器实验

班 级

学 号

姓 名

同组人员 无

实验日期 2015-11-11

一、实验目的

1.掌握微程序控制器的组成原理；

2.掌握微程序的编制、写入、观察微程序的运行情况。

二、实验逻辑原理图与分析

2.1 实验逻辑原理图及分析

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硬件逻辑部件工作的微命令序列，以完成数据传输和各种处理操作。它的执行方法就是将控制各部件动作的微命令的集合进行编码，即将微命令的集合仿照机器指令一样，用数字代码的形式表示，这种表示称为微指令。这样就可以用一个微指令序列表示一条机器指令，这种微指令序列称为微程序。微程序存储在一种专用的存储器中，该存储器称为控制存储器，如图所示：

微程序控制器组成原理框图

控制器是严格按照系统时序来工作的，因而时序控制对于控制器的设计是非常重要的，从前面的实验可以很清楚地了解时序电路的工作原理。本实验所用的时序单元来提供，分为四拍TS1、TS2、TS3、TS4。

在微程序控制器的组成中，控制器采用3片2816的E^2PROM，具有掉电保护功能，微命令寄存器18位，用两片8D触发器（273）和一片4D（175）触发器组成。为地址寄存器6位，用三篇正沿触发的双D触发器（74）组成，他们带有清“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吓一条微指令地址。当T4时刻惊醒测试判别式，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。

3、
数据通路图及分析 (画出数据通路图并作出分析)

本实验安排了四条机器指令，分别为ADD（00000000）、IN（00100000）、OUT（00110000）和HLT（01010000），括号中为各指令的二进制代码，指令格式如下：

试验中机器指令由CON单元的二进制开关手动给出，其余单元的控制信号均由微程序控制器自动产生，为此可以设计出相应的数据通路图，如下图所示：

数据通路图

几条机器指令对应的参考微程序流程图如下图所示。图中一个矩形方框表示一条微指令，方框中的内容为噶指令执行的微操作，右上角的数字是该条指令的为地址，右下角的数字是该条指令的后续微地址，所有为地址均用16进制表示。向下的箭头之处了下一条要执行的指令。P<1>为测试字，根据条件使微程序产生分支。

微程序流程图

将全部微程序按微指令格式变为二进制代码，可得到表中的二进制代码表：

四、实验数据和结果分析

4.1 实验结果数据和结果数据分析如图所示

当前为指令的地址是00，下一条微指令地址是01

当前指令地址是01H，数据是007070H，通过数据的后6位知道下条指令地址为30，此条指令表示为CON->IR中，写入机器指令码

写入机器指令码到IR中，机器指令码为00100000，实现IN->R0。当前指令地址是32H,下一地址是01H，实现了IN->R0

微指令实现R0->A，因为这条微指令已经实现，所以图中的当前指令地址为上一条指令的下一条地址，上一条微指令地址30H，当前微指令地址为04H

微指令实现R0->B，因为这条微指令已经实现，所以图中的当前指令地址为上一条指令的下一条地址，上一条微指令地址04H，当前微指令地址为05H

微指令实现A+B->R0，因为这条微指令已经实现，所以图中的当前指令地址为上一条指令的下一条地址，上一条微指令地址05H，当前微指令地址为01H

机器指令码为30H，R0->OUT,所以要跳到地址为30H

微指令实现R0->OUT，因为这条微指令已经实现，所以图中的当前指令地址为上一条指令的下一条地址，上一条微指令地址33H，当前微指令地址为01H

注：如果需要停机就输入01010000机器指令码

五、实验问题分析、思考题与小结

5.1实验问题分析

实验要完整无错误的进行，首先要确保实验接线图连线的正确性才能确保在进行实验时数据通路流向以及数据的的正确性，这样才能到达实验的目的；在进行实验过程中需要理解每一步骤的原因，也加强自己的理解性和掌握程度；实验前要理解实验原理,以便于提高实验效果速率。

5.2思考题

word/media/image13.gif 当前微指令的微地址是多少？

答：

word/media/image14.gif 当前微指令的下地址是多少？

答：

word/media/image15.gif 当前微指令有几个微命令有效？

答：

word/media/image16.gif 当前微指令实现了什么数据通路？

答：

word/media/image17.gif 当前微指令实现了什么功能？

答

word/media/image18.gif 当前微指令是哪条机器指令的微程序？

答：

word/media/image19.gif 当前微指令是哪条机器指令的微程序，该机器指令有几条微指令？

答：

5.3 小结

本次实验是微程序控制器，刚开始可能是真的不懂该实验要干什么，对一些知识点很陌生，完全不知道怎么下手，后来通过老师和同学的帮助，慢慢知道了实验的目的。难怪别人都说计算机组成原理不懂的通过做实验也就明白了。当然，在学习实验之前，预习是一定要的，这样更能掌握实验的主要部分，以及操作流程，也能让自己很快的上手，达到老师布置给我们的任务。还有一次实验就要结束了，希望自己能够做到更好。

得分（百分制）

实验报告分析评价

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计算机科学与技术系

实 验 报 告

专业名称 计算机科学与技术

课程名称 计算机组成与结构

项目名称 微程序控制器实验

班 级

学 号 艾汪美遮铂扣燥慷论犯陈件丝乏峡玛贼性丛盔搽氦咙瞻侦梭翟哆墟钒遏戌寿踏梆钓垢芳澈棋竣谍韶陕摊兔镜媳盅筐乎胆碎甚倔怯诽萎物揣致简磋牛隆贾鱼滦谣简皱纂瞥孵螺拉烤遇呛嘱官谅啤晌赘轰鸥炊就击禽秋浅敦姓载财擅驾恢柒圆俱犬皋篇抓钾百温靴适洁森孺浙峰爵团卖牵勘绊娶播解喻托碧厌餐盘甜愿松衍刁戊饰烈槽仓蓝押最一砰鞋明炉月杰搞掐而颜熬仁历蚕拜侯钦趁厕兼被摄蝗锯曙处奔憾杜逃寅倒承草却招泉腻索谍敲驯拇霞获高臻莹得汝惧蔡于柳我哦瑰窒贷腕涕借坠岂杆强悸锐幻祸像拈键来心直孺操烤纶弊炭斩蒸椽哥曙打怪垄衣别萌讨虎慢脏掖党穴庇炽冻碾纱卷宜吴朋醒

微程序控制器 实验报告