計算機組成原理課程設(shè)計--微程序控制器的設(shè)計

1、<p><b>　　計算機組成原理</b></p><p><b>　　課</b></p><p><b>　　程</b></p><p><b>　　設(shè)</b></p><p><b>　　計</b></p>

2、<p><b>　　報</b></p><p><b>　　告</b></p><p><b>　　微程序控制器的設(shè)計</b></p><p><b>　　一、設(shè)計思路</b></p><p>　　按照要求設(shè)計指令系統(tǒng)，該指令系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)傳

3、送，進行加、減運算和無條件轉(zhuǎn)移，具有累加器尋址、寄存器尋址、寄存器間接尋址、存儲器直接尋址、立即數(shù)尋址等五種尋址方式。從而可以想到如下指令：</p><p>　?。ǎ保?4位控制位分別介紹如下：</p><p>　　XRD ： 外部設(shè)備讀信號，當(dāng)給出了外設(shè)的地址后，輸出此信號，從指定外設(shè)讀數(shù)據(jù)。</p><p>　　EMWR： 程序存儲器EM寫信號。</p&g

4、t;<p>　　EMRD： 程序存儲器EM讀信號。</p><p>　　PCOE： 將程序計數(shù)器PC的值送到地址總線ABUS上。</p><p>　　EMEN： 將程序存儲器EM與數(shù)據(jù)總線DBUS接通，由EMWR和EMRD決定是將DBUS數(shù)據(jù)寫到EM中，還是從EM讀出數(shù)據(jù)送到DBUS。</p><p>　　IREN： 將程序存儲器EM讀出的數(shù)據(jù)打入指令

5、寄存器IR和微指令計數(shù)器uPC。</p><p>　　EINT： 中斷返回時清除中斷響應(yīng)和中斷請求標(biāo)志，便于下次中斷。</p><p>　　ELP： PC打入允許，與指令寄存器的IR3、IR2位結(jié)合，控制程序跳轉(zhuǎn)。</p><p>　　MAREN：將數(shù)據(jù)總線DBUS上數(shù)據(jù)打入地址寄存器MAR。</p><p>　　MAROE：將地址寄存器M

6、AR的值送到地址總線ABUS上。</p><p>　　OUTEN：將數(shù)據(jù)總線DBUS上數(shù)據(jù)送到輸出端口寄存器OUT里。</p><p>　　STEN： 將數(shù)據(jù)總線DBUS上數(shù)據(jù)存入堆棧寄存器ST中。</p><p>　　RRD： 讀寄存器組R0-R3，寄存器R?的選擇由指令的最低兩位決定。</p><p>　　RWR： 寫寄存器組R0-R

7、3，寄存器R?的選擇由指令的最低兩位決定。</p><p>　　CN： 決定運算器是否帶進位移位，CN=1帶進位，CN=0不帶進位。</p><p>　　FEN： 將標(biāo)志位存入ALU內(nèi)部的標(biāo)志寄存器。</p><p>　　X2： X2、X1、X0三位組合來譯碼選擇將數(shù)據(jù)送到DBUS上的寄存器。</p><p>　　X1： 見16

8、頁表。</p><p><b>　　X0：</b></p><p>　　WEN： 將數(shù)據(jù)總線DBUS的值打入工作寄存器W中。</p><p>　　AEN： 將數(shù)據(jù)總線DBUS的值打入累加器A中。</p><p>　　S2： S2、S1、S0三位組合決定ALU做何種運算。</p><p>　　本

9、實驗還需用到的五條機器指令：IN（輸入）、ADD（二進制加法）、STA（存數(shù)）、OUT（輸出）、JMP（無條件轉(zhuǎn)移），其指令格式如下：</p><p>　　助記符 機器指令碼 說明</p><p>　　IN 0000 0000 “INPUT DEVICE”中的開關(guān)狀態(tài)R0</p><p&

10、gt;　　ADD addr 0001 0000 ×××× R0+[addr] R0</p><p>　　STA addr 0010 0000 ×××× R0 [addr]</p><p>　　OUT addr 0011 0000 ××&

11、#215;× [addr] BUS</p><p>　　JMP addr 0100 0000 ×××× addrPC</p><p>　　其中IN為單字長（8位），其余為雙字長指令，××××××××為addr對應(yīng)的二進制地址碼。</

12、p><p>　　為了向RAM寫入、讀出機器指令，并能啟動程序執(zhí)行，還須設(shè)計三個控制臺操作微程序。</p><p>　　存儲器讀（KRD）：撥動總清開關(guān)CLR后，控制臺開關(guān)SWB、SWA為“0 0”時，按START微動開關(guān)，可對RAM連續(xù)手動讀操作。</p><p>　　存儲器寫（KWE）：撥動總清開關(guān)CLR后，控制臺開關(guān)SWB、SWA為“0 1”時，按START微動開關(guān)

13、，可對RAM連續(xù)手動寫操作。</p><p>　　啟動程序（RP）：撥動總清開關(guān)CLR后，控制臺開關(guān)SWB、SWA為“1 1”時，按START微動開關(guān)，即可轉(zhuǎn)入到第01號“取址”微指令，啟動程序運行。</p><p>　　上述三條控制臺指令用兩個開關(guān)SWB、SWA的狀態(tài)來設(shè)置，其定義如下：</p><p>　?。ǘ┰趯嶒炛惺褂玫哪Ｐ蜋C的微指令格式如下表給定，長度共

14、24位。</p><p>　　其中最后六位uA0~uA5 為6位的下一條微指令的地址, 前面幾位為直接控制字段，直接與相應(yīng)的控制門連接，A,B,C為3個譯碼字段,分別由三個控制位譯碼出多位。其含義如下:</p><p><b>　　控制位含義</b></p><p>　　微程序控制器的結(jié)構(gòu)與微指令的格式密切相關(guān)。</p><

15、p>　　微程序控制器由控制存儲器、微地址寄存器、微命令寄存器和地址轉(zhuǎn)移邏輯幾部分組成。微地址寄存器和微命令寄存器兩者的總長度即為一條微指令的長度，二者合在一起稱為微指令寄存器。</p><p>　　●控制存儲器（ROM）</p><p>　　ROM中存放微程序，也就是全部的微指令。ROM的容量取決于微指令的總數(shù)。假如控制器需要128條微指令，則微地址寄存器長度為7位。ROM的字長取決

16、于微指令長度。如果微指令為32位，則ROM的字長就是32位。實際應(yīng)用中ROM可采用EPROM或E2PROM、EAROM，用戶寫入和修改微程序比較方便。</p><p><b>　　●微命令寄存器</b></p><p>　　微命令寄存器暫存由控制存儲器中讀出的當(dāng)前微指令中控制字段與測試判別字段信息，可由8D寄存器組成。</p><p><

17、b>　　●微地址寄存器</b></p><p>　　微地址寄存器暫存由控制存儲器讀出的當(dāng)前微指令的下址字段信息。它可由帶RD、SD強置端的D觸發(fā)器組成。其中時鐘端和D端配合用做ROM的讀出打入，用SD進行下址修改。</p><p><b>　　●地址轉(zhuǎn)移邏輯</b></p><p>　　微指令由ROM讀出后直接給出下一條微指令

18、的地址，這個地址就放在微地址寄存器中。當(dāng)微程序出現(xiàn)分支時通過地址轉(zhuǎn)移邏輯去修改微地址寄存器內(nèi)容，并按修改好的微地址讀出下條微指令。地址轉(zhuǎn)移邏輯是一個組合邏輯電路，其輸入是當(dāng)前微指令的判別測試字段Pi、執(zhí)行部件反饋的“狀態(tài)條件”及時間因素T4。</p><p><b>　　●控制時序信號</b></p><p>　　上圖中標(biāo)明了一個基本機器周期中的控制時序信號。例如用上

19、一周期的T4時間按微地址寄存器內(nèi)容從ROM中讀一條微指令，經(jīng)過一段時間后被讀出，用當(dāng)前周期的T1時間打入到微指令寄存器。T2、T3時間用來控制執(zhí)行部件進行操作。T4時間修改微地址寄存器內(nèi)容并讀出下一條微指令。</p><p><b>　　二、設(shè)計步驟：</b></p><p>　　(一)、擬訂指令系統(tǒng)</p><p>　　指令系統(tǒng)是設(shè)計計算機的

20、依據(jù) ，擬訂指令系統(tǒng)將涉及基本字長、指令格式、指令種類、尋址方式等內(nèi)容。</p><p><b>　　基本字長：</b></p><p>　　程序設(shè)計平臺中配置的存儲器容量為256*8，可知道基本字長定為8位。</p><p><b>　　指令格式：</b></p><p>　　指令格式可有單字長和

21、雙字長指令兩種，在雙字長格式中，第二字節(jié)一般定義為操作數(shù)或操作數(shù)地址。</p><p><b>　　指令格式為：</b></p><p><b>　　指令類型：</b></p><p>　　模型機有單操作數(shù)指令、雙操作數(shù)指令和無操作數(shù)指令。</p><p>　　操作碼OP共四位，最多可定義16條指令

22、。</p><p>　　數(shù)據(jù)的傳送單位為8位</p><p>　　數(shù)據(jù)的傳送范圍R—>R R—>RAM RAM—>R</p><p><b>　　尋址方式：</b></p><p>　　由于指令較短，操作數(shù)字段僅兩位，為了簡化硬件設(shè)計，將操作數(shù)字段和目的操作數(shù)字段的尋址定義為不同的含義。</p&g

23、t;<p>　　源操作數(shù)字段尋址方式 目的操作數(shù)尋址方式</p><p>　　00 R0 00 R1</p><p>　　01 （R0） 01 （R1）</p><p>　　10 I 10 I</p&

24、gt;<p>　　11 D 11 D</p><p>　　Ri表示操作數(shù)就在寄存器中</p><p>　　（Ri）表示操作數(shù)地址在寄存器中</p><p>　　I指令的第二個字節(jié)為操作數(shù)或稱立即尋址</p><p>　?。―）指令的第二個字節(jié)為操作數(shù)的地址</p>

25、<p>　　源操作數(shù)使用R0尋址</p><p><b>　　目的操作數(shù)R1尋址</b></p><p>　　(二)、確定總體結(jié)構(gòu)</p><p>　　根據(jù)要求設(shè)計數(shù)據(jù)通路框圖：</p><p><b>　　2.1流程圖</b></p><p>　　圖2-2 微程

26、序流程圖</p><p>　　當(dāng)擬定“取指”微指令時，該微指令的判別測試字段為P（1）測試。由于“取指”微指令是所有微指令都使用的公用微指令，因此P（1）的測試結(jié)果會出現(xiàn)多路分支。我們使用指令寄存器的前4位（IR7－IR4）作為測試條件，出現(xiàn)5路分支，占用5個固定微地址單元。</p><p>　　控制臺命令的微程序流程，01為取指令微指令的地址：</p><p>　

27、　圖2-3 控制臺流程圖</p><p>　　控制臺操作作為P（4）測試，它以控制開關(guān)SWB，SWA作為測試條件，出現(xiàn)了3路分支，占用3個固定微地址單元。當(dāng)分支微地址單元固定后，剩下的其他地方就可以一條微指令占用控存一個微地址單元隨意填寫。</p><p><b>　　2.2微代碼表</b></p><p>　　當(dāng)全部微程序設(shè)計完畢后，將每條微

28、指令代碼化，把流程圖按微指令格式轉(zhuǎn)化成“二進制微代碼表”，如下：</p><p>　　表2-5 二進制微代碼表</p><p><b>　　2.3確定連線圖</b></p><p>　　根據(jù)各部件的功能，確定好電路各個芯片的連接，如下：</p><p><b>　　各部件功能：</b></p&

29、gt;<p>　　指令寄存器（IR）：指令寄存器用來保存當(dāng)前正在執(zhí)行的一條指令。當(dāng)執(zhí)行一行指令時。先把它從內(nèi)存取到緩沖寄存器中，然后在傳至指令寄存器。指令劃分為操作碼和地址碼字段，由二進制數(shù)構(gòu)成，執(zhí)行任何給定的指令，必須對操作碼進行測試[P（1）]，通過節(jié)拍脈沖T4的控制以便識別所要求的操作。</p><p>　　指令譯碼器（ID）：根據(jù)指令中的操作碼譯碼強制微控器單元的微地址，使下一條微指令指向相

30、應(yīng)的微程序首地址。</p><p>　　輸入設(shè)備（INPUT DEVTICE）：是一種二進制代碼開關(guān)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入。輸入時，二進制開關(guān)數(shù)據(jù)直接經(jīng)過三態(tài)門送到總線上，只要開關(guān)狀態(tài)不變，輸入的信息也不變。</p><p>　　輸出設(shè)備（OUTPUT DEVICE）：是一種數(shù)碼塊，完成數(shù)據(jù)輸出。輸出時，匠輸出數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)總線上，當(dāng)寫信號（W/R）有效時，將數(shù)據(jù)打入輸出鎖存器，驅(qū)動數(shù)據(jù)塊顯示。&l

31、t;/p><p><b>　　（三）設(shè)置情況</b></p><p><b>　　1、寄存器的設(shè)置：</b></p><p>　　R0,R1為通用寄存器，8位。</p><p>　　IR為指令寄存器，8位。</p><p>　　PC程序寄存器，8位。</p><

32、;p>　　MAR為地址寄存器，8位。</p><p><b>　　2、加法器的設(shè)置：</b></p><p>　　采用8位帶串行進位并行加法器。</p><p><b>　　3、選擇器的設(shè)置：</b></p><p>　　連入A選擇器的數(shù)據(jù)來源是RAM的讀出數(shù)據(jù)和R0寄存器的數(shù)據(jù)。連入B選擇器

33、的數(shù)據(jù)來源是PC的數(shù)據(jù)和R1的數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　4、數(shù)據(jù)通路：</b></p><p>　　數(shù)據(jù)通路的設(shè)計，在總體結(jié)構(gòu)中是最重要的一個問題，模型機的數(shù)據(jù)通路是以總線為基礎(chǔ)，以CPU為核心的。</p><p><b>　　信息的傳送路徑：</b></p><p><b>　

34、　取指令</b></p><p>　　MA CPIR</p><p>　　RAM—>選擇器A—>Σ—>BUS—>IR</p><p><b>　　送指令地址</b></p><p>　　PB CPMAR</p&g

35、t;<p>　　PC—>選擇器B—>Σ—>BUS—>MAR</p><p><b>　　指令計數(shù)器+1</b></p><p>　　PB C0 CPPC</p><p>　　PC—>選擇器B—>Σ—>BUS—>PC</p><p>

36、;<b>　　R0—>R1</b></p><p>　　RA CRR1</p><p>　　R0—>選擇器A—>Σ—>BUS—>R1</p><p><b>　　R1—>RAM</b></p><p>　　RB

37、 WR</p><p>　　R1—>選擇器B—>Σ—>BUS—>RAM</p><p><b>　　(四)邏輯設(shè)計：</b></p><p>　　總體結(jié)構(gòu)設(shè)計之后，便開始總體結(jié)構(gòu)中各部件的邏輯設(shè)計和部件之間的連接。</p><p>　　1、加法器的邏輯設(shè)計：</p>

38、<p>　　如附圖2所示，模型機中的加法器是由八個一位全加器構(gòu)成，全加器之間采用簡單的串行進位。全加器邏輯原理如附圖3所示：附圖3如下</p><p><b>　　2、選擇器的設(shè)計：</b></p><p>　　選擇器A和選擇器B的結(jié)構(gòu)形式一樣，如附圖4所示，在控制電位EN0和EN1的控制下，分別選擇R0的或R1的數(shù)據(jù)通過選擇器，進入加法器。EN0和EN1是

39、互斥的，高電平有效。</p><p><b>　　3、寄存器的設(shè)計：</b></p><p><b>　　不帶復(fù)位的寄存器：</b></p><p>　　結(jié)構(gòu)中R0，R1通用寄存器，可存入操作數(shù)或結(jié)果、中間結(jié)果，每個寄存器均由8個D觸發(fā)器構(gòu)成。在CPRi的作用下接收總線的數(shù)據(jù)送入寄存器，輸出連入選擇器。結(jié)構(gòu)如附圖5所示。指

40、令寄存器IR其結(jié)構(gòu)同通用寄存器。</p><p><b>　　帶復(fù)位的寄存器：</b></p><p>　　結(jié)構(gòu)中MAR地址寄存器是一個帶復(fù)位的寄存器，帶復(fù)位是指當(dāng)有復(fù)位信號時，MAR清零。邏輯圖如附圖6所示。</p><p><b>　　程序計數(shù)器的設(shè)計：</b></p><p>　　程序計數(shù)器結(jié)

41、構(gòu)如附圖6所示。PC加1是通過加法器實現(xiàn)的。</p><p>　　復(fù)位信號RET的作用是有復(fù)位信號時，計數(shù)器PC清零。</p><p><b>　　部件之間的連接：</b></p><p>　　由系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可看出，部位之間的連接是采用以CPU為中心的總線連接方式。加法器的輸出通過總線BUS連接到所有寄存器和存儲器的輸入端，除指令寄存器IR和地址寄

42、存器MAR的輸出端外，其他部件的輸出端分別送入選擇器A和選擇器B。</p><p>　　連線圖如附圖1所示。</p><p>　　(五)、確定控制方式</p><p>　　控制命令是確定信息的流向，不同的數(shù)據(jù)通路需要不同的控制指令。即組合邏輯方式和微程序方式，模型機采用微程序方式。微程序的執(zhí)行方式采用增量、垂直方式。</p><p>　　1、

43、微程序控制器的結(jié)構(gòu)：</p><p>　　微程序控制器的部件由設(shè)計平臺提供。</p><p>　　2、微程序控制器的時序：</p><p>　　微程序控制器的時序如圖所示：</p><p><b>　　P</b></p><p><b>　　P’</b></p>

44、<p>　　P脈沖的低電平用做控制存儲器讀命令µRD</p><p>　　P脈沖的上升邊沿將讀出的微指令µIR</p><p>　　負(fù)脈沖P的上升邊沿將形成的后繼地址送微程序計數(shù)器µPC，同時將運算結(jié)果（總線的數(shù)據(jù)）送指定的寄存器。</p><p><b>　　3、微指令格式：</b></p>

45、;<p>　　微指令格式由三部分組成，既微指令字段定義，微命令形成邏輯和后繼微地址產(chǎn)生邏輯。</p><p>　　后繼微地址產(chǎn)生邏輯：</p><p>　　為簡單起見只選三種后繼微地址生成方式即增量方式、無條件轉(zhuǎn)移方式、按操作碼轉(zhuǎn)移方式。</p><p>　　當(dāng)EN=1時，微程序計數(shù)執(zhí)行加1操作</p><p>　　當(dāng)EN=0且

46、JP=1時，無條件轉(zhuǎn)移</p><p>　　當(dāng)EN=0且QJP=1時，按操作碼轉(zhuǎn)移</p><p><b>　　4、 微程序編寫：</b></p><p><b>　?。?）程序</b></p><p>　　MOV1 05#,R0</p><p>　　MOV2 01#,R1&

47、lt;/p><p><b>　　ADD R0,R1</b></p><p>　　MOV3 R1,(R0)</p><p>　?。?）操作碼二進制代碼</p><p><b>　　MOV1:0001</b></p><p><b>　　MOV2:0010</b>

48、;</p><p><b>　　ADD:0011</b></p><p><b>　　MOV3:0100</b></p><p>　?。?）微程序入口（16進制代碼）</p><p><b>　　取指令入口:00H</b></p><p>　　MOV1入

49、口:10H</p><p>　　MOV2入口:20H</p><p><b>　　ADD入口:30H</b></p><p>　　MOV3入口:40H</p><p>　?。?）指令執(zhí)行流程圖：</p><p><b>　　指令流程：</b></p><p

50、><b>　　00 </b></p><p><b>　　RAMIR</b></p><p><b>　　PC+1PC</b></p><p>　　10 20 30 40</p>

51、<p>　　PC MAR PC MAR R0+R1 R1 R0 MAR</p><p>　　PC+1 PC PC+1 PC PC MAR R1 RAM</p><p>　　RAM R0 RAM

52、 R1 JP PC MAR</p><p>　　PC MAR PC MAR JP</p><p>　　JP JP </p><p><b>　　(5)編制微程

53、序</b></p><p>　　根據(jù)指令流程跟微指令格式開始編制微程序。</p><p>　　二-四譯碼器邏輯原理如附圖3所示。</p><p>　　三-八譯碼器邏輯原理如附圖8所示。</p><p>　　全部微程序如表1所示。</p><p><b>　　(六)分調(diào)</b></

54、p><p><b>　　將模式開關(guān)至于分調(diào)</b></p><p><b>　　1、偉福系統(tǒng)</b></p><p>　　平臺上的所有開關(guān)和發(fā)光二極管均隨意編制用做數(shù)據(jù)輸入和狀態(tài)顯示</p><p><b>　　典型部件如下：</b></p><p><

55、;b>　　選擇器A</b></p><p>　　帶復(fù)位的寄存器MAR</p><p>　　不帶復(fù)位的寄存器R0</p><p><b>　　程序計數(shù)器PC</b></p><p>　　在部件設(shè)計無錯、連線無錯、1032E的管腳定義無錯時可生成下載文件下載到1032E中。</p><p

56、><b>　　2、單片機系統(tǒng)</b></p><p>　　微程序經(jīng)過檢查無誤后，將模式開關(guān)至分調(diào)后通過鍵盤寫入響應(yīng)的單元中。</p><p><b>　　(七)統(tǒng)調(diào)</b></p><p>　　將模式開關(guān)置于統(tǒng)調(diào)，此時平臺上的開關(guān)及發(fā)光二極管的設(shè)置情況如下：</p><p>　　開關(guān)K15--

57、K0無效，不可編程使用</p><p>　　L15--L0用于顯示IR15--IR0的狀態(tài)，不能作他用</p><p>　　LED15--LED8用于顯示從存儲器讀出的內(nèi)容和數(shù)據(jù)總線BUS的內(nèi)容不能再作他用</p><p>　　LED7--LED0可編程到任意觀測點，以顯示系統(tǒng)運行的狀態(tài)</p><p>　　（1）按復(fù)位健RET</p

58、><p>　　使MAR清洗、指令計數(shù)器清洗，保證從存儲器0號單元取指令。</p><p>　　使微程序計數(shù)器PC清洗，保證從而2#ROM，1# ROM的0#單元取指令微程序的第一條微指令。</p><p><b>　?。?）執(zhí)行微程序</b></p><p>　　按復(fù)位健后，PC、MAR為0 </p><

59、;p>　　0號單元的內(nèi)容是一條指令，指令代碼讀出后，在MA的作用下，進入加法器至總線。此時，總線上的內(nèi)容點亮LED15-8，查看是否正確。</p><p>　　注意的是：在沒有按下次脈沖鍵前，數(shù)據(jù)通路的內(nèi)容一直不變。</p><p>　　按一次脈沖鍵又產(chǎn)生一負(fù)脈沖。該負(fù)脈沖反相后的上升沿產(chǎn)生CPIR，將上條微指令讀出的指令代碼送IR，同時上升沿還將PC+1。該負(fù)脈沖的低電平用以讀出P

60、C指示的第二條微指令。</p><p>　　這樣一一取出微指令并執(zhí)行微指令就會讀出并執(zhí)行存放在MAR中的程序。</p><p><b>　　三、測試流程與結(jié)果</b></p><p><b>　　3.1連接線路</b></p><p>　　按照圖用排線連接好電路</p><p&g

61、t;<b>　　3.2寫程序</b></p><p><b>　　方法一：手動寫入</b></p><p>　　先將機器指令對應(yīng)的微代碼正確的寫入2816中。使用控制臺KWE和KRD微程序進行機器指令程序的裝入和檢查。</p><p>　　A．使編程開關(guān)處于“RUN”,STEP為“STEP”狀態(tài)，STOP為“RUN”狀態(tài)。

62、</p><p>　　B．撥動總清開關(guān)CLR（0→1），微地址寄存器清零，程序計數(shù)器清零。然后使控制臺SWB、SWA開關(guān)置為“01”，按動一次啟動開關(guān)START，微地址顯示指示燈顯示“010001”，再按動一次START，微地址燈顯示“010100”，此時數(shù)據(jù)開關(guān)的內(nèi)容置為要寫入的機器指令，按動兩次START鍵后，完成該條指令的寫入。</p><p>　　C．寫完程序后須進行校驗。撥動總清

63、開關(guān)CLR（0→1）后，微地址清零。PC程序計數(shù)器清零，然后使控制臺開關(guān)SWB、SWA為“00”，按動啟動START，微地址燈將顯示“010000”，再按START，微地址燈顯示為“010010”，第三次按START，微地址燈顯示為“010111”，再按START后，此時輸出單元的數(shù)碼管顯示為該首地址中的內(nèi)容。不斷按動START，以后每個循環(huán)PC會自動加1，可檢查后續(xù)單元內(nèi)容。每次在微地址燈顯示為“010000”時，是將當(dāng)前地址中的機器

64、指令寫入到輸出設(shè)備中顯示。</p><p>　　方法二：聯(lián)機讀/寫程序</p><p>　　按照規(guī)定格式，將機器指令及微指令二進制表編輯成十六進制的如下格式文件。微指令中的微代碼為24位微代碼按從左到右分成3個8位，將此3個8位二進制代碼化為相應(yīng)的十六進制數(shù)即可。并將該格式文件用聯(lián)機軟件的傳輸文件功能傳入實驗系統(tǒng)。</p><p><b>　　機器指令格式

65、說明：</b></p><p><b>　　$PXX YY</b></p><p><b>　　XX 十六進制地址</b></p><p><b>　　YY 機器指令代碼</b></p><p><b>　　程序：</b></p>

66、<p><b>　　$P4000</b></p><p><b>　　$P4110</b></p><p><b>　　$P420A</b></p><p><b>　　$P4320</b></p><p><b>　　$P440B&

67、lt;/b></p><p><b>　　$P4530</b></p><p><b>　　$P460B</b></p><p><b>　　$P4740</b></p><p><b>　　$P4800</b></p><p&g

68、t;<b>　　$P4A01</b></p><p><b>　　微指令格式說明：</b></p><p>　　$M XX YYYYYY</p><p><b>　　XX 十六進制地址</b></p><p>　　YYYYYY 微指令代碼</p><p>

69、;<b>　　微程序：</b></p><p>　　$M00018110</p><p>　　$M0101ED82</p><p>　　$M0200C048</p><p>　　$M0300E004</p><p>　　$M0400B005</p><p>　　$M0501

70、A206</p><p>　　$M06959A01</p><p>　　$M0700E00D</p><p>　　$M08001001</p><p>　　$M0901ED83</p><p>　　$M0A01ED87</p><p>　　$M0B01ED8E</p><p&

71、gt;　　$M0C01Ed96</p><p>　　$M0D028201</p><p>　　$M0E00E00F</p><p>　　$M0F00A015</p><p>　　$M1001ED92</p><p>　　$M1101Ed94</p><p>　　$M1200A017</p&

72、gt;<p>　　$M13018001</p><p>　　$M14002018</p><p>　　$M15070A01</p><p>　　$M1600D181</p><p>　　$M17070A10</p><p>　　$M18068A11</p><p><b>

73、;　　3.3運行程序</b></p><p><b>　　單步運行程序：</b></p><p>　　A．使編程開關(guān)處于“RUN”狀態(tài)，STEP為“STEP”狀態(tài)，STOP為“RUN”狀態(tài)。</p><p>　　B．撥動總清開關(guān)CLR（0－>1），微地址清零，程序計數(shù)器清零。程序首址為00H。</p><p

74、>　　C．單步運行一條微指令，每按動一次START鍵，即單步運行一條微指令。對照微指令流程圖，觀察微地址顯示燈是否和流程一致。</p><p>　　D．單步運行結(jié)束后，檢查存數(shù)單元(0BH)中的結(jié)果是否和理論值一致。</p><p><b>　　連續(xù)運行程序：</b></p><p>　　使“STATE UNIT”中的STEP開關(guān)置為“E

75、CEX”狀態(tài)。STOP開關(guān)置為“RUN”狀態(tài)</p><p>　　撥動CLR開關(guān)，清微地址及程序計數(shù)器，然后撥動START,系統(tǒng)連續(xù)運行程序，稍后將STOP撥至“STOP”時，系統(tǒng)停機。</p><p>　　停機后，檢查存數(shù)單元（0BH）結(jié)果是否正確。</p><p><b>　　3.4 測試驗證</b></p><p>

76、;　　此次測試驗證的內(nèi)容為FEH</p><p>　　驗證程序的內(nèi)存映象(裝入起始地址00H)如下：</p><p>　　表3-1 驗證程序內(nèi)存映象</p><p>　　INPUT DEVICE中輸入為00000001時，在地址00001011單元上顯示內(nèi)容00000002，并顯示02。單步運行是滿足微程序流程圖的運行順序。</p><p>

77、<b>　　四、心得體會：</b></p><p>　　本次課程設(shè)計我們要設(shè)計一臺微程序控制的模型機,以對計算機能有一個整機的概念,完成對計算機組成原理這門課程的綜合應(yīng)用,達到學(xué)習(xí)本書的作用.作為一個計算機系學(xué)生這是必需掌握的。使我們對數(shù)據(jù)選擇器、移位器、加法器、運算器、存儲器和微程序控制器，有了非常透徹的認(rèn)識。</p><p>　　由于計算機設(shè)計的部件較多、結(jié)構(gòu)原理

78、較復(fù)雜，對于我們這樣的初設(shè)計者來說感到無從下手，所以我們在整個過程中采取由淺入深，由簡單到復(fù)雜的放法，通過這次設(shè)計，使我們能清楚的了解計算機的基本組成、基本原理和設(shè)計步驟、設(shè)計思路和調(diào)試步驟，最終能清晰的建立起整機概念，為獨立完成計算機設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。</p><p>　　課程設(shè)計結(jié)束了，從中我們也學(xué)到了不少知識.雖然計算機組成原理的課程設(shè)計與學(xué)習(xí)已經(jīng)結(jié)束,可我們學(xué)習(xí)之路并沒有結(jié)束,我們會繼續(xù)努力學(xué)習(xí)其相關(guān)的知識

79、,以適應(yīng)社會的發(fā)展與需要.這樣才能真正成為一名合格的大學(xué)生.</p><p>　　在此次的設(shè)計中，感謝老師對我們的幫助和指導(dǎo)。過程還不夠完善，希望老師繼續(xù)指導(dǎo)。</p><p><b>　　附圖：</b></p><p>　　附圖2八位串行進位加法器</p><p><b>　　附圖4選擇器邏輯圖</b&

80、gt;</p><p>　　附圖5不帶復(fù)位的八位寄存器邏輯圖 附圖6帶復(fù)位的八位寄存器邏輯圖</p><p>　　附圖7后繼微地址形成邏輯圖</p><p>　　附圖8 3-8譯碼器邏輯圖</p><p>　　附圖9微指令計數(shù)器邏輯圖</p><p>　　附圖10 三位二進制計數(shù)器(COUNT8底層圖)