计算机组织与结构实验46100410179孟红波.docx
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计算机组织与结构实验46100410179孟红波
计算机组成与结构实验报告
----（4）微程序计数器uPC实验和存储器EM实验
学生姓名：
孟红波学号：
6100410179专业班级：
计算机（卓越）101班
一、微程序计数器uPC实验
实验要求：
利用COP2000实验仪上的K16..K23开关做为DBUS的数据，其它开关做为控制信号，实现微程序计数器uPC的写入和加1功能。
实验目的：
1、了解模型机中微程序的基本概念。
2、了解uPC的结构、工作原理及其控制方法。
实验说明：
74HC161是一片带预置的4位二进制记数器。
功能如下：
当RST=0时，记数器被清0
当IREN=0时，在CK的上升沿，预置数据被打入记数器
当IREN=1时，在CK的上升沿，记数器加一
TC为进位，当记数到F（1111）时，TC=1
CEP，CET为记数使能，当CEP，CET=1时，记数器工作，CEP，CET=0时，记数器保持原记数值
uPC原理图
uPC工作波形图
在COP2000中，指令IBUS[7:
0]的高六位被接到uPC预置的高六位，uPC预置的低两位被置为0。
一条指令最多可有四条微指令。
连接线表
连接
信号孔
接入孔
作用
有效电平
1
J2座
J3座
将K23-K16接入DBUS[7:
0]
2
IREN
K0
预置uPC
低电平有效
3
EMEN
K1
EM存储器工作使能
低电平有效
4
EMWR
K2
EM存储器写使能
低电平有效
5
EMRD
K3
EM存储器读使能
低电平有效
6
IRCK
CLOCK
uPC工作脉冲
上升沿打入
实验1：
uPC加一实验
置控制信号为：
K3（EMRD）
K2（EMWR）
K1（EMEN）
K0（IREN）
1
1
1
1
按一次CLOCK脉冲键，CLOCK产生一个上升沿，数据uPC被加一。
实验2：
uPC打入实验
二进制开关K23-K16用于DBUS[7:
0]的数据输入，置数据55H
K23
K22
K21
K20
K19
K18
K17
K16
0
1
0
1
0
1
0
1
寄存器EM中显示为55H。
置控制信号为：
K3（EMRD）
K2（EMWR）
K1（EMEN）
K0（IREN）
1
0
0
0
当EMWR，EMEN=0时，数据总线（DBUS）上的数据被送到指令总线（IBUS）上。
按住CLOCK脉冲键，CLOCK由高变低，这时寄存器uPC的黄色预置指示灯亮，表明uPC被预置。
放开CLOCK键，CLOCK由低变高，产生一个上升沿，数据55H被写入uPC寄存器IR中。
实验小结：
实验稍显简单，按步骤基本没什么问题，经过整理很快将实验弄明白；了解了模型机中微程序的基本概念和uPC的结构、工作原理及其控制方法。
二、存储器EM实验
实验要求：
利用COP2000实验仪上的K16..K23开关做为DBUS的数据，其它开关做为控制信号，实现程序存储器EM的读写操作。
实验目的：
了解模型机中程序存储器EM的工作原理及控制方法。
实验说明：
存储器EM由一片6116RAM构成，通过一片74HC245与数据总线相连。
存储器EM的地址可选择由PC或MAR提供。
存储器EM的数据输出直接接到指令总线IBUS，指令总线IBUS的数据还可以来自一片74HC245。
当ICOE为0时，这片74HC245输出中断指令B8。
EM原理图
连接线表
连接
信号孔
接入孔
作用
有效电平
1
J2座
J3座
将K23-K16接入DBUS[7:
0]
2
IREN
K6
IR,uPC写允许
低电平有效
3
PCOE
K5
PC输出地址
低电平有效
4
MAROE
K4
MAR输出地址
低电平有效
5
MAREN
K3
MAR写允许
低电平有效
6
EMEN
K2
存储器与数据总线相连
低电平有效
7
EMRD
K1
存储器读允许
低电平有效
8
EMWR
K0
存储器写允许
低电平有效
9
PCCK
CLOCK
PC工作脉冲
上升沿打入
10
MARCK
CLOCK
MAR工作脉冲
上升沿打入
11
EMCK
CLOCK
写脉冲
上升沿打入
12
IRCK
CLOCK
IR,uPC工作脉冲
上升沿打入
实验1：
PC/MAR输出地址选择
置控制信号为：
K5
（PCOE）
K4
（MAROE）
地址总线
红色地址输出指示灯
0
1
PC输出地址
PC地址输出指示灯亮
1
0
MAR输出地址
MAR地址输出指示灯亮
1
1
地址总线浮空
0
0
错误,PC及MAR同时输出
PC及MAR地址输出指示灯亮
以下存贮器EM实验均由MAR提供地址
实验2：
存储器EM写实验
将地址0写入MAR
二进制开关K23-K16用于DBUS[7:
0]的数据输入，置数据00H
K23
K22
K21
K20
K19
K18
K17
K16
0
0
0
0
0
0
0
0
置控制信号为：
K6
（IREN）
K5
（PCOE）
K4
（MAROE）
K3
（MAREN）
K2
（EMEN）
K1
（EMRD）
K0
（EMWR）
1
1
1
0
1
1
1
按CLOCK键,将地址0写入MAR
将地址11H写入EM[0]
二进制开关K23-K16用于DBUS[7:
0]的数据输入，置数据11H
K23
K22
K21
K20
K19
K18
K17
K16
0
0
0
1
0
0
0
1
置控制信号为：
K6
（IREN）
K5
（PCOE）
K4
（MAROE）
K3
（MAREN）
K2
（EMEN）
K1
（EMRD）
K0
（EMWR）
1
1
0
1
0
1
0
按CLOCK键,将地址11H写入EM[0]
将地址1写入MAR
二进制开关K23-K16用于DBUS[7:
0]的数据输入，置数据01H
K23
K22
K21
K20
K19
K18
K17
K16
0
0
0
0
0
0
0
1
置控制信号为：
K6
（IREN）
K5
（PCOE）
K4
（MAROE）
K3
（MAREN）
K2
（EMEN）
K1
（EMRD）
K0
（EMWR）
1
1
1
0
1
1
1
按CLOCK键,将地址1写入MAR
将地址22H写入EM[1]
二进制开关K23-K16用于DBUS[7:
0]的数据输入，置数据22H
K23
K22
K21
K20
K19
K18
K17
K16
0
0
1
0
0
0
1
0
置控制信号为：
K6
（IREN）
K5
（PCOE）
K4
（MAROE）
K3
（MAREN）
K2
（EMEN）
K1
（EMRD）
K0
（EMWR）
1
1
0
1
0
1
0
按CLOCK键,将地址22H写入EM[1]
实验3：
存储器EM读实验
将地址0写入MAR
二进制开关K23-K16用于DBUS[7:
0]的数据输入，置数据00H
K23
K22
K21
K20
K19
K18
K17
K16
0
0
0
0
0
0
0
0
置控制信号为：
K6
（IREN）
K5
（PCOE）
K4
（MAROE）
K3
（MAREN）
K2
（EMEN）
K1
（EMRD）
K0
（EMWR）
1
1
1
0
1
1
1
按CLOCK键,将地址0写入MAR
读EM[0]
置控制信号为：
K6
（IREN）
K5
（PCOE）
K4
（MAROE）
K3
（MAREN）
K2
（EMEN）
K1
（EMRD）
K0
（EMWR）
1
1
0
1
1
0
1
EM[0]被读出:
11H
将地址1写入MAR
二进制开关K23-K16用于DBUS[7:
0]的数据输入，置数据01H
K23
K22
K21
K20
K19
K18
K17
K16
0
0
0
0
0
0
0
1
置控制信号为：
K6
（IREN）
K5
（PCOE）
K4
（MAROE）
K3
（MAREN）
K2
（EMEN）
K1
（EMRD）
K0
（EMWR）
1
1
1
0
1
1
1
按CLOCK键,将地址0写入MAR
读EM[1]
置控制信号为：
K6
（IREN）
K5
（PCOE）
K4
（MAROE）
K3
（MAREN）
K2
（EMEN）
K1
（EMRD）
K0
（EMWR）
1
1
0
1
1
0
1
EM[1]被读出:
22H
实验4：
存储器打入IR指令寄存器/uPC实验
将地址0写入MAR
二进制开关K234-K16用于DBUS[7:
0]的数据输入，置数据00H
K23
K22
K21
K20
K19
K18
K17
K16
0
0
0
0
0
0
0
0
置控制信号为：
K6
（IREN）
K5
（PCOE）
K4
（MAROE）
K3
（MAREN）
K2
（EMEN）
K1
（EMRD）
K0
（EMWR）
1
1
1
0
1
1
1
按CLOCK键,将地址0写入MAR
读EM[0],写入IR及uPC
置控制信号为：
K6
（IREN）
K5
（PCOE）
K4
（MAROE）
K3
（MAREN）
K2
（EMEN）
K1
（EMRD）
K0
（EMWR）
0
1
0
1
1
0
1
EM[0]被读出:
11H
按CLOCK键,将EM[0]写入IR及uPC,IR=11H,uPC=10H
将地址1写入MAR
二进制开关K23-K16用于DBUS[7:
0]的数据输入，置数据01H
K23
K22
K21
K20
K19
K18
K17
K16
0
0
0
0
0
0
0
1
置控制信号为：
K6
（IREN）
K5
（PCOE）
K4
（MAROE）
K3
（MAREN）
K2
（EMEN）
K1
（EMRD）
K0
（EMWR）
1
1
1
0
1
1
1
按CLOCK键,将地址0写入MAR
读EM[1],写入IR及uPC
置控制信号为：
K6
（IREN）
K5
（PCOE）
K4
（MAROE）
K3
（MAREN）
K2
（EMEN）
K1
（EMRD）
K0
（EMWR）
0
1
0
1
1
0
1
EM[1]被读出:
22H
按CLOCK键,将EM[1]写入IR及uPC,IR=22H,uPC=20H
实验小结：
这次实验给我的感觉有点杂乱，图片很多，且照的不是很清晰；由于有一周的距离时间，所以整理起来有些忙乱，但经过仔细识别还是完成了任务。
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