计算机组成原理实验报告微程序控制器实验Word下载.docx
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用联机软件的逻辑示波器观测时序信号，测量①，TS1,TS2,TS3,TS4信号的
方法如下：
⑴TATEUNIT中STOP开关置为“RUN状态（向上拨）,STEP开关置为“EXEC状态（向上拨）
（2）将SWITCHUNIT中右下角CLR开关置为“1”（向上拨）。
（3）按动“START按钮，即可产生连续脉冲。
（4）调试”菜单下的“显示逻辑示波器窗口，即可出现测量波形的画面。
（5）探头一端接实验仪左上角的CH1另一端接STATEUNIT中的①插座，即可测出时钟①的波形。
（6）探头一端接实验仪左上角的CH2另一端接STATBJNIT中的TS1插座，即可测出TS1的波形；
（7）探头一端接实验仪左上角的CH1另一端接STATBJNIT中的TS2插座，即可测出TS2的波形。
（8）将红色探头一端接实验仪左上角的CH1另一端接STATEUNIT中的TS3插座，即可测出TS3的波形。
（9）将红色探头一端接实验仪左上角的CH1另一端接STATEUNIT中的TS4插座，即可测出TS4的波形。
2.观察微程序控制器的工作原理：
1关掉实验仪电源，拔掉前面测时序信号的接线；
2编程写入E2PROM2816
A.将编程开关（MJ20置为PRO（编程）状态；
B.将实验板上STATRNIT中的STEP置为STEF状态，STOPS为RUN犬态，SWITCHJNIT
中CLR开关置为1状态;
C.在右上角的SWITCHUNI冲UA5-UA（开关上置表3.2中某个要写的微地址；
D.在MK24-MK开关上置表3.2中要写的微地址后面的24位微代码，24位开关对应
24位显示灯，开关置为1时灯亮，为0时灯灭；
E.启动时序电路，即将微代码写入到E2PROM2816的相应地址对应的单元中；
F.重复C-E步骤，将表3.2的每一行写入E2PROM281。
6
③校验
A.将编程开关置为REA（校验）状态；
B.保持STEP,STOP,CL开关状态不变，将实验板上STATEJNIT中的STEP置为STEP犬态,
STOPS为RUN犬态，SWITCHUNIT中CLR开关置为1状态；
C.在开关UA5-UA（上按表3.2置好要读的某个微地址；
D.按动START键，启动时序电路，就能读出微代码，观察显示灯MD24-MD的状态，检查
读出的微代码是否与已经写入的相同，若不同，将开关置于PROM编程状态，重新执行；
E.重复C-D步骤，将表3.2的每一行从UPROM281读出来。
练习二：
步运行五条机器指令。
1、将编程开关置于“RUN状态；
2、实验仪的“STEP及”STOP开关保持原状，即STEP置为“STEP状态，STOP置
为”RUN状态，“SWITCHUNIT中CLR开关置为1状态;
3、实验仪的“SW-BU”置为0,左下方开关D5-D0置为“111111”，D7和D6开关任意，
（置0或者1都可以）
4、将清零开关CLR从高拔到低，再从低拔到高，即将开关CLR置1—0—1,可以发现后续微地址UA5-UA0丁变为000000,000000是微指令运行启始地址；
5、接着按动一下“START键，UA5-UA0灯会变为010000,这是在读00（八进制）条微指令，给出了下一条要读的微指令是10（八进制）；
&
在UA5-UA0丁变为010000时，可通过实验仪左下方开关D7-D0人为强置设置分支地址，将D5-D0置“111111”—“111100”—“111111”，可以发现UA5-UA0丁从010000变为010011，这表示下一个要读的微指令从010000修改为了010011；
7、在UA5-UA0丁为010011时，也就是23（八进制）时，对微程序流程图，按动一下“START键，UA5-UA0丁会变为000001，也就是01（八进制），表示读出了23条微指令，给出了下一条要读的是01条微指令；
8、在UA5-UA0丁为000001时，按动一下START键UA5-UA0丁会变为000010,表示读出
了01条微指令，下一条要读出的是02条微指令；
9、接着按动一下STRATO键，读出02条微指令时，UA5-UA0灯显示为001000时，在当前条件下，可通过强置端SE1-SE6相接的D5-D0人为强置修改分支地址；
10、执行完每个指令的最后一条微指令后，都会回到01微指令，这样才表示执行完了
一条指令，同时也表示可以执行新的指令了；
11、按照上述方法，把所有分支都执行一遍。
3.实验结果和数据处理：
测量并画出时钟和时序信号波形，比较它们的相互关系。
波形图：
CPU周期
①
TS1
TS2
TS3
TS4
时钟①脉冲与TS1、TS2TS3TS4脉冲的波形，比较时钟①脉冲与TS1、TS2TS3TS4脉冲的相互关系：
时钟①脉冲的一个CPL周期的时间，是TS1、TS2TS3TS4脉冲的时间之和，即节拍脉冲把一个CPL周期划分成几个较小的时间间隔。
4.实验结果分析：
分析ADD的每条微指令的指令格式和功能：
1）PSAR;
PC+1①指令格式：
微地址
S3S2S1S0MCNWEA9A8
A
B
C
UA5….UA0
11
000000011
110
000011
②功能：
根据ABC字段发出的信号,WE=0读取内存内容，将PC的内容送到地址寄存器中
AR程序计数器加1，做好取下一条机器指令的准备。
2）RAM>
BUS;
BU&
AR:
①指令格式:
03
000000001
000
000100
根据微地址03,RAM进行读操作，发出存数控制信号，把RAM勺内容送到总线
上，再送到地址寄存器AR中，程序计数器加1,做好取下一条机器指令的准备
3）RAMkBUS,BUS>
DR2:
04
011
000101
根据微地址04,RAM进行读操作，发出LDDR2信号，把RAM勺内容送到数据总线上，再送到DR2寄存器中，程序计数器加1,做好取下一条机器指令的准备。
4）R0^DR1:
05
000000011
010
001
000110
根据微地址05,发出RS-B信号，把寄存器R0中的内容送到DR1寄存器中，程序计数器加1，做好取下一条机器指令的准备。
5）DR1+DR禺R0:
06
100101011
101
000001
根据微地址06,发出ALU-B信号，把DR1和DR2相加，结果放R0寄存器中，回
到01微指令
五•写出掌握了的控制信号的作用:
WR空制信号的功能：
WE是存储器RAM的写命令信号，WE二时，RAM进行写操作，
WE=0寸，RAM1行读操作。
当STEP开关为0时态，一旦按下启动键，运行触发器Cr一直处于1状态，因此时序TS1-TS4将周而复始地发送出去；
当STEP为1时，一旦按下启动键，机器便处
于单步运行状态，即此次只读一条指令，可以观察微指令的代码与当前微指令的执
行结果
S3,S2,S1,S0,M,Cn控制信号共同起到选择ALU进行哪种运算。
LOAD是PC加1信号，P
（1）-P（4）是四个测试判别信号，其功能是根据机器指令及相应微代码进行译码，使微程序输入相应的微地址入口，从而实验微程序的顺序，分支，循环运行。
LDRi控制信号，其功能是根据机器指令来进行三个工作寄存器.R0,R1及R2的选择存入译码。
RS-B,RD-B,RI-B分别为源寄存器选通输出信号，目的寄存器选通输出信号及变址寄存器选通输出信号，其功能是根据机器指令来进行三个工作寄存器R0,R1,R2的
选通输出译码。
6.结论：
根据实验操作步骤，所得的实验结果与理论值一致。
7.问题与讨论：
练习二的实验里在执行ADD指令时，在分支处强置修改分支地址，并且以后每次都强置修改，运行完以后，发现结果是错误的，检查步骤，与同学讨论，分析原因，原来是当微程序不产生分支时，后继微地址直接由微指令的顺序控制字段给
出。
当微程序出现分支时，意味着微程序出现条件转移，这时，可通过SE6-SE1
强制端去修改微地址寄存器的内容，并按改好的内容读出下一条微指令，然后继续往下执行。
8.实验总结:
心得体会：
通过该实验让我较好地掌握了微程序控制器的功能，组成知识，微指令格式和各字段功能，微程序的编制，写入，观察微程序的运行，学习基本指令的执行流程，遇到问题，可以通过实验，分析，讨论，请教老师解决问题，基本达到学习的目的。
问题分析：
在实验过程中遇到问题时，首先检查线路是否连接准确，然后再查看步骤，有无漏做或做错的步骤，分析可能出错的原因，与同学讨论，若仍无法解决，就请教老师，请指导老师查看指正。
9.思考题：
本次实验共设计了几条指令？
分别是什么指令？
答：
本次实验共设计了五条指令，分别是IN（输入），ADD（二进制加法），STA（存数），OUT输出），JMP（无条件转移）。
S3,S2,S1,S0,M,Cn控制信号共同起到什么作用？
写出WE空制信号的功能。
WE空制信号的功能：
WE是存储器RAM的写命令信号，WE二时，RAMS行写操作，
WE=（时，RAM进行读操作。
A.B.C字段主要能译出什么信号？
分别写出来
A字段中，主要是寄存器的打入信号，B字段中主要是寄存器的输出信号，C字段中，主要是测试信号。
UA5-UA（是当前微地址还是后继微地址？
UA5-UA（是当前后继微地址。
06微指令功能是什么？
06微指令S3,S2,S1,S0.M.CN的值为“100101”代表什么
运算？
A字段“001”和B字段“101”分别选中哪个控制信号，信号的功能分别
是什么？
06微指令中UA5-UA0
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