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文檔簡介
1、第1章教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)認(rèn)識(shí)一系統(tǒng)功能及特點(diǎn)計(jì)算機(jī)組成原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是西安唐都科教儀器公司推出的一套高效的、開放性的教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),該系統(tǒng)可以通過對(duì)多種原理性計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和調(diào)試來高效率地支持“計(jì)算機(jī)組成原理”和“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”等課程的開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué),為高校各個(gè)教學(xué)層次的計(jì)算機(jī)原理教學(xué)提供了完善的解決方案。系統(tǒng)有如下功能特點(diǎn): 1結(jié)構(gòu)清晰的單元式實(shí)驗(yàn)電路,可構(gòu)造出不同結(jié)構(gòu)及復(fù)雜程度的原理性計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用部件單元式結(jié)構(gòu),包括運(yùn)算器及數(shù)據(jù)通路、存儲(chǔ)器、控制器、信號(hào)及時(shí)序控制、內(nèi)總線、外總線、外圍接口及輸入輸出設(shè)備、大規(guī)??删幊踢壿嬈骷扔?jì)算機(jī)部件的單元電路,用戶可使用排線連接方式或計(jì)算機(jī)
2、電子自動(dòng)邏輯設(shè)計(jì)方式,根據(jù)自己所設(shè)計(jì)的模型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)方案,來構(gòu)造出不同結(jié)構(gòu)及復(fù)雜程度的原理性計(jì)算機(jī),使學(xué)生能夠?qū)τ?jì)算機(jī)組成結(jié)構(gòu)有清楚的認(rèn)識(shí)和理解。對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)具有完全的開放性,增強(qiáng)學(xué)生綜合設(shè)計(jì)能力系統(tǒng)所具有的軟硬件結(jié)構(gòu)對(duì)用戶的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)具有完全的開放性,其數(shù)據(jù)線、地址線、控制線都由用戶來操作連接,系統(tǒng)中的運(yùn)算器結(jié)構(gòu)、控制器結(jié)構(gòu)及微程序指令的格式及定義均可由用戶根據(jù)教學(xué)需要來做靈活改變或重新設(shè)計(jì)。這對(duì)于用戶自行設(shè)計(jì)各種結(jié)構(gòu)及不同復(fù)雜程度的模型計(jì)算機(jī)提供了強(qiáng)大的軟硬件操作平臺(tái),從而避免了單純驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)?zāi)J?,極大提高了學(xué)生計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的綜合設(shè)計(jì)能力。3通用邏輯器件和大規(guī)??删幊踢壿嬈骷嘟Y(jié)合,可面向不同
3、層次的學(xué)生系統(tǒng)采用通用邏輯器件和大規(guī)??删幊踢壿嬈骷⒂玫姆绞?,既能給熟練掌握復(fù)雜邏輯系統(tǒng)設(shè)計(jì)的學(xué)生提供高檔的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),又能對(duì)不熟悉這些內(nèi)容的學(xué)生提供易操作的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。符合循序漸進(jìn)、先基礎(chǔ)后提高的教學(xué)原則。4具有實(shí)時(shí)調(diào)試功能的圖形方式操作界面,也可用于多媒體輔助教學(xué)系統(tǒng)具有與PC 微機(jī)聯(lián)機(jī)實(shí)時(shí)調(diào)試的功能,提供了圖形方式的調(diào)試界面,在調(diào)試過程中可動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)顯示模型計(jì)算機(jī)各部件之間的數(shù)據(jù)傳送以及各部件和總線上的所有信息。這種圖形調(diào)試界面也可用于多媒體輔助教學(xué),從而獲得極佳的教學(xué)效果。5多種輸入輸出方式及邏輯信號(hào)測量功能,實(shí)驗(yàn)操作及觀察更容易系統(tǒng)提供多種輸入輸出方式。通過RS-232 串口與PC 微機(jī)
4、聯(lián)機(jī),可在PC 機(jī)上進(jìn)行編程并向系統(tǒng)裝載實(shí)驗(yàn)程序,在圖形界面下進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)試及運(yùn)行。另外還具有兩路邏輯信號(hào)測量平臺(tái),可在PC 機(jī)上看到信號(hào)測量波形;如單獨(dú)使用本系統(tǒng),則可通過開關(guān)及LED 以二進(jìn)制碼形式進(jìn)行編程、顯示及調(diào)試運(yùn)行。6實(shí)驗(yàn)電路的實(shí)時(shí)在線檢測功能,便于檢查接線錯(cuò)誤系統(tǒng)具有實(shí)驗(yàn)電路檢測功能,通過人機(jī)交互方式可實(shí)時(shí)在線檢測各實(shí)驗(yàn)單元電路的好壞以及模型機(jī)實(shí)驗(yàn)線路連接是否正確。二系統(tǒng)與PC 聯(lián)機(jī)說明實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)安裝有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的B 型針RS-232C 串口插座,使用配套的串行通訊電纜分別插在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及PC 微機(jī)的串口,即可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與PC 的聯(lián)機(jī)操作。系統(tǒng)配套的集成操作軟件具有專為聯(lián)機(jī)操而開發(fā)的圖形方
5、式操作界面,其操作簡便、直觀且具有動(dòng)態(tài)調(diào)試功能,可以完全根據(jù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通路圖來實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的顯示用戶設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)流的流向、數(shù)據(jù)值、控制線和各單元的內(nèi)容。本系統(tǒng)軟件是通過PC 機(jī)串行口向?qū)嶒?yàn)系統(tǒng)上的單片機(jī)控制單元發(fā)送指令,由實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的單片機(jī)直接對(duì)程序存儲(chǔ)器、微程序控制器進(jìn)行讀寫,控制單拍或單步微程序、單步機(jī)器指令和程序連續(xù)運(yùn)行等操作,實(shí)時(shí)監(jiān)測各數(shù)據(jù)流和控制流的情況,從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)圖形方式下的系統(tǒng)跟蹤調(diào)式和運(yùn)行。系統(tǒng)通訊電纜連接方式如圖1.3-1: 圖1.3-1 PC 機(jī)和實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)用串行口連接方式三軟件的安裝與卸載軟件運(yùn)行環(huán)境操作系統(tǒng):中英文Windows 95/98/ 2000/ NT/M
6、E 最低配置:CPU:奔騰133Mhz 內(nèi)存:16MB 顯示卡:標(biāo)準(zhǔn)VGA,256 色顯示模式以上硬盤:15MB 以上驅(qū)動(dòng)器:2X 倍速CD-ROM 以上其它設(shè)備:鼠標(biāo)器建議配置:CPU:奔騰166 或更高內(nèi)存:16MB 以上顯示卡:SVGA,16K 色以上顯示模式,分辨率800600。其它設(shè)備同“最低配置”安裝軟件安裝操作如下:可以通過“資源管理器”,找到光盤驅(qū)動(dòng)器本軟件安裝目錄下的Setup.EXE,雙擊執(zhí)行它,按屏幕提示進(jìn)行安裝操作?!癟DN-CM+1.03(W)”安裝成功后,在“開始”的“程序”里將出現(xiàn)“CMPP”程序組,點(diǎn)擊“CMPP”即可執(zhí)行程序。啟動(dòng)軟件軟件的啟動(dòng)方式有三種: 用
7、戶可以在【開始】/【程序】菜單中單擊“CMPP”的程序組啟動(dòng)。用戶也可以在【開始】/【程序】/【啟動(dòng)】菜單中啟動(dòng)“CMPP”。用戶在安裝“TDN-CM+1.03(W)”以后桌面上自動(dòng)出現(xiàn)“CMPP”快捷鍵,用戶直接在桌面上雙擊快捷鍵就可以啟動(dòng)該程序組。卸載軟件聯(lián)機(jī)軟件提供了自卸載功能,使您可以方便地刪除“TDN-CM+1.03(W) ”的所有文件、程序組或快捷方式。單擊【開始】/【程序】打開“CMPP”的程序組,然后運(yùn)行“卸載”項(xiàng),就可執(zhí)行卸載功能,按照屏幕提示操作即可以安全、快速地刪除“TDN-CM+1.03(W)”。四功能介紹(一)界面窗口介紹主界面主要分為三部分:指令區(qū)、輸出區(qū)和圖形區(qū),
8、下面分別加以介紹。指令區(qū):分為兩部分,即機(jī)器指令區(qū)和微指令區(qū),在指令區(qū)的下方有兩個(gè)Tab 按鈕,您可以通過按鈕在兩者之間來回切換。機(jī)器指令區(qū):分為兩列,第一列為下位機(jī)主存地址(00FF,共256 個(gè)單元),第二列為每一地址中所對(duì)應(yīng)的數(shù)值。如果串口通訊正常且系統(tǒng)不忙(即串口沒有被占用),您可以直接修改指定單元的內(nèi)容,方法是用鼠標(biāo)單擊要修改單元的數(shù)據(jù),此單元格會(huì)變成一個(gè)編輯框,等待您輸入,該編輯框只接收兩位合法的16 進(jìn)制數(shù)(請(qǐng)注意:非16 進(jìn)制數(shù)不認(rèn)),如果輸入正確,您可以按回車鍵確認(rèn),或用鼠標(biāo)點(diǎn)擊別的區(qū)域,這樣就完成了修改工作。如果想要結(jié)束修改,您可以按下ESC 鍵,編輯框就會(huì)自動(dòng)消失,恢復(fù)顯
9、示原來的值。一旦編輯框出現(xiàn),您可以通過上下鍵讓編輯框上下移動(dòng),從而選中需要修改的地址單元。如果輸入不正確,如輸入少于2 個(gè)字符,則不進(jìn)行修改。微指令區(qū):分為兩列,第一列為下位機(jī)微控器地址(003F,共64 個(gè)單元),第二列為 每一地址中所對(duì)應(yīng)的微指令,共6 字節(jié),對(duì)應(yīng)微控器的微指令24 位。如果串口通訊正常且系統(tǒng)不忙(即串口沒有被占用),您可以直接修改指定單元的內(nèi)容,方法是用鼠標(biāo)單擊要修改單元的數(shù)據(jù),此單元格會(huì)變成一個(gè)編輯框,等待您輸入,該編輯框只接收6 位合法的16 進(jìn)制數(shù)(請(qǐng)注意:非16 進(jìn)制數(shù)不認(rèn)),如果輸入正確,您可以按回車鍵確認(rèn),或用鼠標(biāo)點(diǎn)擊別的區(qū)域,這樣就完成了修改工作。如果想要結(jié)
10、束修改,您可以按下ESC 鍵,編輯框就會(huì)自動(dòng)消失。一旦編輯框出現(xiàn),您可以通過上下鍵讓編輯框上下移動(dòng),從而選中需要修改的地址單元。如果輸入不正確,如輸入少于6 個(gè)字符,則不進(jìn)行修改。輸出區(qū):分為三頁:輸出頁、測試頁和結(jié)果頁。輸出頁:在打開復(fù)雜模型機(jī)數(shù)據(jù)通路圖或重疊模型機(jī)數(shù)據(jù)通路圖,并運(yùn)行程序時(shí)用來顯示下條將要執(zhí)行的24 位微碼及其微地址,這是和下位機(jī)一起實(shí)時(shí)變動(dòng)的。測試頁:在您進(jìn)行復(fù)雜模型機(jī)系統(tǒng)測試時(shí)為您提供信息。顯示當(dāng)前下位機(jī)正在測試的單元及測試結(jié)果。結(jié)果頁:基本上是一個(gè)公共區(qū)域,用來顯示一些提示信息或一些錯(cuò)誤信息,如RISC 模型機(jī)中,如果上位機(jī)檢測到下位機(jī)運(yùn)行有誤,就會(huì)在這一區(qū)域加以顯示,
11、為您提供信息。保存或裝載程序時(shí)也會(huì)在這一區(qū)域?yàn)槟峁┮恍┨崾拘畔?。圖形區(qū):這一區(qū)域是您操作的主要區(qū)域,您可以在此區(qū)域編輯相應(yīng)的指令,可以顯示各個(gè)模型機(jī)的數(shù)據(jù)通路圖,可以打開示波器界面等。(二)功能菜單介紹1文件菜單項(xiàng):文件菜單提供了以下命令:新建建立一個(gè)新文檔。打開打開一個(gè)現(xiàn)存文檔。關(guān)閉關(guān)閉一個(gè)打開的文檔。保存用同樣的文件名保存一個(gè)打開的文檔。另存為用指定的文件名保存一個(gè)打開的文檔。打印打印一個(gè)文檔。打印預(yù)覽在屏幕上按被打印出的格式顯示文檔。打印設(shè)置選擇一個(gè)打印機(jī)以及打印機(jī)連接。退出退出CMPP。新建(N): 用此命令在CMPP 中建立一個(gè)新文檔。在文件新建對(duì)話框中選擇您所要建立的新文件的類型
12、。打開(O) 用此命令在一個(gè)新的窗口中打開一個(gè)現(xiàn)存的文檔。您可同時(shí)打開多個(gè)文檔。您可用窗口菜單在多個(gè)打開的文檔中切換。關(guān)閉(C) 用此命令來關(guān)閉包含活動(dòng)文檔的所有窗口。CMPP 會(huì)建議您在關(guān)閉文檔之前保存對(duì)您的文檔所做的改動(dòng)。如果您沒有保存而關(guān)閉了一個(gè)文檔,您將會(huì)失去自從您最后一次保存以來所做的所有改動(dòng)。在關(guān)閉一無標(biāo)題的文檔之前,CMPP 會(huì)顯示另存為對(duì)話框,建議您命名和保存文檔。保存(S) 用此命令將活動(dòng)文檔保存到它的當(dāng)前的文件名和目錄下。當(dāng)您第一次保存文檔時(shí),CMPP 顯示另存為對(duì)話框以便您命名您的文檔。如果在保存之前,您想改變當(dāng)前文檔的文件名和目錄,您可選用另存為命令。另存為(A) 用此
13、命令來保存并命名活動(dòng)文檔。CMPP 會(huì)顯示另存為對(duì)話框以便您命名您的文檔。打?。≒) 用此命令來打印一個(gè)文檔。在此命令提供的打印對(duì)話框中,您可以指明要打印的頁數(shù)范圍、副本數(shù)、目標(biāo)打印機(jī),以及其它打印機(jī)設(shè)置選項(xiàng)。打印預(yù)覽(V) 用此命令按要打印的格式顯示活動(dòng)文檔。當(dāng)您選擇此命令時(shí),主窗口就會(huì)被一個(gè)打印預(yù)覽窗口所取代。這個(gè)窗口可以按它們被打印時(shí)的格式顯示一頁或兩頁。打印預(yù)覽工具欄提供選項(xiàng)使您可選擇一次查看一頁或兩頁,在文檔中前后移動(dòng),放大和縮小頁面,以及開始一個(gè)打印作業(yè)。打印設(shè)置(R) 用此命令來選擇一臺(tái)打印機(jī)和一個(gè)打印機(jī)連接。在此命令提供的打印設(shè)置對(duì)話框中,您可以指定打印機(jī)及其連接。最近使用文件
14、 您可以通過此列表,直接打開最近打開過的文件,共四個(gè)。退出(X) 用此命令來結(jié)束您CMPP 的運(yùn)行階段。您也可使用在應(yīng)用程序控制菜單上的關(guān)閉命令。2輯菜單項(xiàng):編輯菜單提供了以下命令:撤消撤消先前的編輯操作。剪切從文檔中刪除數(shù)據(jù)并將其移到剪貼板上。復(fù)制從文檔中將數(shù)據(jù)復(fù)制到剪貼板上。粘貼從剪貼板上將數(shù)據(jù)粘貼到文檔中。撤消(U) 如果可能的話,可用此命令來撤消上一步編輯操作。該命令名會(huì)根據(jù)您所執(zhí)行的上一步操作而變化。如果您無法撤消上一步操作,菜單上的撤消命令會(huì)變成無法撤消。剪切(T) 用此命令將當(dāng)前被選取的數(shù)據(jù)從文檔中刪除并放置于剪貼板上。如當(dāng)前沒有數(shù)據(jù)被選取時(shí),此命令則不可用。復(fù)制(C) 用此命令
15、將被選取的數(shù)據(jù)復(fù)制到剪切板上。如當(dāng)前無數(shù)據(jù)被選取時(shí),此命令則不可用。粘貼(P) 用此命令將剪貼板上內(nèi)容的一個(gè)副本插入到插入點(diǎn)處。如剪貼板是空的,此命令則不可用。3查看菜單項(xiàng):查看菜單提供了以下命令:工具欄顯示或隱藏工具欄。狀態(tài)欄顯示或隱藏狀態(tài)欄。工具欄(T) a標(biāo)準(zhǔn)工具欄(T) 用此命令可顯示和隱藏標(biāo)準(zhǔn)工具欄。標(biāo)準(zhǔn)工具欄包括了CMPP 中一些最普通命令的按鈕,如文件打開。在工具欄被顯示時(shí),一個(gè)打勾記號(hào)出現(xiàn)在該菜單項(xiàng)目的旁邊。b指令區(qū)(W)用此命令可顯示和隱藏指令區(qū)。c輸出區(qū)(O)用此命令可顯示和隱藏輸出區(qū)。d自定義(C)見自定義項(xiàng)。狀態(tài)欄(S)此命令可用來顯示和隱藏狀態(tài)欄。狀態(tài)欄描述了被選取的
16、菜單項(xiàng)目或被按下的工具欄按鈕,以及鍵盤的鎖定狀態(tài)將要執(zhí)行的操作。當(dāng)狀態(tài)欄被顯示時(shí),在菜單項(xiàng)目的旁邊會(huì)出現(xiàn)一個(gè)打勾記號(hào)。4端口菜單項(xiàng):端口菜單提供了以下命令:端口1 選擇1 號(hào)串口進(jìn)行聯(lián)機(jī)。端口2 選擇2 號(hào)串口進(jìn)行聯(lián)機(jī)。端口測試對(duì)當(dāng)前選擇的串口進(jìn)行聯(lián)機(jī)測試。端口1(1) 此命令用來選擇串口1 進(jìn)行聯(lián)機(jī)通訊,該命令會(huì)對(duì)串口1 進(jìn)行初始化操作,并進(jìn)行聯(lián)機(jī)測試,報(bào)告測試結(jié)果,如果聯(lián)機(jī)成功,則會(huì)將指令區(qū)初始化。端口2(2) 此命令用來選擇串口2 進(jìn)行聯(lián)機(jī)通訊,該命令會(huì)對(duì)串口2 進(jìn)行初始化操作,并進(jìn)行聯(lián)機(jī)測試,報(bào)告測試結(jié)果,如果聯(lián)機(jī)成功,則會(huì)將指令區(qū)初始化。端口測試此命令用來對(duì)當(dāng)前選擇的串口進(jìn)行聯(lián)機(jī)通訊
17、測試,并報(bào)告測試結(jié)果,只測一次,如果聯(lián)機(jī)成功,則會(huì)將指令區(qū)初始化。5轉(zhuǎn)儲(chǔ)菜單項(xiàng):轉(zhuǎn)儲(chǔ)菜單提供了以下命令:保存將下位機(jī)中指令數(shù)據(jù)保存到上位機(jī)。裝載將上位機(jī)中指令數(shù)據(jù)裝載到下位機(jī)。 保存(S) 此命令將下位機(jī)中(主存,微控器)的數(shù)據(jù)保存到上位機(jī)中,您選擇該命令會(huì)彈出一個(gè)保存對(duì)話框,如下圖:可以選擇保存機(jī)器指令,此時(shí)首尾地址輸入框?qū)?huì)變亮,否則首尾地址輸入框?qū)?huì)變灰,在允許輸入的情況下您可以指定需要保存的首尾地址,微指令也是如此。保存的數(shù)據(jù)以固定格式存入*.TXT 格式的文件中,文件的路徑由您指定。機(jī)器指令格式為:$P00FF,“$”為標(biāo)記號(hào),“P”代表機(jī)器指令,“00”為機(jī)器指令的地址,“FF”為
18、該地址中的數(shù)據(jù)。微指令格式為:$M00AA77FF,“$”為標(biāo)記號(hào),“M”代表微指令,“00”為機(jī)器指令的地址,“AA77FF” 為該地址中的數(shù)據(jù)。裝載(L) 此命令將上位機(jī)指定文件中的數(shù)據(jù)裝載到下位機(jī)中,您選擇該命令會(huì)彈出一個(gè)打開文件對(duì)話框,如下圖:可以打開任意路徑下的*.TXT 文件,如果是合法的指令文件,系統(tǒng)將把這些指令裝載到下位機(jī)中,裝載指令時(shí),系統(tǒng)提供了一定的檢錯(cuò)功能,如果指令文件中有錯(cuò)誤的指令,將會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)退出裝載,并提示錯(cuò)誤的指令行。6運(yùn)行菜單項(xiàng):運(yùn)行菜單提供了以下命令:通路圖選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)通路圖。單節(jié)拍單節(jié)拍調(diào)試。單周期單周期調(diào)試。單步微指令單步微指令調(diào)試。單步機(jī)器指令單步機(jī)器
19、指令調(diào)試。連續(xù)連續(xù)運(yùn)行。停止停止運(yùn)行。退出單節(jié)拍退出單節(jié)拍運(yùn)行模式。流動(dòng)速度對(duì)數(shù)據(jù)通路圖中數(shù)據(jù)的流動(dòng)速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。通路圖此命令用于選擇需要的數(shù)據(jù)通路圖,您選擇該命令會(huì)彈出一個(gè)數(shù)據(jù)通路圖選擇對(duì)話框,如下圖:系統(tǒng)為您提供了四個(gè)數(shù)據(jù)通路圖,以滿足不同的實(shí)驗(yàn)的需要,但是每次只允許打開一個(gè)數(shù)據(jù)通路圖(因?yàn)閿?shù)據(jù)通路圖需要占用串口)。單節(jié)拍(P) 此命令用于向下位機(jī)發(fā)送單節(jié)拍命令,每發(fā)一次下位機(jī)將會(huì)完成一個(gè)節(jié)拍的工作。單周期(T) 此命令用于向下位機(jī)發(fā)送單周期命令,每發(fā)一次下位機(jī)將會(huì)完成一個(gè)周期的工作。單步微指令(C) 此命令用于向下位機(jī)發(fā)送單步微指令命令,每發(fā)一次下位機(jī)將運(yùn)行完一條微指令。 單步機(jī)器指令(
20、M) 此命令用于向下位機(jī)發(fā)送單步機(jī)器指令命令,每發(fā)一次下位機(jī)將會(huì)運(yùn)行完一條機(jī)器指令。連續(xù)(R) 此命令用于向下位機(jī)發(fā)送連續(xù)運(yùn)行命令,一旦發(fā)下該命令,下位機(jī)將會(huì)進(jìn)入連續(xù)運(yùn)行狀態(tài),直到您發(fā)送停止命令。停止(S) 如果您已經(jīng)發(fā)送了連續(xù)運(yùn)行命令,使得下位機(jī)進(jìn)入連續(xù)運(yùn)行狀態(tài),那么此命令可以使得下位機(jī)停止運(yùn)行,每次都得將當(dāng)前指令周期運(yùn)行完成后才能停止運(yùn)行。退出單節(jié)拍(E) 此命令項(xiàng)用于退出單節(jié)拍運(yùn)行模式,如果程序運(yùn)行在單節(jié)拍模式下,是不允許用戶直接修改機(jī)器指令和微指令的,只有在其退出單節(jié)拍運(yùn)行模式后才能直接修改。其實(shí)退出單節(jié)拍模式就是將本周期運(yùn)行完畢,當(dāng)用戶選擇單步機(jī)器指令或是連續(xù)運(yùn)行時(shí)將會(huì)自動(dòng)退出單節(jié)拍
21、運(yùn)行模式。流動(dòng)速度(L) 此命令用于指定數(shù)據(jù)通路圖中數(shù)據(jù)的流動(dòng)速度,您選擇該命令會(huì)彈出一個(gè)流動(dòng)速度設(shè)置對(duì)話框,如下圖:可以通過設(shè)置滑動(dòng)塊的位置來調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)的流動(dòng)速度,按下恢復(fù)按鈕將會(huì)設(shè)置成默認(rèn)值。7波形菜單項(xiàng):波形菜單提供了以下命令:啟動(dòng)啟動(dòng)示波器。放大放大波形??s小縮小波形。暫停暫停波形數(shù)據(jù)采集。繼續(xù)繼續(xù)采集波形數(shù)據(jù)。左移使游標(biāo)左移一個(gè)單位。右移使游標(biāo)右移一個(gè)單位。快速左移使游標(biāo)左移五個(gè)單位??焖儆乙剖褂螛?biāo)右移五個(gè)單位。啟動(dòng)(R)用此命令用來啟動(dòng)CM+雙蹤邏輯示波器,下位機(jī)已啟動(dòng)示波器,該命令項(xiàng)變灰。放大(M)用此命令用來放大波形的顯示??s?。↙)用此命令用來縮小波形的顯示。暫停(S)用此命令
22、用來暫停波形數(shù)據(jù)的采集,穩(wěn)定波形的顯示,并顯示游標(biāo)。繼續(xù)(C)用此命令用來繼續(xù)采集波形數(shù)據(jù),并使游標(biāo)消失,實(shí)時(shí)顯示波形。左移(N)在波形暫停狀態(tài)下此命令用來左移游標(biāo),每發(fā)一次該命令,游標(biāo)左移一個(gè)單位。右移(M) 在波形暫停狀態(tài)下此命令用來右移游標(biāo),每發(fā)一次該命令,游標(biāo)右移一個(gè)單位??焖僮笠圃诓ㄐ螘和顟B(tài)下此命令用來快速左移游標(biāo),每發(fā)一次命令,游標(biāo)左移五個(gè)單位??焖儆乙圃诓ㄐ螘和顟B(tài)下此命令用來快速右移游標(biāo),每發(fā)一次命令,游標(biāo)右移五個(gè)單位。8測試菜單項(xiàng):測試菜單提供了以下命令。開始:開始啟動(dòng)系統(tǒng)測試。停止:停止系統(tǒng)測試。開始(S) 如果您啟動(dòng)的是復(fù)雜模型機(jī)的數(shù)據(jù)通路圖,此命令可以啟動(dòng)系統(tǒng)測試,系
23、統(tǒng)測試將會(huì)逐單元地測試復(fù)雜模型機(jī)系統(tǒng),并報(bào)告測試結(jié)果。停止(E) 如果您已啟動(dòng)了系統(tǒng)測試功能,用此命令可以停止系統(tǒng)測試。9窗口菜單項(xiàng):窗口菜單提供了以下命令。這些命令使您能在應(yīng)用程序窗口中安排多個(gè)文檔的多個(gè)視圖:新建窗口:建立一個(gè)查看同樣文檔的新窗口。層疊:按重疊方式安排窗口。平鋪:按互不重疊平鋪方式安排窗口。安排圖標(biāo):安排已關(guān)閉窗口的圖標(biāo)。轉(zhuǎn)到指定的窗口。新建窗口(N) 用此命令來打開一個(gè)具有與活動(dòng)的窗口相同內(nèi)容的新窗口。您可同時(shí)打開數(shù)個(gè)文檔窗口以顯示文檔的不同部分或視圖。如果您對(duì)一個(gè)窗口的內(nèi)容做了改動(dòng),所有其它包含同一文檔的窗口也會(huì)反映出這些改動(dòng)。當(dāng)您打開一個(gè)新的窗口,這個(gè)新窗口就成了活動(dòng)
24、的窗口并顯示于所有其它打開窗口之上。層疊(C) 用此命令按相互重疊形式來安排多個(gè)打開的窗口。平鋪(T) 用此命令按互不重疊形式來安排多個(gè)打開的窗口。排列圖標(biāo)(A) 用此命令在主窗口的底部安排被最小化的窗口的圖標(biāo)。如果在主窗口的底部有一個(gè)打開的窗口,則有可能會(huì)看不見某些或全部圖標(biāo),因?yàn)樗鼈冊(cè)谶@個(gè)文檔窗口的下面。窗口選擇CMPP 在窗口菜單的底部顯示出當(dāng)前打開的文檔窗口的清單。有一個(gè)打勾記號(hào)出現(xiàn)在活動(dòng)的窗口的文檔名前。從該清單中挑選一個(gè)文檔可使其窗口成為活動(dòng)窗口。10幫助菜單項(xiàng):幫助菜單提供以下的命令,為您提供使用這個(gè)應(yīng)用程序的幫助:幫助主題提供您可從其得到幫助的主題索引。關(guān)于顯示這個(gè)應(yīng)用程序的版
25、本號(hào)。幫助主題(H) 用此命令來顯示幫助的開場屏幕。從此開場屏幕,您可跳到關(guān)于使用CMPP 的一步指令以及各種不同類型參考資料。關(guān)于(A)CMPP用此命令來顯示您的CMPP 版本的版權(quán)通告和版本號(hào)碼。11關(guān)于自定義功能介紹系統(tǒng)為您提供了方便的快捷鍵設(shè)置方式,您可以通過自定義的方法定做自己的操作界面。自定義設(shè)置是一個(gè)對(duì)話框,此對(duì)話框上有幾個(gè)屬性頁,分別為:命令、工具欄、鍵盤、菜單、選項(xiàng),下面分別加以介紹。命令屬性頁:其頁面如下:該屬性頁主要三項(xiàng):類別、命令、說明。類別:列出了應(yīng)用程序所有的菜單項(xiàng)。 命令:列出了選中的菜單項(xiàng)中所對(duì)應(yīng)的菜單命令。如上圖中選中的是“文件”菜單項(xiàng),則在“命令”欄中列出了
26、“文件”項(xiàng)所對(duì)應(yīng)的菜單命令。說明:如果選中了一個(gè)菜單命令,則在說明欄中注明該菜單命令的作用。工具欄屬性頁:其頁面如下:這一屬性頁用來設(shè)置工具欄,系統(tǒng)提供了三個(gè)工具欄,您可以在此控制其顯示或隱藏。并且,如果選中某一工具欄,可以勾上右下角的“顯示文件本(S)”,使每一按鈕下都顯示該按鈕的名稱。鍵盤屬性頁:其頁面如下:該屬性頁用來設(shè)置菜單命令的快捷鍵。方法是:在“類別”欄選擇菜單項(xiàng),然后在“命令”欄選擇需設(shè)置快捷鍵的菜單命令,此時(shí)說明欄會(huì)列出該菜單命令的作用,如果該菜單命令已設(shè)置了快捷鍵,則在“快捷鍵”欄會(huì)顯示已設(shè)置的快捷鍵。如要設(shè)置新的快捷鍵,則可在“請(qǐng)按新快捷鍵”欄中鍵入新的快捷鍵,然后按下指定
27、按鈕即可。如要?jiǎng)h除已有的快捷鍵,只要在“快捷鍵”欄中選中需刪除的快捷鍵,然后按下刪除按鈕即可。菜單屬性頁:其頁面如下:在該屬性頁中,您可以設(shè)置程序運(yùn)行時(shí)主框架的菜單,但建議用默認(rèn)值,也可以設(shè)置菜單展開時(shí)的動(dòng)畫,以及是否產(chǎn)生菜單陰影。選項(xiàng)屬性頁:其頁面如下:該屬性頁用來設(shè)置工具欄的一些特性,如果勾上“顯示關(guān)于工具欄的提示(T)”,使鼠標(biāo)在某一按鈕上停留片刻,則會(huì)顯示該按鈕的作用提示條。如果勾上“在屏幕提示中顯示快捷方式(K)”,則在顯示按鈕作用提示條時(shí)還會(huì)顯示該按鈕的快捷鍵。大圖標(biāo):使工具欄按鈕顯示為大圖標(biāo)。 五實(shí)驗(yàn)程序清單在安裝程序后,系統(tǒng)會(huì)將實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中的實(shí)驗(yàn)程序?qū)?yīng)的存盤文件拷貝到安裝目錄
28、下CMPPSample 目錄中,其對(duì)應(yīng)文件分別為:EX.TXT 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)機(jī)器指令及微指令存盤文件EX1.TXT 簡單模型機(jī)實(shí)驗(yàn)機(jī)器指令及微指令存盤文件EX2.TXT 帶進(jìn)位移位模型機(jī)實(shí)驗(yàn)機(jī)器指令及微指令存盤文件EX3.TXT 復(fù)雜模型機(jī)實(shí)驗(yàn)機(jī)器指令及微指令存盤文件8255.TXT 擴(kuò)展8255 實(shí)驗(yàn)機(jī)器指令及微指令存盤文件8253.TXT 擴(kuò)展8253 實(shí)驗(yàn)機(jī)器指令及微指令存盤文件8259.TXT 具有中斷處理功能模型機(jī)實(shí)驗(yàn)機(jī)器指令及微指令存盤文件RISC.TXT 基于RISC 處理器構(gòu)成的模型機(jī)機(jī)器指令存盤文件CHD.TXT 基于重疊技術(shù)構(gòu)成的模型機(jī)實(shí)驗(yàn)機(jī)器指令及微指令存盤文件LS
29、H.TXT 基于流水技術(shù)構(gòu)成的模型機(jī)實(shí)驗(yàn)機(jī)器指令存盤文件對(duì)于實(shí)驗(yàn)中的所有CPLD 應(yīng)用實(shí)驗(yàn)的源程序也都安裝于CMPPCPLD 目錄中,其對(duì)應(yīng)文件目錄分別為:ALU_ABL 以ABEL 語言描述的并行加法器實(shí)驗(yàn)ALU_P 以原理圖描述的并行加法器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)MULTIPLY 乘法器實(shí)驗(yàn)1032FIFO FIFO 實(shí)驗(yàn)COM_LOC 硬布線控制器實(shí)驗(yàn)BUS_CTR 總線控制實(shí)驗(yàn)MICROP 用CPLD 實(shí)現(xiàn)模型計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 8259 8259 實(shí)驗(yàn)RISC RISC 實(shí)驗(yàn)CHD1032 重疊實(shí)驗(yàn) LSH1032 流水實(shí)驗(yàn) 六注意問題在使用的過程中可能會(huì)碰到一些常見問題,現(xiàn)列出來須加以注意:1啟動(dòng)應(yīng)
30、用程序時(shí)報(bào)告串口初始化失敗。這說明當(dāng)前串口已經(jīng)被別的應(yīng)用程序占用,或該串口不存在,您可以關(guān)閉占用串口的程序或換一個(gè)串口試試,如果提示問題依舊,請(qǐng)重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī)再運(yùn)行程序。2程序啟動(dòng)時(shí)報(bào)告串口通訊失敗。這說明當(dāng)前程序已完成對(duì)串口的初始化工作,但是上位機(jī)和下位機(jī)的連接不正常,請(qǐng)確認(rèn)下位機(jī)電源已經(jīng)打開,串口線兩端接觸良好,上位機(jī)串口連接在軟件設(shè)定的串口號(hào)上,一切沒問題后再進(jìn)行一次串口測試,可以得到測試報(bào)告。3測試功能不能使用。因?yàn)橄到y(tǒng)測試功能只針對(duì)復(fù)雜模型機(jī)數(shù)據(jù)通路圖而言,所以只有在您打開復(fù)雜模型機(jī)數(shù)據(jù)通路圖后才可以進(jìn)行系統(tǒng)測試,系統(tǒng)測試應(yīng)在下位機(jī)按實(shí)驗(yàn)要求將實(shí)驗(yàn)連線連好后才進(jìn)行。4示波器游標(biāo)不能快
31、速移動(dòng)。實(shí)際上您可以通過鼠標(biāo)將游標(biāo)拽動(dòng)任何合法的位置,當(dāng)您將鼠標(biāo)光標(biāo)移動(dòng)到游標(biāo)附近時(shí)光標(biāo)會(huì)變成拽取狀,此時(shí)按下鼠標(biāo)左鍵就可以拖動(dòng)游標(biāo)了。5輸出區(qū)和指令區(qū)不能相互重疊。在拖動(dòng)輸出時(shí)按下Ctrl 鍵,就可以將兩個(gè)區(qū)域重疊起來了。6單節(jié)拍運(yùn)行程序之后不能修改機(jī)器指令或微指令。在單節(jié)拍運(yùn)行模式下是不允許您修改機(jī)器指令或微指令的,只有在退出單節(jié)拍模式后才能修改,退出單節(jié)拍模式就是將當(dāng)前指令周期執(zhí)行完。7在連續(xù)運(yùn)行程序時(shí)按下停止時(shí)沒有立即停止運(yùn)行。在復(fù)雜模型機(jī)通路圖中連續(xù)運(yùn)行是以單步機(jī)器為單位的,所以即使按下停止運(yùn)行按鈕,系統(tǒng)也不會(huì)立即停止,而是要將當(dāng)前機(jī)器指令執(zhí)行完。在其他的通路圖中,連續(xù)運(yùn)行是以指令周
32、期為單位的,因按下停止運(yùn)行按鈕后,系統(tǒng)會(huì)將當(dāng)前指令周期執(zhí)行完后才停止。8示波器測量波形時(shí)顯示不穩(wěn)定。在這種情況下您可以通過放大或縮小波形來加以調(diào)節(jié),當(dāng)然最好的辦法就是暫停波形顯示,這樣顯示的波形就不會(huì)閃動(dòng)。9做基于流水技術(shù)構(gòu)成模型計(jì)算機(jī)的實(shí)驗(yàn)時(shí)注意問題在做基于流水技術(shù)構(gòu)成模型計(jì)算機(jī)的實(shí)驗(yàn)時(shí),由于本實(shí)驗(yàn)不需要微程序,當(dāng)每次選擇流水?dāng)?shù)據(jù)通路圖時(shí)系統(tǒng)先將微程序的的00H、01H 兩個(gè)單元的內(nèi)容改為所需要的值。而實(shí)驗(yàn)中對(duì)于這兩個(gè)單元中的微程序不能隨意改變,軟件需要使用。 第2章實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)1 系統(tǒng)認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?搭建并操作一個(gè)最基本的模型計(jì)算機(jī)。2建立對(duì)計(jì)算機(jī)組成及其原理的基本認(rèn)識(shí)。二實(shí)驗(yàn)設(shè)備1T
33、DN-CM+或TDN-CM+教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一套。2PC 微機(jī)一臺(tái)。三實(shí)驗(yàn)原理1一臺(tái)簡單模型計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)為了更好地理解計(jì)算機(jī)的各組成部件是如何相互配合進(jìn)行工作的,我們將設(shè)計(jì)一個(gè)最基本的模型計(jì)算機(jī)。根據(jù)前面小節(jié)的知識(shí),我們將算術(shù)邏輯運(yùn)算器、控制器、寄存器、內(nèi)部總線等部件搭接起來構(gòu)成一個(gè)CPU,然后再加上存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備即構(gòu)成一臺(tái)完整的模型計(jì)算機(jī)。其邏輯框圖見圖1.4-1。圖1.4-1 模型機(jī)邏輯框圖其中ALU 為運(yùn)算器、DR1、DR2 為工作暫存器、R0 為通用寄存器、AR 為地址寄存器、PC 為程序計(jì)數(shù)器、IR 為指令寄存器、TIME 為時(shí)序發(fā)生器、MEM 為程序存儲(chǔ)器、INPUT 為輸
34、入設(shè)備、OUTPUT 為輸出設(shè)備、MC 為微程序控制器。2模型計(jì)算機(jī)的程序本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了四條指令,構(gòu)成了此模型計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng),即:助記符 機(jī)器指令碼 說 明IN 0000 0000 INPUTR0ADD addr 0001 0000 R0+addrR0OUT 0010 0000 R0LEDJMP addr0011 0000 addrPC應(yīng)用該指令系統(tǒng)可以編寫一段反映計(jì)算機(jī)操作的指令序列,它們就構(gòu)成了所謂的計(jì)算機(jī)程序,并將其以二進(jìn)制存放在主存儲(chǔ)器的連續(xù)的單元中。計(jì)算機(jī)通過連續(xù)運(yùn)行該段程序,就可以解決各種復(fù)雜的計(jì)算或是控制問題。3微程序Microprogram為實(shí)現(xiàn)以上計(jì)算機(jī)程序的操作,控制器對(duì)應(yīng)
35、于每一條機(jī)器指令都需要進(jìn)行一系列的微操作來完成該機(jī)器指令的操作。一個(gè)微操作則對(duì)應(yīng)一條微指令。如果控制器采用最普遍使用的微程序控制器,則一條機(jī)器指令的操作就需要一系列微指令來完成。它們構(gòu)成計(jì)算機(jī)的微程序并且是以二進(jìn)制數(shù)的形式存放在控制存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元中。與以上機(jī)器指令對(duì)應(yīng)的微操作內(nèi)容如表1.4-1 所示。表1.4-1 機(jī)器指令對(duì)應(yīng)的微操作機(jī)器指令助記符微操作說明 PCAR,PC+1PC 預(yù)備取指IN R0 RAMBUS,BUSIR 取指 INPUTR0 向R0 中輸入一個(gè)數(shù) PCAR,PC+1PC 預(yù)備取指 RAMBUS,BUSIR 取指ADD X,R0 PCAR,PC+1PC 預(yù)備取數(shù)據(jù) RA
36、MBUS,BUSDR2 取數(shù)據(jù)送入DR2 R0DR1 將R0 中的數(shù)送入DR1 DR1+DR2 R0 兩數(shù)相加,結(jié)果送入R0 PCAR,PC+1PC 預(yù)備取指OUT R0 RAMBUS,BUSIR 取指 R0OUTPUT 將結(jié)果輸出顯示 PCAR,PC+1PC 預(yù)備取指JMP 00 RAMBUS,BUSIR 取指 PCAR,PC+1PC 預(yù)備取數(shù)據(jù) RAMBUS,BUS PC 取數(shù)據(jù)送入PC 四實(shí)驗(yàn)步驟1構(gòu)造一臺(tái)模型計(jì)算機(jī)首先,參照?qǐng)D1.4-2,在教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中使用連接導(dǎo)線(排線)將模型計(jì)算機(jī)的各個(gè)部件連接在一起,構(gòu)成一臺(tái)完整的模型計(jì)算機(jī)。連接圖中凡是標(biāo)有小圓圈的連線都是需要連接導(dǎo)線的,而未標(biāo)
37、小圓圈的連線是系統(tǒng)已經(jīng)連接好的。連接完成后,請(qǐng)仔細(xì)檢查,以保證連接的正確性。2我們來編寫一段簡單程序操作的例子來說明計(jì)算機(jī)工作的過程。這個(gè)程序要執(zhí)行的功能是:1)由輸入設(shè)備向CPU 的通用寄存器R0 中輸入一個(gè)數(shù)。2)將輸入的數(shù)值與程序中的一個(gè)立即數(shù)相加。3)將運(yùn)算結(jié)果輸出到輸出設(shè)備上進(jìn)行顯示。4)跳轉(zhuǎn)返回到執(zhí)行第一條指令的狀態(tài)和位置。完成以上指令操作的程序內(nèi)容如表1.4-2 所示。表1.4-2 計(jì)算機(jī)操作程序地址指令碼指令助記符說明00 IN R0 INPUTR0 01 02 X ADD X,R0 R0+XR0 X 為立即操作數(shù),存放在02 單元中03 OUT R0 R0OUTPUT 04
38、05 JMP 00 00PC 3模型機(jī)操作前的準(zhǔn)備工作使用通訊電纜將實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的串行接口與PC 微機(jī)的串行接口相連接,并將實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的電源線接到電源插座中。然后啟動(dòng)PC 微機(jī),進(jìn)入Windows 系統(tǒng),安裝本設(shè)備提供的應(yīng)用軟件CMPP。(安裝方法及軟件使用可見用戶手冊(cè))。圖1.4-2 系統(tǒng)認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)接線圖4模型計(jì)算機(jī)的運(yùn)行操作1)打開實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的電源開關(guān), 點(diǎn)擊圖標(biāo)CMPP,運(yùn)行軟件。 若聯(lián)機(jī)正常后,將顯示如圖1.4-3 所示界面。圖1.4-3 聯(lián)機(jī)操作軟件主界面2)未聯(lián)機(jī)正常,也可以進(jìn)入軟件界面,但是所有的菜單里的功能全是灰色不可用(除“文件”及“端口”菜單),且指令區(qū)窗口中的數(shù)據(jù)也全以星號(hào)顯示。本
39、軟件的默認(rèn)串口為1號(hào)串口,若通訊電纜連接到2 號(hào)串口上,可進(jìn)入“【端口】”菜單,選擇2 號(hào)串口,然后進(jìn)行“【端口】-【端口測試】”,若還不正常,請(qǐng)確保打開系統(tǒng)電源及檢查通訊電纜的連接。具體排除故障見使用手冊(cè)。3)進(jìn)入“【轉(zhuǎn)儲(chǔ)】-【轉(zhuǎn)載】”,選擇系統(tǒng)軟件安裝時(shí)在CMPPSAMPLE 目錄下的一個(gè)例程EX.TXT,點(diǎn)擊“打開”后即進(jìn)行裝載。此文件包含有上述設(shè)計(jì)的模型機(jī)要執(zhí)行的機(jī)器指令程序及定義該機(jī)器指令系統(tǒng)的微程序??蓮摹啊疚募俊敬蜷_】”來打開此文件,可查看模型計(jì)算機(jī)操作的程序及其微程序。其內(nèi)容為:機(jī)器指令:$P0000$P0110$P0208$P0320$P0430$P0500微指令:$M$M
40、0101ED82$M0200C048$M0300B004$M0401A205$M05959A01$M0600D181$M$M0901ED83$M0A$M0B01ED86機(jī)器指令及微指令的描述格式為:4)裝載完成后,選擇“【運(yùn)行】-【通路圖】-【復(fù)雜模型機(jī)】”可打開一個(gè)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)通路圖,如圖1.4-4 所示:5)在執(zhí)行指令之前,要將實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)右下角的CLR 清零開關(guān)向上撥到0 位再撥回1 位,以將程序計(jì)數(shù)器和微地址寄存器清為零,使得程序可從零地址開始運(yùn)行。選擇“【運(yùn)行】【單步微指令】”功能,每按動(dòng)一次,系統(tǒng)運(yùn)行一條微指令并在界面中顯示動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)流及微地址等的變化,仔細(xì)觀察運(yùn)行過程,則可了解并掌握計(jì)算
41、機(jī)的工作過程。6)每按動(dòng)一次“【運(yùn)行】【單步機(jī)器指令】”,則單步執(zhí)行一條機(jī)器指令。一條機(jī)器指令對(duì)應(yīng)一段微程序,每執(zhí)行一條微指令時(shí),計(jì)算機(jī)同時(shí)顯示數(shù)據(jù)流,執(zhí)行完這條機(jī)器指令對(duì)應(yīng)的所有微指令后則自動(dòng)停止。此時(shí)可以再繼續(xù)單步執(zhí)行下一條機(jī)器指令。當(dāng)模型計(jì)算機(jī)執(zhí)行完一條指令后,PC 微機(jī)則根據(jù)指令的執(zhí)行過程,在屏幕上顯示出其數(shù)據(jù)流,圖中各部件的有效控制信號(hào)則用高亮顯示,并將下一條微指令代碼顯示在下方。這樣就可以形象地看到一條指令的執(zhí)行過程?!啊具\(yùn)行】【單步微指令】”的功能是單步執(zhí)行一條微指令,同時(shí)顯示其數(shù)據(jù)流?!啊具\(yùn)行】【連續(xù)運(yùn)行】”,則連續(xù)運(yùn)行全部程序,同時(shí)連續(xù)顯示整個(gè)數(shù)據(jù)流。當(dāng)按動(dòng)“【運(yùn)行】【停止】
42、”時(shí)才會(huì)停止執(zhí)行,但不是立即停止,只有當(dāng)一條機(jī)器指令運(yùn)行完后才會(huì)停止。圖1.4-47)單步執(zhí)行機(jī)器指令,并對(duì)照表1.4-2,觀察對(duì)應(yīng)一條機(jī)器指令的一系列微操作的運(yùn)行過程。思考問題1) 單步執(zhí)行微指令,觀察應(yīng)用軟件的數(shù)據(jù)通路圖中各部件的有效控制信號(hào)(高亮顯示),思考這些控制信號(hào)的作用。并對(duì)照?qǐng)D1-2,找到這些控制信號(hào)的來源,并思考它們是如何產(chǎn)生的,它們與微代碼的關(guān)系。思考微程序控制器在整個(gè)模型計(jì)算機(jī)運(yùn)行中的作用。2) 單步執(zhí)行指令A(yù)DD X,R0,觀察微操作DR1+DR2 R0 執(zhí)行時(shí),運(yùn)算器ALU 的有效控制信號(hào)S0-S3、M、CN,思考它們對(duì)運(yùn)算器算術(shù)邏輯操作的作用。實(shí)驗(yàn)2 算術(shù)邏輯運(yùn)算實(shí)驗(yàn)
43、一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解運(yùn)算器的組成結(jié)構(gòu)。2掌握運(yùn)算器的工作原理。3學(xué)習(xí)運(yùn)算器的設(shè)計(jì)方法。4掌握簡單運(yùn)算器的數(shù)據(jù)傳送通路。5驗(yàn)證運(yùn)算功能發(fā)生器74LS181 的組合功能。二實(shí)驗(yàn)設(shè)備TDN-CM+或TDN-CM+教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一套。三實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)中所用的運(yùn)算器數(shù)據(jù)通路圖如圖2.6-1。圖中所示的是由兩片74LS181 芯片以并/串形式構(gòu)成的8 位字長的運(yùn)算器。右方為低4 位運(yùn)算芯片,左方為高4 位運(yùn)算芯片。低位芯片的進(jìn)位輸出端Cn+4 與高位芯片的進(jìn)位輸入端Cn 相連,使低4 位運(yùn)算產(chǎn)生的進(jìn)位送進(jìn)高4位運(yùn)算中。低位芯片的進(jìn)位輸入端Cn 可與外來進(jìn)位相連,高位芯片的進(jìn)位輸出引至外部。兩個(gè)芯片的控制端S0S3
44、 和M 各自相連,其控制電平按表2.6-1。為進(jìn)行雙操作數(shù)運(yùn)算,運(yùn)算器的兩個(gè)數(shù)據(jù)輸入端分別由兩個(gè)數(shù)據(jù)暫存器DR1、DR2(用鎖存器74LS273 實(shí)現(xiàn))來鎖存數(shù)據(jù)。要將內(nèi)總線上的數(shù)據(jù)鎖存到DR1 或DR2 中,則鎖存器74LS273 的控制端LDDR1 或LDDR2 須為高電平。當(dāng)T4 脈沖來到的時(shí)候,總線上的數(shù)據(jù)就被鎖存進(jìn)DR1 或DR2 中了。為控制運(yùn)算器向內(nèi)總線上輸出運(yùn)算結(jié)果,在其輸出端連接了一個(gè)三態(tài)門(用74LS245 實(shí)現(xiàn))。若要將運(yùn)算結(jié)果輸出到總線上,則要將三態(tài)門74LS245 的控制端ALU-B 置低電平。否則輸出高阻態(tài)。圖2.6-1 運(yùn)算器通路圖數(shù)據(jù)輸入單元(實(shí)驗(yàn)板上印有INP
45、UT DEVICE)用以給出參與運(yùn)算的數(shù)據(jù)。其中,輸入開關(guān)經(jīng)過一個(gè)三態(tài)門(74LS245)和內(nèi)總線相連,該三態(tài)門的控制信號(hào)為SW-B,取低電平時(shí),開關(guān)上的數(shù)據(jù)則通過三態(tài)門而送入內(nèi)總線中??偩€數(shù)據(jù)顯示燈(在BUS UNIT 單元中)已與內(nèi)總線相連,用來顯示內(nèi)總線上的數(shù)據(jù)。控制信號(hào)中除T4 為脈沖信號(hào),其它均為電平信號(hào)。由于實(shí)驗(yàn)電路中的時(shí)序信號(hào)均已連至“W/R UNIT”單元中的相應(yīng)時(shí)序信號(hào)引出端,因此,需要將“W/R UNIT”單元中的T4 接至“STATE UNIT”單元中的微動(dòng)開關(guān)KK2 的輸出端。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),按動(dòng)微動(dòng)開關(guān),即可獲得實(shí)驗(yàn)所需的單脈沖。S3、S2、 S1、S0 、Cn、M、L
46、DDR1、LDDR2、ALU-B、SW-B 各電平控制信號(hào)則使用“SWITCHUNIT”單元中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)開關(guān)來模擬,其中Cn、ALU-B、SW-B 為低電平有效,LDDR1、LDDR2 為高電平有效。對(duì)于單總線數(shù)據(jù)通路,作實(shí)驗(yàn)時(shí)就要分時(shí)控制總線,即當(dāng)向DR1、DR2 工作暫存器打入數(shù)據(jù)時(shí),數(shù)據(jù)開關(guān)三態(tài)門打開,這時(shí)應(yīng)保證運(yùn)算器輸出三態(tài)門關(guān)閉;同樣,當(dāng)運(yùn)算器輸出結(jié)果至總線時(shí)也應(yīng)保證數(shù)據(jù)輸入三態(tài)門是在關(guān)閉狀態(tài)。四實(shí)驗(yàn)步驟1按圖2.6-2 連接實(shí)驗(yàn)電路并檢查無誤。圖中將用戶需要連接的信號(hào)線用小圓圈標(biāo)明(其它實(shí)驗(yàn)相同,不再說明)。2開電源開關(guān)。3用輸入開關(guān)向暫存器DR1 置數(shù)。撥動(dòng)輸入開關(guān)形成二進(jìn)制數(shù)
47、(或其它數(shù)值)。(數(shù)據(jù)顯示燈亮為0,滅為1)。使SWITCH UNIT 單元中的開關(guān)SW-B=0(打開數(shù)據(jù)輸入三態(tài)門)、ALU-B=1(關(guān)閉ALU 輸出三態(tài)門)、LDDR1=1、LDDR2=0。按動(dòng)微動(dòng)開關(guān)KK2,則將二進(jìn)制數(shù) 置入DR1 中。4用輸入開關(guān)向暫存器DR2 置數(shù)。撥動(dòng)輸入開關(guān)形成二進(jìn)制數(shù)(或其它數(shù)值)。SW-B=0、ALU-B=1 保持不變,改變LDDR1、LDDR2,使LDDR1=0、LDDR2=1。按動(dòng)微動(dòng)開關(guān)KK2,則將二進(jìn)制數(shù) 置入DR2 中。5檢驗(yàn)DR1 和DR2 中存的數(shù)是否正確。關(guān)閉數(shù)據(jù)輸入三態(tài)門(SW-B=1),打開ALU 輸出三態(tài)門(ALU-B=0),并使LDD
48、R1=0、LDDR2=0,關(guān)閉寄存器。置S3、S2、 S1、S0 、M 為1 1 1 1 1,總線顯示燈則顯示DR1 中的數(shù)。置S3、S2、 S1、S0 、M 為1 0 1 0 1,總線顯示燈則顯示DR2 中的數(shù)。6改變運(yùn)算器的功能設(shè)置,觀察運(yùn)算器的輸出。SW-B=1、ALU-B=0 保持不變。按表2-2 置S3、S2、 S1、S0 、M、Cn 的數(shù)值,并觀察總線顯示燈顯示的結(jié)果。例如:置S3、S2、 S1、S0 、M、Cn 為1 0 0 1 0 1,運(yùn)算器作加法運(yùn)算。置S3、S2、 S1、S0 、M、Cn 為0 1 1 0 0 0,運(yùn)算器作減法運(yùn)算。7驗(yàn)證74LS181 的算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算
49、功能(采用正邏輯)在給定DR1=65、DR2=A7 的情況下,改變運(yùn)算器的功能設(shè)置,觀察運(yùn)算器的輸出,填入下表中,并和理論分析進(jìn)行比較、驗(yàn)證。數(shù)據(jù)開關(guān)()三態(tài)門寄存器DR1()寄存器DR2()數(shù)據(jù)開關(guān)() ALU-B=1 LDDR1=1 LDDR1=0 SW-B=0 LDDR2=0 LDDR2=1 T4= T4=圖2.6-2 算術(shù)邏輯實(shí)驗(yàn)接線圖表2.6-1DR1DR2S3 S2 S1 S0M=0(算術(shù)運(yùn)算)M=1 (邏輯運(yùn)算)Cn=1 無進(jìn)位Cn=0 有進(jìn)位65 65 65 A7 A7 A7 F=(65) F=(E7) F=(7D) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( )
50、F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=(66) F=(E8) F=(7E) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( )F=(9A) F=(18) F=(82) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) F=( ) (二) 進(jìn)位控制實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?驗(yàn)證帶進(jìn)位控制的算術(shù)運(yùn)算功能發(fā)生器的功能。2.按指定數(shù)據(jù)完成幾種指定的算術(shù)運(yùn)算
51、。二實(shí)驗(yàn)設(shè)備TDN-CM+計(jì)算機(jī)組成原理教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一臺(tái),排線若干。三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 實(shí)驗(yàn)原理圖進(jìn)位控制實(shí)驗(yàn)原理圖進(jìn)位控制運(yùn)算器的實(shí)驗(yàn)原理如圖所示,在實(shí)驗(yàn)()的基礎(chǔ)上增加進(jìn)位控制部分,其中181的進(jìn)位進(jìn)入一個(gè)74鎖存器,其寫入是由T4和AR信號(hào)控制,T4是脈沖信號(hào),實(shí)驗(yàn)時(shí)將T4 連至“ STATE UNIT”的微動(dòng)開關(guān)KK2上。AR是電平控制信號(hào)(低電平有效),可用于實(shí)現(xiàn)帶進(jìn)位控制實(shí)驗(yàn),而T4脈沖是將本次運(yùn)算的進(jìn)位結(jié)果鎖存到進(jìn)位鎖存器中。 實(shí)驗(yàn)步驟() 連接實(shí)驗(yàn)線路,仔細(xì)查線無誤后,接通電源() 用二進(jìn)制數(shù)碼開關(guān)向DR1和DR2寄存器置數(shù),具體方法: 關(guān)閉ALU輸出三態(tài)門(ALU-B=1),開啟輸入
52、三態(tài)門(SW-B=0),設(shè)置數(shù)據(jù)開關(guān) 例如向DR1存入,向DR2存入。具體操作步驟如下:數(shù)據(jù)開關(guān)()三態(tài)門寄存器DR1()寄存器DR2()數(shù)據(jù)開關(guān)() ALU-B=1 LDDR1=1 LDDR1=0 SW-B=0 LDDR2=0 LDDR2=1T4= T4= () 進(jìn)位標(biāo)志清零具體操作方法如下:實(shí)驗(yàn)板中“SWITCH UNIT”單元中的CLR開關(guān)為標(biāo)志CY、ZI的清零開關(guān),它為零時(shí)是清零狀態(tài),所以將次開關(guān)做101操作,即可使標(biāo)志位清零。注:進(jìn)位標(biāo)志指示燈CY亮?xí)r表示進(jìn)位標(biāo)志為“”,無進(jìn)位;標(biāo)志指示燈CY滅時(shí)表示進(jìn)位為“”,有進(jìn)位。() 驗(yàn)證帶進(jìn)位運(yùn)算及進(jìn)位鎖存功能,使Cn=1,Ar=0來進(jìn)行帶進(jìn)位算術(shù)運(yùn)算。例如:做加法運(yùn)算,首先向DR1 、DR2置數(shù),然后使ALU-B=0,S3 S2 S1 S0 M狀態(tài)為1 0 0 1 0,此時(shí)數(shù)據(jù)總線上顯示的數(shù)據(jù)為DR1加DR2加當(dāng)前進(jìn)位標(biāo)志,這個(gè)結(jié)果是否產(chǎn)生進(jìn)位,則要按動(dòng)微動(dòng)開關(guān)KK2,若進(jìn)位標(biāo)志燈亮,表示無進(jìn)位;反之,有進(jìn)位。(三) 移位運(yùn)算實(shí)驗(yàn)一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康尿?yàn)證移位控制的組合功能。二實(shí)驗(yàn)設(shè)備TDN-CM+計(jì)算機(jī)組成原理教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一臺(tái),排線若干。三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1實(shí)驗(yàn)原理圖移位運(yùn)算實(shí)驗(yàn)原理圖移位運(yùn)算實(shí)驗(yàn)原理如圖所示,使用了一片74LS299作為移位發(fā)生器,其八輸
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