廣工計算機組成原理實驗報告(4500字)

1、計算機組成原理實驗報告課程名稱計算機組成原理實驗學院專業(yè)班級學號學生姓名指導教師2014年7月3日目錄實驗一：基礎匯編語言程序設計實驗. 51 實驗目的. 52 實驗設備及器材. 53 實驗說明和原理. 54 實驗內(nèi)容. 65 實驗步驟. 66 實驗截圖及思考題. 77 實驗思考與心得. 9實驗二：脫機運算器實驗. 101 實驗目的. 102 實驗設備與器材. 103 實驗說明和原理. 104 實驗內(nèi)容. 111/185 實驗步驟 / 表格填寫 . 116 實驗思考與心得. 12實驗三：存儲器部件教學實驗. 131 實驗目的. 132 實驗設備與器材. 133 實驗說明和原理. 134 實驗內(nèi)

2、容. 145 實驗步驟與截圖. 146 實驗思考與心得. 16實驗四：組合邏輯控制器部件教學實驗.171 實驗目的. 172 實驗設備與器材. 173 實驗說明和原理. 174 實驗內(nèi)容. 195實驗步驟/填表 . 196 實驗思考與心得. 232/18實驗五：微程序控制器部件教學實驗. 241 實驗目的. 242 實驗設備與器材. 243 實驗說明和原理. 244 實驗內(nèi)容. 255 實驗步驟與截圖. 266 實驗思考與心得. 29實驗六：輸入 / 輸出接口擴展實驗. 311 實驗目的. 312 實驗設備與器材. 313實驗說明和原理. 314 實驗內(nèi)容. 325 實驗步驟與pc 端截圖 .

3、 326 實驗思考與心得. 34實驗七：中斷實驗. 351 實驗目的. 353/182 實驗設備與器材. 353 實驗說明和原理. 354 實驗內(nèi)容. 365 實驗步驟與中斷程序編寫. 366 實驗思考與心得. 39實驗九： fpga芯片實現(xiàn)非流水線的cpu 系統(tǒng) ( 綜合實驗). 401 實驗目的. 402 實驗設備與器材. 403 實驗說明和原理. 414 實驗內(nèi)容. 415 實驗步驟與燒錄過程. 416 實驗思考與心得. 43學院學號：姓名教師評定實驗題目基礎匯編語言程序設計實驗實驗一：基礎匯編語言程序設計實驗1 實驗目的?學習和了解tec-xp+教學實驗監(jiān)控命令的用法;?學習和了解te

4、c-xp+教學實驗系統(tǒng)的指令系統(tǒng);? 學習簡單的 tec-xp+ 教學實驗系統(tǒng)匯編程序設計。 2 實驗設備及器材? 工作良好的 pc 機 ;? tec-xp+教學實驗系統(tǒng)和仿真終端軟件pcec 。3 實驗說明和原理實驗原理在于匯編語言能夠直接控制底層硬件的狀態(tài)，通過簡單的匯編指令查看、顯示、修改寄存器、存儲器等硬件內(nèi)容。4/18實驗箱正如一集成的開發(fā)板，而我們正是通過基礎的匯編語言對開發(fā)板進行使用和學習，過程中我們不僅需要運用匯編語言的知識，還需要結(jié)合數(shù)字邏輯中所學的關于存儲器、觸發(fā)器等基本器件的原理，通過串口通訊，實現(xiàn)程序的燒錄，實驗箱與 pc 端的通訊。4 實驗內(nèi)容1)學習聯(lián)機使用tec

5、xp+ 教學實驗系統(tǒng)和仿真終端軟件pcec ；2) 學習使用 windows 界面的串口通訊軟件；3) 使用監(jiān)控程序的 r 命令顯示 / 修改寄存器內(nèi)容、 d 命令顯示存儲內(nèi)容、 e 命令修改存儲內(nèi)容；4) 使用 a 命令寫一小段匯編程序， u 命令反匯編輸入的程序，用 g 命令連續(xù)運行該程序，用 t 、 p 命令單步運行并觀察程序單步執(zhí)行情況。5 實驗步驟1) 準備一臺串口工作良好的 pc 機器 ;2)將 tec-xp+放在實驗臺上 , 打開實驗箱的蓋子, 確定電源處于斷開狀態(tài);3) 將黑色的電源線一段接 220v 交流電源 , 另一端插在 tec-xp+ 實驗箱的電源插座里 ;5) 將 t

6、ec-xp+ 實驗系統(tǒng)左下方的六個黑色的控制機器運行狀態(tài)的開關置于正確的位置 , 再找個實驗中開關應置為 001100( 連續(xù)、內(nèi)存讀指令、組合邏輯、聯(lián)機、 16 位、 mach),6)控制開關的功能在開關上、下方有標識; 開關撥向上方表示1, 撥向下方表示0,x表示任意 , 其他實驗相同 ;7) 打開電源 , 船型開關盒 5v 電源指示燈亮 ;8) 在 pc 機上運行 pcec16.exe文件 , 根據(jù)連接的 pc 機的串口設置所用 pc 機的串口為 1 或 2, 其他的設置一般不用改動 , 直接回車即可 ; （ 8 ）按一下 reset 按鍵 , 再按一下 start 按鍵 , 主機上顯示

7、：6 實驗截圖及思考題【例 1 】設計一個小程序，用次數(shù)控制在終端屏幕上輸出0到9十個數(shù)字符代碼輸入：a 20202020 mvrdr2， 000amvrd r0， 0030out80decr2jrz 202e處push r02028 in 81shrr0jrnc 2028popr0incr0jr 2024202e ret；“0”字符的 ascii碼送寄存器 r0r0 低位字節(jié)；送入輸出字符個數(shù)；輸出保存在的字符 ；輸出字符個數(shù)減1 ；判10個字符輸出完否，已完，則轉(zhuǎn)到程序結(jié)束；未完，保存肋的值到堆棧中；查詢接口狀態(tài)，判字符串行輸出完成否，；未完成，則循環(huán)等待；已完成，準備輸出下一字符并從堆棧

8、恢復r0 的值 ；得到下一個要輸出的字符；轉(zhuǎn)去輸出字符5/18該程序的執(zhí)行碼放在2020起始的連續(xù)內(nèi)存區(qū)中。若送入源碼的過程中有錯，系統(tǒng)會進行提示，等待重新打入正確匯編語句。在輸入過程中，在應打入語句的位置直接打回車則結(jié)束輸入過程。結(jié)果顯示：思考題：若把in 81， shr r0， jrnc 2028三個語句換成4 個 mvrr r0，r0語句，該程序執(zhí)行過程會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？試分析并實際執(zhí)行一次。答：該程序改變這三條語句后，若用t 命令單條執(zhí)行，會依次顯示09 十個數(shù)字。若用g 命令運行程序，程序執(zhí)行速度快，端口輸出速度慢，這樣就會跳躍輸出?！纠?2 】從鍵盤上連續(xù)打入多個屬于0 到 9 的數(shù)

9、字符并在屏幕上顯示, 遇到非數(shù)字字符結(jié)束輸入過程.代碼輸入：結(jié)果顯示：【例 3 】計算 1 到 10 的累加和。代碼輸入：結(jié)果顯示：7 實驗思考與心得這是第一次計組的上機實驗，初步了解到tec-xp+教學系統(tǒng)的概況，通過仿真終端軟件pcec以及 windows界面的串口通訊軟件，結(jié)合對匯編基本指令的學習，讓我們熟悉計組的實驗工具和流程，為后續(xù)的實驗打下基礎。對匯編基本指令的學習，讓我對匯編語言以及嵌入式系統(tǒng)方向產(chǎn)生了興趣，并且通過匯編語言的學習，發(fā)現(xiàn)在高級語言中簡單的加法或變量申請，在底層實現(xiàn)的過程是相當復雜的。使用匯編語言直接控制硬件，讓我們親身感受到一個簡單的指令操作硬件時，硬件所發(fā)生的變

10、化，貌似回到了 70 年代的計算機學習一樣，而且在實驗一的學習過程中，懂得了一些基于實驗箱的匯編小程序，與單片機的使用有很多相似之處，十分有趣。另外，實驗一過程中使用絕對地址，直接訪問內(nèi)存的數(shù)據(jù)，讓我們脫離操作系統(tǒng)的封裝，更好地體會到直接控制硬件的感覺。然而，對于大程序的編寫，基本的匯編語言的編程難度比起高級語言高了不少，但匯編的學習的確促進了我們對計算機的認識。計算機學院學號：姓名教師評定實驗題目脫機運算器實驗實驗二：脫機運算器實驗1 實驗目的? 深入了解 am2901 運算器的功能與具體用法；? 深化運算器部件的組成、設計、控制與使用等知識。2 實驗設備與器材? tec-xp+教學實驗系統(tǒng)

11、和仿真終端軟件pcec 。3 實驗說明和原理本次實驗脫離pc 端，主要通過實驗箱進行。因此這個實驗更像數(shù)據(jù)邏輯的電路實驗。脫機運算器實驗，是指讓運算器從教學計算機整機中脫離出來，此時，它的全部控制與操作均需通過兩個 12 位的微型開關來完成，這就談不上執(zhí)行指令，只能通過開關、按鍵控制教學機的運算器完成指定的運算功能，并通過指示燈觀察運算結(jié)果。6/184 實驗內(nèi)容am2901 運算器反需在脫機方式下，對于給定指令分析其執(zhí)行過程中運算的步驟，通過對控制信號的設置，使之完成運算，并核對運算結(jié)果。5 實驗步驟 / 表格填寫sw1 、 sw2 、 sw3在脫機方式下，通過設置各微碼字段和數(shù)據(jù)開關，可實現(xiàn)

12、多種運算，以實現(xiàn) aaaah >r1為例說明操作過程。1) 按照下表中的微碼和數(shù)據(jù)開關，對運算器進行設置。操作步驟如下：cach ）；先按一下 restet 按鍵，再按一下 start 按鍵，進行初始化。 b) 通過 16 個數(shù)據(jù)開關設置立即數(shù) aaaah 。 c) 通過 sw1 、 sw2 、 sw3 設置各微碼。2)按一次 start鍵，立即數(shù)xxxx h置入 r1 ，通過顯示燈察看按start鍵后的輸出。若要進行其它操作：a) 重新設置 sw1 、 sw2 、 sw3 、數(shù)據(jù)開關，通過顯示燈觀察輸出。b)然后按 start鍵執(zhí)行操作，通過顯示燈觀察按下start鍵后的輸出，

13、檢查運算結(jié)果是否正確。3)完成下表的各種運算，記錄按start鍵前和按 start鍵后的 alu輸出及標志位c 、z 、 v 、 s 的值。6 實驗思考與心得am2901 的結(jié)構(gòu)，本次實驗初步知道它能實現(xiàn)r+s、 s-r 、 r-s初步了解運算器芯片三種算術(shù)運算功能，和五種邏輯運算功能。選擇alu 的八種運算（三種算術(shù)運算、五種邏輯運算）功能中的一種。是通過三位功能選擇碼i5 、 i4 、 i3 實現(xiàn)。選擇送入 alu 的兩個操作數(shù)據(jù)r和 s 的組合關系（數(shù)據(jù)來源）。是用i2、 i1、i0 三位操作數(shù)選擇碼控制實現(xiàn)的。選擇運算結(jié)果或有關數(shù)據(jù)以什么方式送往何處,這主要指通用寄存器組和q寄存器執(zhí)不

14、執(zhí)行接收操作或移位操作 , 以及向芯片的輸出信息y提供的是什么內(nèi)容。這是通過i8 、i7 、 i6 三位結(jié)果選擇碼控制實現(xiàn)的。因此我們通過了解am2901 運算器的邏輯功能, 懂得通過查表用指令微碼來實現(xiàn)一些簡單的邏輯功能.計算機學院姓名教師評定實驗題目存儲器部件教學實驗實驗三：存儲器部件教學實驗1 實驗目的? 熟悉 rom 芯片和 ram 芯片在功能和使用方法等方面的相同和差異之處。學習用編程器設備向eeprom芯片內(nèi)寫入一批數(shù)據(jù)的過程和方法。?理解并熟悉通過字、位擴展技術(shù)實現(xiàn)擴展存儲器系統(tǒng)容量的方案。?了解靜態(tài)存儲器系統(tǒng)使用的各種控制信號之間正常的時序關系。?了解如何通過讀、寫存儲順的指令

15、實現(xiàn)對58c65 rom芯片的讀、寫操作。?加深理解存儲器部件在計算機整機系統(tǒng)中的作用。2 實驗設備與器材? tec-xp+教學實驗系統(tǒng)和仿真終端軟件pcec 。3 實驗說明和原理內(nèi)存儲器原理：內(nèi)存儲器是計算機中存放正在運行中的程序和相關數(shù)據(jù)的部件。在教學計算機存儲器部件設計中，出于簡化和容易實現(xiàn)的目的，選用靜態(tài)存儲器芯片實現(xiàn)內(nèi)存儲器的存儲體，包括唯讀存儲區(qū)和隨讀寫存儲區(qū)兩部分，rom 存儲區(qū)選用4 片長度 8 位、容易 8kb的58c65 芯片實現(xiàn)， ram 存儲區(qū)選用 2 片長度 8 位、容量 2kb 的 6116 芯片實現(xiàn)，每 2 個 8 位的芯片合成一組用于組成 16 位長度的內(nèi)存字，

16、 6 個芯片被分成 3 組，其地址空間分配關系是： 0-1777h用于第一組rom ，固化監(jiān)控程序，2000-2777h用于 ram ，保存用戶程序和用7/18戶數(shù)據(jù)，其高端的一些單元作監(jiān)控程序的數(shù)據(jù)區(qū)，第二組rom 的地址范圍可以由用戶選擇，主要用于完成擴展內(nèi)存容量的教學實驗。地址總線的低13 位送到 rom 芯片的地址線引腳，用于選擇芯片內(nèi)的一個存儲字。用于實現(xiàn)存儲字的高位字節(jié)的3 個芯片的數(shù)據(jù)線引腳、實現(xiàn)低位字節(jié)的3 個芯片的數(shù)據(jù)線引腳分別連接在一起接到數(shù)據(jù)總線的高、低位字節(jié)，是實現(xiàn)存儲器數(shù)據(jù)讀寫的信息通路。數(shù)據(jù)總線要通過一個雙向三態(tài)門電路與cpu一側(cè)的內(nèi)部總線ib相連接，已完成存儲器、

17、接口電路和cpu之間的數(shù)據(jù)通訊。4 實驗內(nèi)容1) 要完成存儲器容量擴展的教學實驗，需為擴展存儲器選擇一個地址，并注意讀寫和 oe 等控制信號的正確狀態(tài)。2)用監(jiān)控程序的d 、 e 命令對存儲器進行讀寫操作，比較ram （ 3116）、 eeprom（ 28系列芯片）、eprom （ 27 系列芯片）在讀寫上的異同。3)用監(jiān)控程序的a 命令編寫一段程序，對ram （ 6116）進行讀寫，用d 命令查看結(jié)果是否正確。4)用監(jiān)控程序的a 命令編寫一段程序，對擴展存儲器eeprm （ 28 系列芯片）進行讀寫，用d 命令查看結(jié)果是否正確；如不正確，分析原因，改寫程序，重新運行。5 實驗步驟與截圖1)檢

18、查 fpga下方的標有 “ /ce ”的四組插針均是左邊兩個短接；2)檢查 ram（ 6116 ）上方的標有“/we”的插針應是左邊兩個短接；3) ram（ 6116 ）支持即時讀寫，可直接用a 、 e 命令向擴展的存儲器輸入程序或改變內(nèi)存單元的值。4) 將擴展的 rom 芯片插入標有 “ extromh ”和 “ extroml ”的自鎖緊插座，要注意芯片插入的方向，帶有半圓形缺口的一方朝左插入。如果芯片插入方向不對，會導致芯片燒毀，然后鎖緊插座。5)將擴展芯片下方的插針按下列方式短接：將標有“ /mwr”和 “ rd ”的三個插針左面兩個短接，將標有“/mwr”“ /oe ”“ gnd”的

19、三個插針左邊兩個短接。6)將擴展芯片上方標有extromh和 extroml的 “ /cs ”信號用自鎖緊線短接，然后短接到 memdc 138 芯片的上方的標有 “4000 5fff ” 地址單元。 注意：標有 /cs 的圓孔針與標有 mem/cs 的一排圓孔針中的任意一個都可以用導線相連；連接的地址范圍是多少，用戶可用的地址空間就是多少。7)將標有 “databus 15- 8”和 “databus 7- 0”的數(shù)據(jù)總線的指示燈下方的插針短接。8) 將標有 “ databus 15 - 8”和 “ adressbus 7 - 0”的數(shù)據(jù)總線的指示燈下方的插針短接。9) eprom是紫外線可

20、擦除的電可改寫的只讀存儲器芯片。在對eprom進行重寫前必須先擦除并判斷芯片是否為空，再通過編程器進行編程。10) at28c64b的讀操作和一般的ram 一樣，而其寫操作，需要一定的時間，大約為 1 毫秒。因此，需要編寫一延遲程序，在對eeprom進行寫操作時，調(diào)用該子程序，以完成正確的讀寫。6 實驗思考與心得能用 e 命令直接寫at28c64b的存儲單元，而不用a 命令，修改延時子程序，將其延時改短，可將延時子程序中的r3的內(nèi)容賦成00ff或 0fff等，再看運行結(jié)果時，發(fā)現(xiàn)因為當寫入雙字節(jié)指令的低位時會出錯，這也是不能用a 命令而只能用e 命令去寫存儲單元的原因。計算機學院學號：姓名教師

21、評定實驗題目組合邏輯控制器部件教學實驗實驗四：組合邏輯控制器部件教學實驗1 實驗目的8/18通過看懂教學計算中已經(jīng)設計好并正常運行的幾條典型指令的功能、格式和執(zhí)行流程，然后自己設計幾條指令的功能、格式、和執(zhí)行流程，并在教學計算機上實現(xiàn)、調(diào)試正確。其最終要達到的目的是：?深入理解計算機控制器的功能、組成知識。?深入地學習計算機各類典型指令的執(zhí)行流程。?指令格式、尋址方式、指令系統(tǒng)、指令分類等建立具體的總體概念。?學習組合邏輯控制器的設計過程和相關技術(shù)2 實驗設備與器材? tec-xp+教學實驗系統(tǒng)和仿真終端軟件pcec 。3 實驗說明和原理控制器設計是學習計算機總體組成和設計的最重要部分。要在t

22、ec-xp16教學計算機完成這項實驗，必須清楚地懂得：1)tec-xp+教學機的組合邏輯控制器主要由mach 器件組成。2) tec-xp+教學機上已實現(xiàn)了29 條基本指令。3)應了解監(jiān)控程序的a 命令只支持基本指令，擴展指令應用e 命令將指令代碼寫入到相應的存儲單元中；不能用t 、 p 命令單步調(diào)試擴展指令，只能用g 命令執(zhí)行有擴展指令的程序。4) 要明白 tec-xp+ 教學機支持的指令格式及指令執(zhí)行流程分組情況；理解tec-xp+教學機中已經(jīng)設計好并正常運行的各類指令的功能、格式和執(zhí)行流程、也包括控制器設計的實現(xiàn)中的具體路線的控制信號的組成。5)要明確自己要實現(xiàn)的指令功能、格式、執(zhí)行流程

23、設計中必須遵從的約束條件。為了完成自己設計幾條指令的功能、格式和執(zhí)行流程，并在教學計算機上實現(xiàn)、調(diào)試正確的內(nèi)容，具體過程包括：1) 確定指令格式和功能，要受到教學機已有硬件的約束，應盡量與已實現(xiàn)指令的格式和分類辦法保持一致。2) 劃分指令執(zhí)行步驟并設計每一步的執(zhí)行功能，設計節(jié)拍狀態(tài)的值，應參照已實現(xiàn)指令的處理辦法來完成，特別注意的是，讀取指令的節(jié)拍只能用原來已實現(xiàn)的，其他節(jié)拍的節(jié)拍狀態(tài)也應盡可能地與原用節(jié)拍的狀態(tài)保持一致和相近。3) 在指令流程表中真寫每一個控制信號的狀態(tài)值，基本上是個查表填數(shù)的過程，應特別仔細，并有意識地體會這些信號的控制作用。4) 在給出來 mach 的源文件中添加擴展指令

24、的控制信號的邏輯表達式，編譯適配后下載到 mach 器件中。5) 寫一個包含你設計的指令的程序，通過運行該程序檢查執(zhí)行結(jié)果的正確性，初步判斷你的設計是否正確；如果有問題，通過幾種辦法查出錯誤并改正，繼續(xù)調(diào)試，直到完全正確。4 實驗內(nèi)容1) 完成控制器部件的教學實驗，主要內(nèi)容是由學生自己設計幾條指令的功能、格式和執(zhí)行流程，并在教學機上實現(xiàn)、調(diào)試正確。2) 首先是看懂 tec-xp 教學機的功能部件組成和線路邏輯關系，然后分析教學計算機中已經(jīng)設計好并正常運行的幾條典型指令的功能、格式和執(zhí)行流程。3)設計幾條指令的功能、格式和執(zhí)行流程，并在教學計算機上實現(xiàn)、調(diào)試正確。4)單條運行指令。查看指令的功能

25、、格式和執(zhí)行流程。5)用監(jiān)控程序的a 、e 命令編寫一段小程序，觀察運行結(jié)果。5 實驗步驟 / 填表1)接通教學機電源。2)將教學機左下方的6 個撥動開關置為111100. 3)按一下 “ reset ”按鍵。9/184) 通過 16 位的數(shù)據(jù)開關 swh 、 swl 置入 16 位的指令操作碼。 5) 在單步方式下，通過指示燈觀察各類型基本指令的節(jié)拍。a)選擇基本指令的a 組指令中的add 指令，觀察其節(jié)拍流程：1 ）、置撥動開關 sw 00000000 00000001； 2 ）、按 reset按鍵；節(jié)拍指示燈t3 t0顯示1000 ； 3 ）、按 start 按鍵；節(jié)拍指示燈 t3t0

26、顯示 0000 ； 4 ）、按 start 按鍵；節(jié)拍指示燈 t3t0 顯示 0010 ； 5 ）、按 start 按鍵；節(jié)拍指示燈 t3t0 顯示 0011 ；b)選擇基本指令的b 指令中的push指令，觀察其節(jié)拍流程：c) 1）、置撥動開關sw 10000101 00000000； 2 ）、按 reset按鍵；節(jié)拍指示燈t3 t0顯示1000 ； 3 ）、按 start 按鍵；節(jié)拍指示燈 t3t0 顯示 0000 ； 4 ）、按 start 按鍵；節(jié)拍指示燈 t3t0 顯示 0010 ； 5 ）、按 start 按鍵；節(jié)拍指示燈 t3t0顯示 0110 ； 6 ）、按 start按鍵；節(jié)拍

27、指示燈t3t0顯示 0100 ；d)選擇基本指令的d 組指令中的cala指令，觀察其節(jié)拍流程：e) 1）、置撥動開關 sw 11000110 00000000； 2 ）、按 reset按鍵；節(jié)拍指示燈t3 t0顯示 1000 ；3 ）、按 start按鍵；節(jié)拍指示燈t3t0顯示 0000 ； 4 ）、按 start按鍵；節(jié)拍指示燈t3t0顯示 0010 ； 5 ）、按 start按鍵；節(jié)拍指示燈t3t0顯示 0110 ； 6 ）、按start 按鍵；節(jié)拍指示燈 t3t0 顯示 0100 ； 7 ）、按 start 按鍵；節(jié)拍指示燈 t3t0 顯示 0111 ； 8 ）、按 start 按鍵；節(jié)

28、拍指示燈 t3t0 顯示 0101 ； 6) 單步方式下，通過指示燈觀察各類基本指令的控制信號。a) 選擇指令的 a 組指令中的 shr 指令，觀察其執(zhí)行過程中控制信號的變化，分析其作用。b) 選擇基本指令的 b 組指令中的 jmpa 指令，觀察其執(zhí)行過程中控制信號c) 選擇基本指令的 d 組指令中的 cala 指令，觀察其執(zhí)行過程中控制信號的變化，分析其作用。7) 在以上幾步實驗的基礎上，選擇幾條擴展指令，設計出擴展指令的節(jié)拍和每拍對應的控制信號。a)選擇擴展指令的a 組指令中的 rcr 指令，觀察其節(jié)拍流程：1）、置撥動開關 sw 00101011 00010000； 2）、按 reset

29、按鍵；節(jié)拍指示燈 t3 t0顯示 1000； 3 ）、按 start按鍵；節(jié)拍指示燈t3t0顯示 0000 ； 4 ）、按 start按鍵；節(jié)拍指示燈 t3t0 顯示 0010 ； 5）、按 start按鍵；節(jié)拍指示燈t3t0顯示 0011 ；b)選擇擴展指令的c 級指令中的 ldra 指令，觀察其流程：1）、置撥動開關sw 11100100 00000000； 2）、按 reset按鍵；節(jié)拍指示燈t3 t0顯示 1000 ；3 ）、按 start按鍵；節(jié)拍指示燈 t3t0顯示 0000 ； 4）、按 start按鍵；節(jié)拍指示燈 t3t0顯示 0010 ； 5 ）、按 start按鍵；節(jié)拍指示

30、燈t3t0顯示0110 ； 6 ）、按 start按鍵；節(jié)拍指示燈t3t0顯示 0111 ； 7 ）、按 start按鍵；節(jié)拍指示燈t3t0顯示 0101；8)設計幾條擴展指令的控制信號如下：a)選擇擴展指令 adc 、stc、 jrs、 ldrx和 jmpr。b)根據(jù)設計的控制信號的表格用abel 語言編寫 mach 的邏輯表達式。 c)將編好的程序 machc.jed下載到 mach 芯片內(nèi)。9) 用教學機已實現(xiàn)的基本指令和擴展的幾條指令編寫程序并運行，測試擴展的幾條指令是否正確。a) adc 指令代碼輸入：10/18結(jié)果顯示：b) 測試 jmpr代碼輸入：結(jié)果顯示：c) 測試 ldrx

31、、 strx代碼輸入：結(jié)果顯示：6 實驗思考與心得經(jīng)過一段時間匯編語言的學習，發(fā)現(xiàn)我們的實驗箱與8686架構(gòu)的匯編指令的二進制表示代碼并不相同。而通過學習add,shr,out,mvrd,jrc,ret,cala等指令，對硬件運行流程以及匯編指令的控制和調(diào)試都有了新的進步。另外實驗箱的a 命令只支持基礎命令，而不支持擴展指令，當需要用到擴展指令時，要用e 命令輸入，并且通過g 命令執(zhí)行。這是后期實驗需要注意的地方。計算機學院學號：姓名教師評定實驗題目微程序控制器部件教學實驗實驗五：微程序控制器部件教學實驗1 實驗目的?全面掌握計算機各部件組成及相互聯(lián)接關系。?深入理解計算機微程序控制器的功能、

32、組成知識。?深入的學習計算機各類典型指令的執(zhí)行流程。?對指令格式、尋址方式、指令系統(tǒng)、指令分類等建立具體的總體概念。?學習微程序控制器的設計過程和相關技術(shù)。2 實驗設備與器材? tec-xp+教學實驗系統(tǒng)和仿真終端軟件pcec 。3 實驗說明和原理制器設計是學習計算機總體組成和設計的最重要部分。要在tec-xp16教學計算機完成這項實驗，必須清楚地懂得：1)tec-xp+教學機的微程序控制器主要由微程序定序器am2910 、產(chǎn)生當前微地址和下地址的微控存和 mach 器件組成。2)tec-xp+教學機上已實現(xiàn)了的全部基本指令和留給用戶實現(xiàn)的19 條擴展指令的控制信號都是由微控存和mach 給出

33、的。3)應了解監(jiān)控程序的a 命令只支持基本指令，擴展指令應用e 命令將指令代碼寫入到相應的存儲單元中；不能用t 、p 命令單步調(diào)試擴展指令，只能用g 命令執(zhí)行有擴展指令的程序。4) 要明白 tec-xp+ 教學機支持的指令格式及指令執(zhí)行流程分組情況；理解tec-xp+教學機中已經(jīng)設計好并正常運行的各類指令的功能、格式和執(zhí)行流程、也包括控制器設計的實現(xiàn)中的具體路線的控制信號的組成。5)要明確自己要實現(xiàn)的指令功能、格式、執(zhí)行流程設計中必須遵從的約束條件。為了完成自己設計幾條指令的功能、格式和執(zhí)行流程，并在教學計算機上實現(xiàn)、調(diào)試正確的內(nèi)容，具體過程包括：a) 確定指令格式和功能，包括確定要用的操作碼, 指令中的其它字段的內(nèi)容分配與使用， 要受到教學機已有硬件的約束，應盡量與已實現(xiàn)指令的格式和分