試驗(yàn)指導(dǎo)書-微程序控制器

1、實(shí)驗(yàn)三微程序控制器匹配課程代碼及名稱：070023計(jì)算機(jī)組成原理 適用專業(yè)及本項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)3學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2016-5-18實(shí)驗(yàn)類型：綜合型一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙?1) 熟悉微程序控制器的基本概念。(2) 熟悉微程序控制器的基本結(jié)構(gòu)與基本組成。(3 )熟悉微程序控制器的基本工作原理。(4)熟悉微命令的產(chǎn)生和時(shí)序。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的控制器大部分采用微程序控制器，又稱存儲(chǔ)邏輯控制器。下圖1所示為微程序控制器框圖，其中實(shí)線部分均由JYS計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)提供，而虛線部分則需自行設(shè)計(jì)。當(dāng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)面板上的模式開關(guān)置于統(tǒng)調(diào)時(shí)，控制存儲(chǔ)器ROM2#、ROM1#、卩 IR158、卩 I

2、R70、L15-8、L7-0、RD CPy IR A0 A7 均連入 1032E 系統(tǒng)中。其中，自行設(shè)計(jì)的微程序計(jì)數(shù)器 卩PC向控制存儲(chǔ)器提供8位微地址，在控存讀 信號(hào)RD勺作用下，讀出一條長(zhǎng)16位的微指令代碼，并在打入命令 CPy IR的作用 下，送入卩IR158、卩IR70。狀態(tài)指示燈L15-8、L7-0用于顯示微指令寄存器 卩IR158、 卩IR70的內(nèi)容。微程序的時(shí)序如圖2所示，每按一次單脈沖鍵P (實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)面板右下角的單脈 沖鍵)便產(chǎn)生一個(gè)負(fù)脈沖，該脈沖的作用是：作為讀控存的命令JRDo負(fù)脈沖當(dāng)作CPy IR將讀出的微指令打入微指令寄存器 卩IR負(fù)脈沖的上升沿使 卩PC-1形成下一條

3、微指令的地址。負(fù)脈沖反相后的上升沿作為寄存器打入脈沖。圖1微程序控制器框圖P 4 ”P / 圖2微程序的時(shí)序三、實(shí)驗(yàn)條件及設(shè)備要求(1) 設(shè)備：JYS計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、聯(lián)想臺(tái)式計(jì)算機(jī)(2) 操作系統(tǒng)：Win dows XP(3) 軟件：ispLEVER 3.0、ispVM System 17.4四、實(shí)驗(yàn)實(shí)施步驟(一)微程序計(jì)數(shù)器 卩PC的層次化設(shè)計(jì) 要求使用層次化方法設(shè)計(jì)一個(gè)微程序計(jì)數(shù)器 卩PC其中cppc為時(shí)鐘脈沖, rst為復(fù)位鍵，輸出為q7q0。1、建立新項(xiàng)目啟動(dòng) ispLEVER，進(jìn)入項(xiàng)目管理器 ispLEVER Project Navigator，在 D 盤 新建test3文件

4、夾中新建項(xiàng)目卩pc.syn2、選擇器件在項(xiàng)目管理器中，雙擊ispLSI5256VE-165LF256項(xiàng)進(jìn)入器件選擇窗口， 選擇ispLSI1032E-70LJ84l,單擊“0K返回項(xiàng)目管理器。3、原理圖輸入(1)底層電路一：三位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)原理圖輸入根據(jù)圖1所示三位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器原理圖，采用圖形輸入法在計(jì)算機(jī)上完 成原理圖輸入。圖1三位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器原理圖生成元件符號(hào)count8(2)底層電路二：3-8譯碼器的設(shè)計(jì)原理圖輸入根據(jù)圖2所示3-8譯碼器原理圖，采用圖形輸入法在計(jì)算機(jī)上完成原理圖輸入生成元件符號(hào)dec38(3) 頂層電路(微程序計(jì)數(shù)器 卩PC的設(shè)計(jì)調(diào)用上述生成的元件符號(hào)co

5、unt8、dec38及輸入、輸出緩存器IOPAD , 經(jīng)連線、命名等步驟后完成微程序計(jì)數(shù)器卩PC原理圖，如下圖3所示。圖3微程序計(jì)數(shù)器原理圖4、管腳定義將卩PC勺計(jì)數(shù)脈沖CPPC定義在單脈沖(73)上，并用73引腳提供脈沖同時(shí)驅(qū)動(dòng)卩RD CPy IRo將卩PC的8位輸出q7q0定義在A7A0 (60-53)上。將卩PC的復(fù)位端rst定義在復(fù)位信號(hào) RET2 （24）上。5、文件編譯、適配和下載將實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的模式開關(guān)（K23）置于分調(diào)模式，進(jìn)行原理圖編譯和設(shè) 計(jì)適配，無(wú)誤后完成下載。（二）寫入微程序每條微指令均由4位十六進(jìn)制數(shù)表示，將下表1所示微程序?qū)懭隦0M2#、 R0M1#中，從0#單元開始

6、寫入。表1微程序微扌曰令編號(hào)單元地址ROM2#ROM1#10#50H40H21#A2H20H32#00H10H（三）讀出微指令1、將實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的模式開關(guān)（K23 ）置于統(tǒng)調(diào)模式。2、按RET2復(fù)位鍵，清 卩PC為0，卩PC旨向0號(hào)單元。3、每按一次單脈沖鍵，便讀出一條16位長(zhǎng)的微指令。微指令的高8位 出現(xiàn)在 卩IR158（41-34）上，并由L15L8指示。微指令的低8位出現(xiàn)在 卩IR70（52-45） 上，并由L7L0指示。每一條微指令的微命令便完成指定的操作。（四）生成元件符號(hào)卩pc將上圖3微程序計(jì)數(shù)器原理圖中輸入、輸出緩存 IOPAD刪除，將導(dǎo)線 重新連好并保存，在原理圖編輯器中選擇 File-Matchi ng Symbol命令生