中斷系統(tǒng)設(shè)計與測試

1、目 錄第一章 課程設(shè)計簡介11.1課程設(shè)計的目的11.2課程設(shè)計的題目11.3課程設(shè)計電路11.4課程設(shè)計設(shè)備21.5課程設(shè)計任務(wù)21.6課程設(shè)計的要求2第二章 數(shù)據(jù)通路設(shè)計32.1運(yùn)算器ALU32.2存儲器32.3數(shù)據(jù)通路總體圖5第三章 微程序控制器設(shè)計63.1控制存儲器63.2 微程序控制器圖83.3 控制臺83.4機(jī)器指令控制格式10第四章 機(jī)器語言程序設(shè)計.114.1機(jī)器語言程序.114.2 程序執(zhí)行過程分析.11第五章 指令流程測試與調(diào)試.135.1連線.135.2執(zhí)行過程135.2存程序機(jī)器代碼135.3執(zhí)行程序與驗(yàn)證結(jié)果14第六章 課程設(shè)計總結(jié)15參考文獻(xiàn)16第一章 課程設(shè)計簡介

2、1.1課程設(shè)計的目的1從硬件,軟件結(jié)合的角度，模擬單級中斷和中斷返回的過程； 2通過簡單的中斷系統(tǒng)，掌握中斷控制器，中間向量，中斷屏蔽等概念；3了解微程序控制器與中斷控制器工作的基本原理。1.2課程設(shè)計的題目本題目總共分為7個子標(biāo)題：1.加法指令中斷服務(wù)程序；2.減法指令中斷服務(wù)程序；3.乘法指令中斷服務(wù)程序；4.邏輯運(yùn)算指令中斷服務(wù)程序；5.條件轉(zhuǎn)移指令中斷服務(wù)程序； 6.寄存器尋址指令中斷服務(wù)程序； 7.寄存器間接尋址中斷服務(wù)程序。1.3課程設(shè)計電路 中斷屏蔽控制邏輯分別集成在2片GAL22V10(TIMER1和TIMER2)中。其ABEL語言表達(dá)式如下： INTR1:=INTR； INT

3、R1.CLK=CLK1； IE:=CLR&INTS#CLR&IE&!INTC； IE.CLK=MF； INTQ=IE&INTR1； 其中CLK1是TIMER1產(chǎn)生的時鐘信號，它主要是作為W1W4的時鐘脈沖，這里INTR1的時鐘信號，INTE的時鐘信號是晶振產(chǎn)生的MF。INTS微指令位是INTS機(jī)器指令執(zhí)行過程中從控制存儲讀出的，INTC微指令位是INTC機(jī)器指令執(zhí)行過程中從控制存儲器讀出的。INTE是中斷允許標(biāo)志，控制臺有一個指示燈IE顯示其狀態(tài)，它為1時，允許中斷，為0時，禁止中斷。當(dāng)INTS=1時，在下一個MF的上升沿IE變1，當(dāng)INTC=1時，在下一個MF

4、的上升沿IE變0。CLR信號實(shí)際是控制臺產(chǎn)生的復(fù)位信號CLR#。當(dāng)CLR=0時在下一個CLK1的上升沿IE變0。當(dāng)CLR=1且INTS=0且INTC=0時，IE保持不變。 INTR是外部中斷源，接控制臺按鈕INTR。按一次INTR按鈕，產(chǎn)生一個中斷請求正脈沖INTR。INTR1是INTR經(jīng)時鐘CLK1同步后產(chǎn)生的，目的是保持INTR1與實(shí)驗(yàn)臺的時序信號同步。INTR脈沖信號的上升沿代表有外部中斷請求到達(dá)中斷控制器。INTQ是中斷屏蔽控制邏輯傳遞給CPU的中斷信號，接到微程序控制器上。當(dāng)收到INTR脈沖信號時，若中斷允許位INTE=0，則中斷被屏蔽，INTQ仍然為0；若INTE=1，則INTQ=

5、1。 為保持中斷的斷點(diǎn)地址，以便中斷返回，設(shè)置了一個中斷地址寄存器IAR。第二節(jié)圖4中的IAR（U19）就是這個中斷地址寄存器，它是一片74HC374，有LDIAR和IAR_BUS#兩個信號輸入端，均連接至微程序控制器。LDIAR信號的上升沿到達(dá)時，來自程序計數(shù)器PC的地址會置入IAR中。IAR_BUS#為0時，保存在IAR中的斷點(diǎn)地址會輸出到數(shù)據(jù)總線DBUS上。由于本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)只有一個斷點(diǎn)寄存器而無堆棧，因此僅支持一級中斷而不支持多級中斷。中斷向量即中斷服務(wù)程序的入口地址，在本實(shí)驗(yàn)儀中由8位數(shù)碼 開關(guān)SW7SW0提供。1.4課程設(shè)計設(shè)備1.TEC-4計算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)儀一臺2.雙蹤示波器一臺（

6、并非必備）3.直流萬用表一只4.邏輯測試筆一支1.5課程設(shè)計任務(wù) 1.了解中斷系統(tǒng)中每個信號的意義和變化條件，編寫主程序和中斷服務(wù)程序。將主程序和中斷服務(wù)程序手工匯編成十六進(jìn)制機(jī)器代碼。 2.參考計算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)，再加上中斷系統(tǒng)，完成本次實(shí)驗(yàn)的線路連接。接通電源之前應(yīng)仔細(xì)檢查連接，確認(rèn)無誤。 3.將上述任務(wù)（1）的程序代碼存入內(nèi)存中，并根據(jù)需要設(shè)置通用寄存器組和內(nèi)存相關(guān)單元的數(shù)據(jù)。其中，寄存器R1的值應(yīng)置為21H，以便程序循環(huán)執(zhí)行。 4.從地址20H執(zhí)行程序，在程序運(yùn)行中，按一次控制臺的INTR。入中斷后，用單拍（DP）方式執(zhí)行，直到返回主程序?yàn)橹埂Ａ斜碛涗浿袛嘞到y(tǒng)中有關(guān)信號的變化情況，特別

7、要記錄好斷點(diǎn)地址和R0的值。 5.重復(fù)執(zhí)行（4）兩次。（一共執(zhí)行3次） 將RAM中20H單元的內(nèi)容由指令I(lǐng)NTS改為INTC，重做（4），記錄發(fā)生的現(xiàn)象。1.6課程設(shè)計的要求設(shè)計硬件各功能部件的連線圖，將微程序控制器同執(zhí)行部件聯(lián)機(jī)，組成一臺模型計算機(jī)，用微程序控制模型機(jī)數(shù)據(jù)通路。通過CPU運(yùn)行九條機(jī)器指令的簡單程序段，掌握機(jī)器指令與微指令的關(guān)系。五條指令的機(jī)器語言程序，其中包括加法指令中斷服務(wù)程序。第二章 數(shù)據(jù)通路設(shè)計2.1運(yùn)算器ALU1.DR1和DR2DR1和DR2是運(yùn)算操作數(shù)寄存器，DR1和ALU的B數(shù)據(jù)口相連，DR2和ALU的A數(shù)據(jù)口相連。DR1和DR2各由2片74HC298（U23，U

8、24，U21，U22）組成。U23是DR1的低4位，U24是DR1的高4位；U21是DR2的低4位，U22是DR2的高4位。當(dāng)M10且LDDR11時，在T3的下降沿，DR1接收來自寄存器堆B端口的數(shù)據(jù)；當(dāng)M11且LDDR11時，在T3的下降沿，DR1接收來自數(shù)據(jù)總線DBUS的數(shù)據(jù)。當(dāng)M20且LDDR21時，在T3的下降沿，DR2接收來自寄存器堆A端口的數(shù)據(jù)；當(dāng)M21且LDDR21時，在T3的下降沿，DR2接收來自數(shù)據(jù)總線DBUS的數(shù)據(jù)。2.運(yùn)算器介紹運(yùn)算器ALU由一片ispLSI1024（U47）組成，在選擇端S2，S1，S0控制下，對數(shù)據(jù)A和B進(jìn)行加、減、與、直通、乘五種運(yùn)算，功能如下：表2

9、.1 運(yùn)算器功能表選 擇操 作S2S1S0000A&B001A&A（直通）010AB011AB100A（低4位）×B（低4位）進(jìn)位C只在加法運(yùn)算和減法運(yùn)算時產(chǎn)生。加運(yùn)算中，C表示進(jìn)位；減運(yùn)算中，C代表借位。加、減運(yùn)算在T4的上升沿送入C寄存器保存。與、乘、直通操作不影響進(jìn)位C的狀態(tài)，即進(jìn)位C保持不變。 當(dāng)ALU-BUS1時，運(yùn)算結(jié)果送往數(shù)據(jù)總線DBUS。加、減產(chǎn)生的進(jìn)位C（借位）與控制臺的C指示燈相連。2.2存儲器1.雙端口存儲器RAM雙端口存儲器由一片IDT7132（U36）及少量附加控制電路組成。IDT7132是2048字節(jié)的雙端口靜態(tài)隨機(jī)存儲器，本機(jī)實(shí)際使用25

10、6字節(jié)。IDT7132兩個端口可同時進(jìn)行讀、寫操作。在本機(jī)中，左端口的數(shù)據(jù)連線數(shù)據(jù)總線DBUS，可進(jìn)行讀、寫操作，右端口數(shù)據(jù)和指令總線INS連接，輸出到指令寄存器IR，作為只讀端口使用。存儲器IDT7132有6個控制引腳：CEL，LRW，OEL，CER，RRW，OER。CEL，LRW，OEL控制左端口讀、寫操作；CER，RRW，OER控制右端口讀、寫操作。CEL為左端口選擇引腳，低有效，為高時禁止左端口操作；LRW為高時，左端口進(jìn)行讀操作，LRW為低時，左端口進(jìn)行寫操作；OER為低時，將左端口讀出的數(shù)據(jù)放到數(shù)據(jù)總線DBUS上。CER，RRW，OER控制右端口讀、寫操作的方式與CEL，LRW，O

11、ER控制左端口讀、寫操作的方式類似，不過右端口讀出的數(shù)據(jù)放到指令總線上而不是數(shù)據(jù)總線上。本機(jī)設(shè)計中，OER已固定接地，RRW固定接高電平，CER由CER反相產(chǎn)生。當(dāng)CER1時，右端口讀出數(shù)據(jù)，并放到指令總線INS上；當(dāng)CER0時，禁止右端口操作。左端口的OEL由LRW經(jīng)反相產(chǎn)生，不需單獨(dú)控制。當(dāng)CEL0且LRW1時，左端口進(jìn)行讀操作；當(dāng)CER0且LRW0時，在T3的上升沿開始進(jìn)行寫操作，將數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)寫入存儲器。2.地址寄存器AR1和AR2地址寄存器AR1（U37）和AR2（U27，U28）提供雙端口存儲器的地址。AR1是1片GAL22V10，具有加1功能，提供雙端口存儲器左端口的地址。A

12、R1從數(shù)據(jù)總線DBUS接收數(shù)據(jù)。AR1的控制信號是LDAR1和AR1-INC。當(dāng)AR1-INC1時，在T4的上升沿，AR1的值加1；當(dāng)LDAR11時，在T4的上升沿，將數(shù)據(jù)總線DBUS的數(shù)據(jù)打入地址寄存器AR1。AR2由2片74HC298組成，有兩個數(shù)據(jù)輸入端，一個來自程序計數(shù)器PC，另一個來自數(shù)據(jù)總線DBUS。AR2的控制信號是LDAR2和M3。M3選擇數(shù)據(jù)來源，當(dāng)M31時，選中數(shù)據(jù)總線DBUS；當(dāng)M30時，選中程序計數(shù)器PC。LDAR2控制何時接收地址，當(dāng)LDAR1時，在T2的下降沿將選中的數(shù)據(jù)源上的數(shù)據(jù)打入AR2。3.指令寄存器IR指令寄存器IR是1片74HC374（U20）。它的數(shù)據(jù)端

13、從雙端口存儲器接收數(shù)據(jù)（指令）。當(dāng)LDIR1時，在T4的上升沿將來自雙端口存儲器的指令打入指令寄存器IR保存。指令的操作碼部分送往控制器譯碼，產(chǎn)生各種所需的控制信號。大多數(shù)情況下，指令的操作數(shù)部分應(yīng)連到寄存器堆（用戶自己連接），選擇參與運(yùn)算的寄存器。在某些情況下，指令的操作數(shù)部分也參與新的PC的計算。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計了12條基本的機(jī)器指令，均為單字長（8位）指令。指令功能及格式如表2所示。表2中的X代表隨意值；RS1-RS0指的是寄存器堆的B端口選擇信號RS1，RS0，RD1，RD0指的是寄存器堆的A端口選擇信號RD1-RD0，不過由于運(yùn)算結(jié)果需寫回，因此它也同時指WR1，WR0，用戶需將它們對

14、應(yīng)連接。另一點(diǎn)需說明的是，為了簡化運(yùn)算，指令JC D中的D是一個4位的正數(shù)，用D3 D2 D1 D0表示。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)雖僅設(shè)計了12條基本的機(jī)器指令，但代表了計算機(jī)中常用的指令類型。必要時用戶可擴(kuò)充到16條指令或者重新設(shè)計指令系統(tǒng)。2.3數(shù)據(jù)通路總體圖 圖2.1 數(shù)據(jù)通路圖第三章 微程序控制器設(shè)計控制器位于本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的中上部，產(chǎn)生數(shù)據(jù)通路操作所需的控制信號。出廠時，提供了一個微程序控制器，使用戶能夠進(jìn)行基本的計算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)。在進(jìn)行硬聯(lián)線控制器實(shí)驗(yàn)，流水微程序控制器實(shí)驗(yàn)和流水硬聯(lián)線控制器實(shí)驗(yàn)等課程設(shè)計時，用戶可設(shè)計自己的控制器，部分或者全部代替出廠時提供的控制器。圖5是控制器的框圖。3.1控制存

15、儲器表3.1 各個結(jié)點(diǎn)功能INTS置中斷允許標(biāo)志INTE為1INTC清除中斷允許標(biāo)志INTELDIR（CER）為1時，允許對IR加載，此信號也可用于作為雙端口存儲器右端口選擇CERLDPCLDR4）為1時，允許對程序計數(shù)器PC加載，此信號也可用于作為R4的加載允許信號LDR4PC-ADD為1時，進(jìn)行PCD操作PC-INC為1時，進(jìn)行PC1操作M4當(dāng)M41時，R4從數(shù)據(jù)總線DBUS接收數(shù)據(jù)；當(dāng)M40時，R4從指令寄存器IR接收數(shù)據(jù)LDIAR為1時，允許對中斷地址寄存器IAR加載LDAR1（LDAR2）為1時，允許對地址寄存器AR1加載，此信號也可用于作為對地址寄存器AR2加載AR1-INC為1時

16、，允許進(jìn)行AR11操作M3當(dāng)M31時，AR2從數(shù)據(jù)總線DBUS接收數(shù)據(jù)；當(dāng)M30時，AR2從PC接收數(shù)據(jù)LDER為1時，允許對暫存寄存器ER加載IAR-BUS低有效，為0時將中斷地址寄存器IAR送數(shù)據(jù)總線DBUSSW-BUS低有效，為0時將控制臺開關(guān)SW7SW0送數(shù)據(jù)總線DBUSRS-BUS低有效，為0時將寄存器堆RF的B端口送數(shù)據(jù)總線DBUSALU-BUS為1時，將ALU中的運(yùn)算結(jié)果送數(shù)據(jù)總線DBUSCEL低有效，為0時允許雙端口存儲器左端口進(jìn)行讀、寫操作。LRW當(dāng)LRW1且CEL0時，雙端口存儲器左端口進(jìn)行讀操作；當(dāng)LRW0且CEL0時，雙端口存儲器左端口進(jìn)行寫操作WRD為1時，允許對寄存

17、器堆RF進(jìn)行寫操作LDDR1（LDDR2）為1時允許對操作數(shù)寄存器DR1加載。此信號也可用于作為對操作數(shù)寄存器DR2加載M1（M2）當(dāng)M11時，操作數(shù)寄存器DR1從數(shù)據(jù)總線DBUS接受數(shù)據(jù)；當(dāng)M10時，操作數(shù)寄存器DR1從寄存器堆RF接收數(shù)據(jù)。此信號也可用于作為操作數(shù)寄存器DR2的數(shù)據(jù)來源選擇信號S2，S1，S0選擇運(yùn)算器ALU的運(yùn)算類型TJ暫停微程序運(yùn)行NC0，NC1，NC2，NC3，NC4備用上述控制信號連同時序電路提供的時序、控制信號位于控制器的下邊。3.2 微程序控制器圖 圖3.1 微程序控制器圖3.3 控制臺表3.2 控制臺指令格式SWCSWBSWA工 作 方 式000PR， 啟動程

18、序001KRD，讀雙端口存儲器010KWE，寫雙端口存儲器011KLD，加載寄存器存器堆100KRR，讀寄存器堆 控制臺位于TEC-4計算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的下部，主要由若干指示燈和若干撥動開關(guān)組成，用于給數(shù)據(jù)通路置數(shù)、設(shè)置控制信號、顯示各種數(shù)據(jù)使用。1SW7SW0 數(shù)據(jù)開關(guān)，直接接到數(shù)據(jù)通路部分的數(shù)據(jù)總線DBUS上，用于向數(shù)據(jù)通路中的器件置數(shù)。開關(guān)撥到上面位置時輸出1，撥到下面位置時輸出0。SW7是最高位，SW0是最低位。2K15K0 雙位撥動開關(guān)。開關(guān)撥到上面位置時輸出1，撥到下面位置時輸出0。實(shí)驗(yàn)中用于模擬數(shù)據(jù)通路部分所需的電平控制信號。3數(shù)據(jù)指示燈D7D0 8個紅色發(fā)光二極管，用于顯示

19、數(shù)據(jù)總線DBUS或者指令寄存器IR的狀態(tài)。D7是最高位，D0是最低位。雙位開關(guān)IR/DBUS撥到IR位置時，顯示指令寄存器IR的狀態(tài)；雙位開關(guān)IR/DBUS撥到DBUS位置時，顯示數(shù)據(jù)總線DBUS狀態(tài)。4地址指示燈A7A0 8個綠色發(fā)光二極管，用于顯示雙端口存儲器的地址寄存器內(nèi)容。A7是最高位，A0是最低位。雙端口存儲器IDT7132有兩個地址端口，地址寄存器AR1提供左端口地址A7LA0L，地址寄存器AR2提供右端口地址A7RA0R。當(dāng)雙位開關(guān)AR2/AR1撥到AR1位置時，顯示地址寄存器AR1的內(nèi)容；當(dāng)雙位開關(guān)AR2/AR1撥到AR2位置時，顯示地址寄存器AR2的內(nèi)容。5其他指示燈P3，P

20、2，P1，P0，IE，C 六個黃色發(fā)光二極管用于顯示P3，P2，P1，P0，IE，C的值。P3，P2，P1，P0是控存的微代碼位，用于條件分支產(chǎn)生下一個微地址。C是加、減運(yùn)算時產(chǎn)生的進(jìn)位（借位）值。IE是中斷允許標(biāo)志。當(dāng)IE1時，允許中斷；當(dāng)IE0時，禁止中斷。6微動開關(guān)CLR，QD，INTR 這三個微動開關(guān)用于產(chǎn)生CLR，QD，INTR單脈沖。按一次按鈕CLR，產(chǎn)生一個負(fù)的單脈沖CLR，對全機(jī)進(jìn)行復(fù)位，使全機(jī)處于初始狀態(tài)，微程序地址置為000000B。CLR到時序和控制器的連接已在印制板上實(shí)現(xiàn)，控制存儲器和數(shù)據(jù)通路部分不使用復(fù)位信號CLR。按一次QD按鈕，產(chǎn)生一個正的QD啟動脈沖。QD和時序

21、部分的連接已在印制板上實(shí)現(xiàn)。按一次INTR按鈕，產(chǎn)生一個正的單脈沖，可用于作為中斷請求信號。INTR到時序部分和微程序地址譯碼電路的連接已在印制板上實(shí)現(xiàn)。這三個單脈沖都有插孔對外輸出，供用戶設(shè)計自己的控制器和時序電路時使用。7單步、單拍、單指令開關(guān)DB，DP，DZDB（單步），DP（單拍），DZ（單指）是三種特殊的非連續(xù)工作方式。當(dāng)DP1時，計算機(jī)處于單拍方式，按一次QD按鈕，每次只執(zhí)行一條微指令，發(fā)送一組時序信號T1，T2，T3，T4時序脈沖。3.4機(jī)器指令控制格式表3.3 機(jī)器指令格式 指 令 操 作 碼源 操 作 數(shù)目 標(biāo) 操 作 數(shù)名 稱助 記 符功 能 指 令 格 式R7 R6 R5

22、 R4R3 R2R1 R0加法ADD Rd，RsRd+Rs->Rd0 0 0 0RS1 RS0RD1 RD0減法SUB Rd，RsRd-Rs->Rd0 0 0 1RS1 RS0RD1 RD0乘法MUL Rd，RsRd*Rs->Rd0 0 1 0RS1 RS0RD1 RD0邏輯與AND Rd，RsRd&Rs->Rd0 0 1 1RS1 RS0RD1 RD0存數(shù)STA Rd，RsRd->Rs0 1 0 0RS1 RS0RD1 RD0取數(shù)LDA Rd，RsRs->Rd0 1 0 1RS1 RS0RD1 RD0無條件轉(zhuǎn)移指令JMP RsRs->Pc1

23、0 0 0RS1 RS0X X條件轉(zhuǎn)移JC D若C=1則PC+D->PC1 0 0 1D3 D2D1 D0停機(jī)STP暫停運(yùn)行0 1 1 0X XX X中斷返回IRET返回斷點(diǎn)1 0 1 0X XX X開中斷INTS允許中斷1 0 1 1X XX X關(guān)中斷INTC禁止中斷1 1 0 0X XX X微程序控制器組成原理圖： 微地址寄存器地址轉(zhuǎn)移邏輯P字段 控制字段 OP控制存儲器圖3.2 微程序控制器組成原理圖 第四章 機(jī)器語言程序設(shè)計4.1機(jī)器語言程序 主程序：地 址指 令機(jī) 器 代 碼20HINTSB0H21HADD R1,R105H22HADD R1,R105H23HADD R1,R1

24、05H24HSUB R1,R216H25HJMP R38CH中斷服務(wù)子程序：地 址指 令機(jī) 器 代 碼30HADD R1,R105H31HIRETA0H32HSUB R1,R115H33HIRETA0H34HMUL R1,R226H35HIRETA0H40HAND R1,R236H41HIRETA0H42HJC D 191H43HADD R1,R105H44HIRETA0H45HJMP R38CH46HADD R1,R105H47HIRETA0H50HLDA R1,R259H51HIRETA0H 表4.1 程序代碼設(shè)計結(jié)果表 4.2 程序執(zhí)行過程分析根據(jù)要求，置R0=10H,R1=11H,R2

25、=12H,R3=21H。主程序執(zhí)行過程： 1.程序計數(shù)器PC從指令寄存器取出20H地址中的指令05H，PC+1，將指令譯碼做加法結(jié)果存入第一個R1中，結(jié)果R1=22H。 2. ADD R1,R1：同上過程結(jié)果為R1=44H。 3. ADD R1,R1：同上過程，結(jié)果為R1=88H。 4. SUB R1,R2：程序計數(shù)器PC從指令寄存器取24H地址中的指令16H，結(jié)果存入R1中，PC+1，執(zhí)行結(jié)果應(yīng)為 R1=76H,R2=12H。 5. JMP R3：程序計數(shù)器PC從指令寄存器取25H地址中的指令8CH，程序計數(shù)器PC+1將指令譯碼條件跳轉(zhuǎn)操作,JMP R3,R3->PC, PC指向21H

26、；執(zhí)行地址為21H的ADD R1,R1依次循環(huán)下去。中斷程序執(zhí)行過程：1.ADD R1,R1，程序計數(shù)器PC從指令寄存器取30H地址中取指令05H，程序計數(shù)器PC+1，作加法運(yùn)算結(jié)果22H存到R1中，接著PC取31H地址中指令A(yù)0H中斷返回指令。2.AND R1,R2，程序計數(shù)器PC從指令寄存器取出40H地址對應(yīng)的指令36H，PC+1，同時結(jié)果10H存到R1中，PC取41H地址的指令A(yù)0H，中斷返回指令。 3.SUB R1,R1，程序計數(shù)器PC從指令寄存器取32H地址中取指令15H，程序計數(shù)器PC+1，作減法運(yùn)算結(jié)果00H存到R1中，接著PC取33H地址中指令A(yù)0H中斷返回指令。4.MUL R

27、1,R2，程序計數(shù)器PC從指令寄存器取34H地址中取指令26H，程序計數(shù)器PC+1，作乘法運(yùn)算結(jié)果79H存到R1中，接著PC取35H地址中指令A(yù)0H中斷返回指令，繼續(xù)運(yùn)行主程序。5.JC D 1，如果有進(jìn)位C=1，則PC+D->PC，D的地址加上PC取的地址為所要運(yùn)算內(nèi)容的地址。例如D=03，PC取42H，有效地址是45H，則執(zhí)行地址為45H的指令。如果C=0，則順序執(zhí)行下面的程序PC+1，結(jié)果22H存到R1中，PC+1取44H地址中的指令中斷返回，繼續(xù)運(yùn)行當(dāng)位置的主程序。6.JMP R3，令R3=30H將R3中的內(nèi)容變?yōu)镻C所指向的地址，則執(zhí)行30H地址的指令結(jié)果22H存到R1中，PC

28、+1，中斷返回。7.LDA R1,R2，把R2=55H的內(nèi)容作為R1的地址，以其地址找到55H所對應(yīng)的內(nèi)容（設(shè)55H對應(yīng)的內(nèi)容66H），將66H存到R1中。第五章 指令流程測試與調(diào)試5.1連線 1.時序發(fā)生器的輸入TJI接控制存儲器的輸入TJ?？刂破鞯妮斎隒接運(yùn)算器的ALU的C ?？刂破鞯妮斎隝R7,IR6,IR5,IR4依次指令寄存器的IR的輸出IR7,IR6,IR5,IR4。共6條線。 2.控制器的輸出LDIR(CE),LDPC(LDR4),PC-ADD,PCINC,M4,LDIAR,LDAR1(LDAR2),AR1-INC,M3,LDER,IARBUS#,SWBUS#,RSBUS#,AL

29、UBUS#,CEL#,LRW,WRD,LDDR1(LDDR2),M1(M2),S2,S1,S0依次與數(shù)據(jù)通路的對應(yīng)信號連接。共32條線。3.令寄存器IR的輸出IRO接雙端口寄存器堆的RDO,WRO,IR1接RD1,WR1,IR2接RS0,IR3接RS1。共 6條線。合上電源，按CLR#按鈕，使試驗(yàn)系統(tǒng)處于初始狀態(tài)。5.2執(zhí)行過程一，設(shè)置通用寄存器R1、R2的值在本操作中，我們使R1=21H ，R2=10H 1.令DP=0，DB=0，DZ=0，使實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)處于連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)。令SWB=1、SWA=1，使實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)處于寄存器加載工作方式KLD。按CLR#按鈕，使實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)處于初始狀態(tài)。 2在SW7SW0上

30、設(shè)置一個存儲器地址，該存儲器地址供設(shè)置通用寄存器使用。將該地址設(shè)置為0FFH。按依次QD按鈕，將0FFH寫入AR0和AR1。 3在SW7SW0上設(shè)置01H，作為通用寄存器R1的寄存器號。按一次QD按鈕，則將01H寫入IR。 4在SW7SW0設(shè)置21H，按一次QD按鈕，將21H寫入IR指定的R1寄存器。 5在SW7SW0設(shè)置02H，作為通用寄存器R2的寄存器號。按一次QD按鈕，則將02H寫入IR。 6在SW7SW0設(shè)置10H，作為R2的值。按一次QD按鈕，將10H寫入IR指定的R2寄存器。 7設(shè)置R1、R2結(jié)束，按CLR#按鈕，使實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)恢復(fù)到初始狀態(tài)。5.2存程序機(jī)器代碼1.令DP=0 DB=

31、0 DZ=0 使實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)處于連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)。令SEB=1 SWA=0，使實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)處于寫雙端口存儲器工作方式KWE，按CLR#按鈕，使實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)處于初始狀態(tài)。2.在SW7SW0上設(shè)置10H，按一次QD按鈕，則將10H寫入AR1。3.在SW7SW0上設(shè)置01H，按一次QD按鈕，則將01H寫入存儲器10H單元。4.按CLR#按鈕，使實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)恢復(fù)初始狀態(tài)。5.在SW7SW0上設(shè)置20H，按一次QD按鈕，則將20H寫入AR16. 在SW7SW0上設(shè)置0B0H，按一次QD按鈕，則將0B0H寫入存儲器20H單元。AR1自動加1，變?yōu)?1H。7. 在SW7SW0上設(shè)置58H，按一次QD按鈕，則將58H寫入存儲器2

32、1H單元。AR1自動加1，變?yōu)?2H。8.重復(fù)進(jìn)行下去，一直到將84H寫入存儲器29H單元。按CLR#按鈕，使試驗(yàn)系統(tǒng)恢復(fù)到初始狀態(tài)。9. 在SW7SW0上設(shè)置0A0H，按一次QD按鈕，則將0A0H寫入存儲器AR1.10.在SW7SW0上設(shè)置30H，按一次QD按鈕，則將30H寫入存儲器0A0H單元.11.在SW7SW0上設(shè)置0A0H，按一次QD按鈕，則將0A0H寫入存儲器0A1H單元.12.按CLR#按鈕，使實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)恢復(fù)到初始狀態(tài)。5.3執(zhí)行程序與驗(yàn)證結(jié)果 1.令DP=0 DB=0 DZ=0 使實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)處于連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)。 2.置SW7-SW0為20H，作為程序啟動地址。按QD按鈕，啟動程序從20H地址運(yùn)行。 3.按INTR按鈕，發(fā)出一個INTR中斷脈沖，請求中斷。中斷后硬件自動將中斷地址存入中斷地址寄存器IAR。微程序地址為25H。 4.置SW7-SW0為0AOH，這是中斷程序的入口地址。將DP由置0改為置1.按一次QD按鈕，將0A0H送入程序計數(shù)器PC。微程序地址應(yīng)為26H。 5.按一次QD按鈕，進(jìn)行取指微操作。微程序地址應(yīng)為05H。 6.按一次QD按鈕，進(jìn)行置數(shù)微操作，微程序地址為13H。 7.按一次QD按鈕，進(jìn)行R0&R0操作，只是問程序地址應(yīng)為38H。觀察DBUS總線的值，即為R0的值