計算機組成原理實驗報告微程序控制單元實驗

1、西華大學數學與計算機學院實驗報告課程名稱：計算機組成原理年級：2011級實驗成績：指導教師：祝昌宇姓名：蔣俊實驗名稱：微程序控制單元實驗學號：312011080611118實驗日期：2013-12-15一、目的1熟悉微程序控制器的原理2掌握微程序編制、寫入并觀察運行狀態(tài)二、實驗原理（1）微程序控制單元的構成8位微地址寄存器由2片74LS161組成；3片6264為微程序存儲器；24位微程序鎖存器由3片74LS374組成。如圖 1圖1 微程序控制單元布局圖 （2）微程序控制單元原理由于本系統(tǒng)中指令系統(tǒng)規(guī)模不大、功能較簡單，微指令可以采用全水平、不編碼的方式，每一個微操作信號由1位微代碼來表示，24

2、位微代碼至少可表示24個不同的微操作控制信號。如要實現更多復雜的操作可通過增加一些譯碼電路來實現。增量方式來控制微代碼的運行順序，每一條指令的微程序連續(xù)存放在微指令存儲器連續(xù)的單元中。每一指令的微程序的入口地址是通過對指令操作碼的編碼來形成的。在本系統(tǒng)指令碼最長為8位，那么最多可形成256條指令。在微程序存儲器的0單元存放取指指令，在啟動時微地址寄存器清0，執(zhí)行取指指令。每一段微程序都以取指指令結束，以取得下一條指令。在本系統(tǒng)內，MLD為置微地址的控制信號，MCK為工作脈沖。當MLD0、MCK有上升沿時，把MD0MD7的值作為微程序的地址，打入微地址寄存器。當MLD1、MCK有上升沿時，微地址

3、計數器自動加1。圖2 微程序控制單元原理圖三、使用環(huán)境計算機組成原理實驗箱四、實驗步驟（一）準備工作將MD0MD7、MLD接入二進制開關上，將MCK、MOCK分別接入脈沖單元上的PLS1、PLS2上。請按下表接線信號定義接入開關位號MCKPLS1孔MOCKPLS 2孔MD0H0孔MD1H1孔MD2H2孔MD3H3孔MD4H4孔MD5H5孔MD6H6孔MD7H7孔MLDH23孔啟停單元中的停止按鈕，置實驗機為停機狀態(tài)。通過鍵盤把數據寫入微程序存儲器中，例如微地址0H中輸入11H、11H、11H三個字節(jié)，在05H中輸入55H、55H、55H三個字節(jié)，在06H中輸入66H、66H、66H三個字節(jié)。鍵

4、盤監(jiān)控輸入方法詳情可參見附錄一。鍵盤監(jiān)控輸入方法如下：按鍵盤任意鍵進入鍵盤監(jiān)控狀態(tài)自主菜單下選擇“1”屏幕上顯示：ADDRMICROCODE 00 xx xx xx光標定位在地址處，按“TAB”鍵在地址與微代碼之間切換，在光標所在處，按數字鍵即可對地址或者微代碼進行修改；按“LAST”鍵，修改后的微指令寫入相應單元后，地址減1；按“NEXT”鍵或者“ENTER”鍵，修改后的微指令寫入相應單元后，地址加1。此處則應按“TAB”鍵切換到微代碼處，輸入11H、11H、11H三個字節(jié)，完畢后按“NEXT”鍵，直到地址為05H，相同方法輸入55H、55H、55H三個字節(jié)，完畢后按“NEXT”鍵，在地址0

5、6H處輸入66H、66H、66H三個字節(jié)，完畢后按“ENTER”鍵。輸入完畢。（二）微地址打入操作按啟停單元中的停止按鈕，置實驗機為停機狀態(tài)，此時微地址寄存器被請零。按啟停單元中的運行按鈕，置實驗機為運行狀態(tài)。此時微程序存儲器為讀狀態(tài)，微地址寄存器（74LS161）確定了當前微程序存儲器的地址，并且輸出24位微操作（M0M23）。按脈沖單元中的PLS2脈沖按鍵，在MOCK上產生一個上升沿，把當前微程序存儲器輸出的微指令打入微指令鎖存器?？稍贑PT-B上的微指令指示燈顯示出當前微指令，應為11H、11H、11H。置MLD1，微代碼的地址MD0MD7（對應二進制開關H0H7）為05H（對應開關如下

6、表）H7H6H5H4H3H2H1H0H23MD7MD 6MD 5MD 4MD 3MD 2MD 1MD 0MLD000001010按脈沖單元中的PLS1脈沖按鍵，在MCK上產生一個上升沿，把MD0MD7打入74LS161，微地址指示燈MA0MA7將顯示為05H，微程序存儲器把05H單元的內容輸出。按脈沖單元中的PLS2脈沖按鍵，在MOCK上產生一個上升沿的脈沖，把當前微指令打入微指令鎖存器。可在CPT-B上的微指令指示燈顯示出當前微指令，為55H、55H、55H。（三）微地址+1操作置MLD1。按啟停單元中的運行按鈕，置實驗機為運行狀態(tài)。按脈沖單元中的PLS1脈沖按鍵，在MCK上產生一個上升沿，

7、微地址寄存器自動+1。若原來微地址為05H，那么當前的微地址指示燈MA0MA7將顯示為06H，同時微程序存儲器輸出06H單元中的內容。按脈沖單元中的PLS2脈沖按鍵，在MOCK上產生一個上升沿，將微程序存儲器輸出的微指令打入微指令鎖存器并輸出。在CPT-B上的微指令指示燈應顯示66H、66H、66H?？偨Y 通過本次實驗我掌握了微程序控制器的原理，同時也掌握了微程序的編制、寫入、觀察微程序的運行，學習了指令的執(zhí)行流程 ，我覺得這次實驗的原理比較容易理解，實施起來也不難，但是在實驗過程中，不知道是因為接線的問題還是儀器的問題一度不能成功，錄入了數據還是跳轉不到要去的地方。我們小組以為是輸入數據時出錯，重新輸了