TEC8計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)北郵

目錄TEC-8實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)簡(jiǎn)介運(yùn)算器組成實(shí)驗(yàn)雙端口存儲(chǔ)器實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通路實(shí)驗(yàn)微程序控制器實(shí)驗(yàn)CPU組成與機(jī)器指令的執(zhí)行中斷原理實(shí)驗(yàn)當(dāng)前1頁(yè)，總共76頁(yè)。TEC-81北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室TEC-8實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)簡(jiǎn)介當(dāng)前2頁(yè)，總共76頁(yè)。TEC-82北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室TEC-8實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)簡(jiǎn)介數(shù)碼管

邏輯筆硬布線(xiàn)/獨(dú)立/微程序轉(zhuǎn)換VGA

接口電源指示LOG微程序控制器

單片機(jī)交通燈喇叭LED

顯示運(yùn)算器存儲(chǔ)器EPM7128VCC

GND時(shí)鐘源電位器單脈沖時(shí)序操作模式數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)電平控制信號(hào)開(kāi)關(guān)當(dāng)前3頁(yè)，總共76頁(yè)。TEC-83北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室TEC-8實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)簡(jiǎn)介微命令指示燈微程序控制器E2PROM單片機(jī)89S52雙端口寄存器組7064運(yùn)算器74LS181雙端口RAM7132控制轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、指示燈編程開(kāi)關(guān)、指示燈、復(fù)位、插座P字段、微地址指示燈DBUSALU

A、B

PC、AR、IR、INSC

Z當(dāng)前4頁(yè)，總共76頁(yè)。TEC-84北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室TEC-8模型計(jì)算機(jī)框圖當(dāng)前5頁(yè)，總共76頁(yè)。時(shí)序發(fā)生器時(shí)鐘源，時(shí)序脈沖產(chǎn)生和譯碼電路，時(shí)序啟停邏輯等；提供CPU周期所需的時(shí)序信號(hào)，取指并執(zhí)行指令。提供數(shù)據(jù)通路和控制器各寄存器所需的節(jié)拍脈沖信號(hào)T1、T2、T3，以及中斷請(qǐng)求信號(hào)ITNQ.W1、W2、W3位節(jié)拍電位信號(hào)供硬連線(xiàn)控制器使用。單微指令開(kāi)關(guān)DP控制節(jié)拍脈沖信號(hào)T1、T2、T3的數(shù)目。當(dāng)DP朝上時(shí)，處于單微指令運(yùn)行方式，每按一次QD按鈕，只產(chǎn)生一組T1、T2、T3；當(dāng)DP朝下時(shí)，處于連續(xù)運(yùn)行方式，每按一次QD按鈕，開(kāi)始連續(xù)產(chǎn)生T1、T2、T3，直到按一次CLR按鈕或者控制器產(chǎn)生STOP信號(hào)為止。當(dāng)前6頁(yè)，總共76頁(yè)?；緯r(shí)序波形MF周期1μS，占空比50%，T1~T4的脈寬1μS。微指令周期4μS。當(dāng)前7頁(yè)，總共76頁(yè)。TEC-8控制操作模式控制信號(hào)切換器實(shí)現(xiàn)控制信號(hào)的切換。轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)撥到朝上位置時(shí)，TEC-8使用硬連線(xiàn)控制器產(chǎn)生的控制信號(hào)；撥到中間位置TEC-8各部件獨(dú)立，控制信號(hào)通過(guò)開(kāi)關(guān)來(lái)控制；撥到朝下位置時(shí)，TEC-8使用微程序控制器產(chǎn)生的控制信號(hào)。SWC、SWB、SWA確定的TEC-8的操作模式如圖：操作模式實(shí)驗(yàn)功能000啟動(dòng)程序運(yùn)行001寫(xiě)存儲(chǔ)器010讀存儲(chǔ)器011讀寄存器100寫(xiě)寄存器101運(yùn)算器組成實(shí)驗(yàn)110雙端口存儲(chǔ)器實(shí)驗(yàn)111數(shù)據(jù)通路實(shí)驗(yàn)當(dāng)前8頁(yè)，總共76頁(yè)。微程序控制數(shù)據(jù)通路實(shí)驗(yàn)流程圖當(dāng)前9頁(yè)，總共76頁(yè)。邏輯測(cè)試筆TTL/CMOS邏輯測(cè)試筆測(cè)試TTL/CMOS邏輯高(H)低(L)電平；測(cè)試連續(xù)脈沖()；單次脈沖計(jì)數(shù)器(D)；當(dāng)前10頁(yè)，總共76頁(yè)。實(shí)驗(yàn)設(shè)備TEC-8計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)1臺(tái)；TDS1001數(shù)字存儲(chǔ)示波器1臺(tái)；當(dāng)前11頁(yè)，總共76頁(yè)。一運(yùn)算器組成實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?⑴熟悉邏輯測(cè)試筆的使用方法。⑵熟悉TEC-8模型計(jì)算機(jī)的節(jié)拍脈沖T1、T2、T3；⑶熟悉雙端口通用寄存器組的讀寫(xiě)操作；⑷熟悉運(yùn)算器的數(shù)據(jù)傳送通路；⑸驗(yàn)證74LS181的加、減、與、或功能；⑹按給定的數(shù)據(jù)，完成幾種指定的算術(shù)、邏輯運(yùn)算運(yùn)算。當(dāng)前12頁(yè)，總共76頁(yè)。13當(dāng)前13頁(yè)，總共76頁(yè)。運(yùn)算器組成實(shí)驗(yàn)電路分析

雙端口寄存器組由1片EPM7064組成，內(nèi)部包含4個(gè)8位寄存器R0-3，4選1選擇器A、B和1個(gè)2-4譯碼器。根據(jù)信號(hào)RD1-0的值選擇寄存器送往ALU的A端口，根據(jù)信號(hào)RS1-0的值選擇寄存器送往ALU的B端口，當(dāng)DRW信號(hào)為1時(shí)，則在T3的上升沿，將數(shù)據(jù)總線(xiàn)DBUS上的數(shù)寫(xiě)入相應(yīng)寄存器。ALU由2片74LS181、1片74LS74、1片74LS244、1片74LS245和1片74LS30構(gòu)成。74LS181完成算術(shù)邏輯運(yùn)算，加法和減法同時(shí)影響C標(biāo)志和Z標(biāo)志，與操作和或操作只影響Z標(biāo)志。

當(dāng)前14頁(yè)，總共76頁(yè)。參考連線(xiàn)：數(shù)據(jù)通路RD0RD1RS0RS1DRW電平開(kāi)關(guān)K0K1K2K3K4數(shù)據(jù)通路LDCLDZS0S1S2S3M電平開(kāi)關(guān)K5K6K7K8K9K10K11數(shù)據(jù)通路ABUSSBUSCINMBUS指示燈K12K13K14GND當(dāng)前15頁(yè)，總共76頁(yè)。實(shí)驗(yàn)任務(wù)將運(yùn)算器模塊與實(shí)驗(yàn)臺(tái)操作板上的線(xiàn)路進(jìn)行連接。接好線(xiàn)后,將編程開(kāi)關(guān)撥到“正?！蔽恢?控制轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)撥到“獨(dú)立”位置，合上電源,按CLR#按鈕,使TEC-8實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)處于初始狀態(tài)。用開(kāi)關(guān)SW7~SW0向通用寄存器堆的R0~R3寄存器置數(shù)。驗(yàn)證ALU的正邏輯算術(shù)運(yùn)算驗(yàn)證邏輯運(yùn)算功能。當(dāng)前16頁(yè)，總共76頁(yè)。74LS181ALU算數(shù)/邏輯運(yùn)算功能表當(dāng)前17頁(yè)，總共76頁(yè)。實(shí)驗(yàn)要求做好實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，掌握運(yùn)算器的數(shù)據(jù)傳輸通路及其功能特性，熟悉實(shí)驗(yàn)中所用模擬開(kāi)關(guān)的作用和使用方法。寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)任務(wù)的數(shù)據(jù)表格，控制信號(hào)模擬開(kāi)關(guān)值，運(yùn)算結(jié)果。當(dāng)前18頁(yè)，總共76頁(yè)。二雙端口存儲(chǔ)器原理實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私怆p端口靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器IDT7132的工作特性及使用方法。了解半導(dǎo)體存儲(chǔ)器怎樣存儲(chǔ)和讀出數(shù)據(jù)。了解雙端口存儲(chǔ)器怎樣并行讀寫(xiě)，產(chǎn)生沖突的情況如何。當(dāng)前19頁(yè)，總共76頁(yè)。當(dāng)前20頁(yè)，總共76頁(yè)。當(dāng)前21頁(yè)，總共76頁(yè)。當(dāng)前22頁(yè)，總共76頁(yè)。TEC-8北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室

23當(dāng)前23頁(yè)，總共76頁(yè)。雙端口存儲(chǔ)器實(shí)驗(yàn)電路分析IDT7132的左右兩個(gè)端口有獨(dú)立的總線(xiàn)及控制信號(hào)：CE#、R/W#和OE#。左端口為讀、寫(xiě)端口，當(dāng)MEMW為1時(shí)，在T2上升沿將DBUS上的D7~0寫(xiě)入AR7~0指定的存儲(chǔ)單元；當(dāng)MBUS信號(hào)為1時(shí)，指定的存儲(chǔ)單元的數(shù)送DBUS；右端口為只讀方式，從PC7~0指定的存儲(chǔ)單元讀出指令I(lǐng)NS7~0，送往指令寄存器IR。程序計(jì)數(shù)器PC由2片GAL22V10組成。向RAM的右端口提供存儲(chǔ)器地址。當(dāng)信號(hào)LPC為1時(shí)，在T3的上升沿，將DBUS上的數(shù)D7~0寫(xiě)入PC；當(dāng)信號(hào)PCINC為1時(shí)，在T3的上升沿，PC加1；當(dāng)PCADD信號(hào)為1時(shí)，PC和IR中的轉(zhuǎn)移偏量相加，在T3的上升沿，將相加得到的和寫(xiě)入PC。地址寄存器AR由1片GAL22V10組成，向RAM的左端口提供存儲(chǔ)器地址AR7~0

。當(dāng)信號(hào)LAR為1時(shí)，在T3的上升沿，數(shù)據(jù)總線(xiàn)上的數(shù)D7~0寫(xiě)入AR。當(dāng)信號(hào)ARINC為1時(shí)，在T3的上升沿，完成AR加1.當(dāng)前24頁(yè)，總共76頁(yè)。參考連線(xiàn)：數(shù)據(jù)通路SBUSLARARINCMEMWMBUS電平開(kāi)關(guān)K0K1K2K3K4數(shù)據(jù)通路LPCPCINCPCADDLIR電平開(kāi)關(guān)K5K6K7K8當(dāng)前25頁(yè)，總共76頁(yè)。實(shí)驗(yàn)任務(wù)按電路圖將有關(guān)信號(hào)和二進(jìn)制開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)接好。將編程開(kāi)關(guān)撥到“正?！蔽恢?控制轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)撥到“獨(dú)立”位置，合上電源,按CLR#按鈕,使TEC-8實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)處于初始狀態(tài)。向存儲(chǔ)器的10H、20H、21H、22H單元寫(xiě)入55H、AAH、10H、20H。使用雙端口存儲(chǔ)器的左、右端口，依次讀出RAM中的內(nèi)容，觀察結(jié)果是否正確。

雙端口存儲(chǔ)器的并行讀寫(xiě)和訪問(wèn)沖突測(cè)試。當(dāng)前26頁(yè)，總共76頁(yè)。實(shí)驗(yàn)要求做好實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，掌握IDT7132雙端口存儲(chǔ)器的功能特性及使用方法。寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)任務(wù)的數(shù)據(jù)表格，檢測(cè)結(jié)果。當(dāng)前27頁(yè)，總共76頁(yè)。三數(shù)據(jù)通路組成實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步熟悉計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)通路；將雙端口通用寄存器堆和雙端口存儲(chǔ)器模塊聯(lián)機(jī)；掌握數(shù)字邏輯電路中故障的一般規(guī)律，以及排除故障的一般原則和方法；鍛煉分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力，在出現(xiàn)故障的情況下，獨(dú)立分析故障現(xiàn)象并排除故障。當(dāng)前28頁(yè)，總共76頁(yè)。TEC-8北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室

29當(dāng)前29頁(yè)，總共76頁(yè)。參考連線(xiàn)：數(shù)據(jù)通路ABUSSBUSRD0RD1RS0RS1DRW電平開(kāi)關(guān)K13K14K0K1K2K3K4數(shù)據(jù)通路S0S1S2S3MLDCLDZ電平開(kāi)關(guān)K5K6K7K8K9VCCVCC數(shù)據(jù)通路MBUSLARMEMWLPCARINCPCINCPCADD電平開(kāi)關(guān)K15K10K11K12GNDGNDGND當(dāng)前30頁(yè)，總共76頁(yè)。實(shí)驗(yàn)任務(wù)將實(shí)驗(yàn)電路與控制臺(tái)的有關(guān)信號(hào)進(jìn)行線(xiàn)路連接，方法同前面的實(shí)驗(yàn)。接好線(xiàn)后,將編程開(kāi)關(guān)撥到“正?！蔽恢?控制轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)撥到“獨(dú)立”位置，合上電源,按CLR#按鈕,使TEC-8實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)處于初始狀態(tài)。將數(shù)據(jù)寫(xiě)往寄存器R0~R3。將寄存器R0~R3中的數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器。從存儲(chǔ)器中讀出數(shù)據(jù)存到寄存器中，再送入運(yùn)算器進(jìn)行運(yùn)算，將運(yùn)算結(jié)果存回存儲(chǔ)器。當(dāng)前31頁(yè)，總共76頁(yè)。實(shí)驗(yàn)要求做好實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，掌握實(shí)驗(yàn)電路的數(shù)據(jù)通路特點(diǎn)和通用寄存器堆的功能特性。寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑敿?xì)的實(shí)驗(yàn)步驟，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。其他值得討論的問(wèn)題。當(dāng)前32頁(yè)，總共76頁(yè)。四微程序控制器組成實(shí)驗(yàn)⑴掌握微程序控制器的原理⑵掌握TEC-8模型計(jì)算機(jī)中微程序控制器的實(shí)現(xiàn)方法，尤其是微地址轉(zhuǎn)移邏輯的實(shí)現(xiàn)方法。⑶理解條件轉(zhuǎn)移對(duì)計(jì)算機(jī)的重要性。當(dāng)前33頁(yè)，總共76頁(yè)。TEC-8模型計(jì)算機(jī)框圖當(dāng)前34頁(yè)，總共76頁(yè)。TEC-8模型計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)TEC-8北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室

35當(dāng)前35頁(yè)，總共76頁(yè)。TEC-8北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室

36名稱(chēng)助記符功能指令格式IR(7-4)IR(3-2)IR(1-0)加法ADDRd,RsRd←Rd+Rs0001RdRs減法SUBRd,RsRd←Rd-Rs0010RdRs邏輯與ANDRd,RsRd←RdandRs0011RdRs加1INCRdRd←Rd+10100RdXX取數(shù)LDRd,[Rs]Rd←[Rs]0101RdRs存數(shù)STRs,[Rd]Rs→[Rd]0110RdRsC條件轉(zhuǎn)移JCaddrC=1，則PC←@+offset0111offsetZ條件轉(zhuǎn)移JZaddrZ=1，則PC←@+offset1000offset無(wú)條件轉(zhuǎn)移JMP[Rd]PC←Rd1001RdXX輸出OUTRsDBUS←Rs1010XXRs中斷返回IRET返回?cái)帱c(diǎn)1011XXXX關(guān)中斷DI禁止中斷1100XXXX開(kāi)中斷EI允許中斷1101XXXX停機(jī)STP暫停運(yùn)行1110XXXX當(dāng)前36頁(yè)，總共76頁(yè)。根據(jù)機(jī)器指令功能、格式和數(shù)據(jù)通路所需的控制信號(hào)，TEC-8采用如圖所示的微指令格式。微指令字長(zhǎng)40位，順序字段11位（判別字段P4～P0，后繼微地址NμA5～NμA0），控制字段29位，微命令直接控制。TEC-8北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室

37微程序控制器組成實(shí)驗(yàn)當(dāng)前37頁(yè)，總共76頁(yè)。微程序控制器實(shí)驗(yàn)TEC-8北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室

38當(dāng)前38頁(yè)，總共76頁(yè)。運(yùn)算器組成實(shí)驗(yàn)電路分析控制存儲(chǔ)器由5片58C65組成。58C65是一種8K×８位的E2PROM器件，TEC-8使用其中64個(gè)字節(jié)作為控制存儲(chǔ)器，微地址μA5~μA0。微地址寄存器μAR由D觸發(fā)器74LS174LS組成。當(dāng)按下復(fù)位按鈕CLR時(shí)，產(chǎn)生的信號(hào)CLR#(負(fù)脈沖)使微地址寄存器復(fù)位，μA5~μA0為00H，在一條微指令結(jié)束時(shí)，用T3的下降沿將微地址轉(zhuǎn)移邏輯產(chǎn)生的下條微指令地址NμA5、NμA4-T~NμA0-T寫(xiě)入微地址寄存器。微地址轉(zhuǎn)移邏輯由若干與門(mén)和或門(mén)組成，實(shí)現(xiàn)“與~或”邏輯。當(dāng)前39頁(yè)，總共76頁(yè)。微程序控制器的組成產(chǎn)生數(shù)據(jù)通路操作所需控制信號(hào)。存儲(chǔ)邏輯型的微程序；時(shí)序邏輯型的硬布線(xiàn)?？刂撇考鷪?zhí)行部件的控制命令：微命令；執(zhí)行部件進(jìn)行的操作：微操作；在一個(gè)CPU周期中，一組實(shí)現(xiàn)一定操作功能的微命令的組合：微指令。微指令序列構(gòu)成微程序。執(zhí)行當(dāng)前的微指令時(shí)，必須指出后繼微地址，以便當(dāng)前微指令執(zhí)行完畢后，取出下一條微指令。當(dāng)前40頁(yè)，總共76頁(yè)。微指令格式NμA5~NμA0下址，在微指令順序執(zhí)行的情況下，它是下一條微指令的地址P0=1時(shí)，根據(jù)后繼微地址NμA5~NμA0和模式開(kāi)關(guān)SWC、SWB、SWA確定下一條微指令的地址。P1=1時(shí)，根據(jù)后繼微地址NμA5~NμA0和指令操作碼IR7~IR4確定下一條微指令的地址。P2=1時(shí)，根據(jù)后繼微地址NμA5~NμA0和進(jìn)位C確定下一條微指令的地址。P3=1時(shí)，根據(jù)后繼微地址NμA5~NμA0和結(jié)果為0標(biāo)志Z確定下一條微指令的地址。P4=1時(shí)，根據(jù)后繼微地址NμA5~NμA0和中斷信號(hào)INT確定下一條微指令的地址。模型計(jì)算機(jī)中，中斷信號(hào)INT由時(shí)序發(fā)生器在接到中斷請(qǐng)求信號(hào)后產(chǎn)生。STOP=1時(shí)，在T3結(jié)束后時(shí)序發(fā)生器停止輸出節(jié)拍脈沖T1、T2、T3。LIAR=1時(shí)，在T3的上升沿，將PC7~PC0寫(xiě)入中斷地址寄存器IAR。INTDI=1時(shí)，置允許中斷標(biāo)志(在時(shí)序發(fā)生器中)為0，禁止TEC-8模型計(jì)算機(jī)響應(yīng)中斷請(qǐng)求INTEN=1時(shí)，置允許中斷標(biāo)志(在時(shí)序發(fā)生器中)為1，允許TEC-8模型計(jì)算機(jī)響應(yīng)中斷請(qǐng)求IABUS=1時(shí)，將中斷地址寄存器中的地址送數(shù)據(jù)總線(xiàn)DBUS。PCADD=1時(shí)，將當(dāng)前的PC值加上相對(duì)轉(zhuǎn)移量，生成新的PC。當(dāng)前41頁(yè)，總共76頁(yè)。控制臺(tái)工作方式

（SWC、SWB、SWA為控制臺(tái)指令的定義開(kāi)關(guān)）SWCSWBSWA操作000取指001寫(xiě)存儲(chǔ)器010讀存儲(chǔ)器011寫(xiě)寄存器100讀寄存器當(dāng)前42頁(yè)，總共76頁(yè)。微程序控制器實(shí)驗(yàn)TEC-8北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室

43操作模式實(shí)驗(yàn)功能備注000啟動(dòng)程序運(yùn)行001寫(xiě)存儲(chǔ)器010讀存儲(chǔ)器011讀寄存器100寫(xiě)寄存器101運(yùn)算器組成實(shí)驗(yàn)110雙端口存儲(chǔ)器實(shí)驗(yàn)111數(shù)據(jù)通路實(shí)驗(yàn)當(dāng)前43頁(yè)，總共76頁(yè)。TEC-8北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室

44當(dāng)前44頁(yè)，總共76頁(yè)。實(shí)驗(yàn)任務(wù)熟悉微程序流程圖和微程序代碼表。正確設(shè)置模式開(kāi)關(guān)SWC、SWB、SWC，用單微指令方式(單拍開(kāi)關(guān)DP設(shè)置為1)跟蹤控制臺(tái)操作讀寄存器、寫(xiě)寄存器、讀存儲(chǔ)器、寫(xiě)存儲(chǔ)器的執(zhí)行過(guò)程，記錄下每一步的微地址μA5~μA0、判別位P4~P0和有關(guān)控制信號(hào)的值，寫(xiě)出這4種控制臺(tái)操作的作用和使用方法。正確設(shè)置指令操作碼IR7~IR4，用單微指令方式跟蹤除停機(jī)指令STP之外的所有指令的執(zhí)行過(guò)程。記錄下每一步的微地址μA5~μA0、判別位P4~P0和有關(guān)控制信號(hào)的值。對(duì)于JZ指令，跟蹤Z=1、Z=0兩種情況；對(duì)于JZ指令，跟蹤C(jī)=1、C=0兩種情況。當(dāng)前45頁(yè)，總共76頁(yè)。微程序控制器組成實(shí)驗(yàn)接線(xiàn)參考控制器IR4-IIR5-IIR6-IIR7-I模擬開(kāi)關(guān)K0K1K2K3時(shí)序電路C-IZ-I固定電平K4K5接好線(xiàn)后，將編程開(kāi)關(guān)撥到“正?！蔽恢?，控制轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)撥到“微程序”位置，合上電源，按CLR#按鈕，使TEC-8實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)處于初始狀態(tài)。當(dāng)前46頁(yè)，總共76頁(yè)。控制臺(tái)操作微程序流程舉例寫(xiě)存儲(chǔ)器(WRM)：按下復(fù)位按鈕CRL#，置SWC=0，SWB=0，SWA=1。

①在SW7~SW0中設(shè)置存儲(chǔ)器地址，按QD按鈕將此地址打入AR。

②在SW7~SW0置好數(shù)據(jù)，按QD按鈕，將數(shù)據(jù)寫(xiě)入AR指定的存儲(chǔ)器單元，這時(shí)AR加1。

③返回②。依次進(jìn)行下去，直到按復(fù)位按鈕CRL#為止。實(shí)現(xiàn)對(duì)RAM的手動(dòng)寫(xiě)入（主要是自己編寫(xiě)的程序和數(shù)據(jù)）。當(dāng)前47頁(yè)，總共76頁(yè)?？刂婆_(tái)操作微程序流程舉例啟動(dòng)程序(PR)：按下復(fù)位按鈕CRL#后，微地址寄存器清零。置SWC=0，SWB=0，SWA=0，用數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)SW7~SW0設(shè)置RAM中的程序首地址，按QD按鈕后，啟動(dòng)程序執(zhí)行。觀察不同機(jī)器指令對(duì)應(yīng)微程序的執(zhí)行。當(dāng)前48頁(yè)，總共76頁(yè)。實(shí)驗(yàn)要求做好實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，掌握微程序控制器和時(shí)序發(fā)生器的工作原理。根據(jù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)所提要求，在預(yù)習(xí)時(shí)完成表格填寫(xiě)、數(shù)據(jù)和理論分析。寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)?zāi)康臅r(shí)序波形圖和測(cè)量值，記錄數(shù)據(jù)表格。當(dāng)前49頁(yè)，總共76頁(yè)。五CPU組成與機(jī)器指令執(zhí)行實(shí)驗(yàn)將微程序控制器同執(zhí)行部件（整個(gè)數(shù)據(jù)通路）聯(lián)機(jī)，組成一臺(tái)模型計(jì)算機(jī)；用微程序控制器控制模型機(jī)數(shù)據(jù)通路，將相應(yīng)的信號(hào)線(xiàn)連接，構(gòu)成一臺(tái)能運(yùn)行測(cè)試程序的CPU。通過(guò)TEC-8執(zhí)行由機(jī)器指令組成的簡(jiǎn)單程序。理解計(jì)算機(jī)如何取出指令、如何執(zhí)行指令、如何在一條指令執(zhí)行結(jié)束后自動(dòng)取出下一條指令并執(zhí)行，牢固建立的計(jì)算機(jī)整機(jī)概念。當(dāng)前50頁(yè)，總共76頁(yè)。實(shí)驗(yàn)要求將簡(jiǎn)單程序進(jìn)行譯碼，按指令格式匯編成二進(jìn)制機(jī)器代碼。完成控制臺(tái)、時(shí)序部件、數(shù)據(jù)通路和微程序控制器之間的連線(xiàn)。將程序機(jī)器代碼利用控制臺(tái)指令寫(xiě)入內(nèi)存。根據(jù)程序的需要設(shè)置通用寄存器堆中相關(guān)寄存器的數(shù)據(jù)。單拍方式執(zhí)行一遍程序，記錄相關(guān)寄存器和存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元數(shù)據(jù)，與理論值比較分析。連續(xù)方式再次執(zhí)行一遍程序，記錄相關(guān)寄存器和存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元數(shù)據(jù)，與理論值比較分析。當(dāng)前51頁(yè)，總共76頁(yè)。TEC-8模型計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)TEC-8北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室

52當(dāng)前52頁(yè)，總共76頁(yè)?？刂婆_(tái)工作方式

（SWC、SWB、SWA為控制臺(tái)指令的定義開(kāi)關(guān)）SWCSWBSWA操作000取指001寫(xiě)存儲(chǔ)器010讀存儲(chǔ)器011寫(xiě)寄存器100讀寄存器當(dāng)前53頁(yè)，總共76頁(yè)。TEC-8北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室

54當(dāng)前54頁(yè)，總共76頁(yè)。控制臺(tái)操作微程序流程舉例寫(xiě)存儲(chǔ)器(WRM)：按下復(fù)位按鈕CRL#，置SWC=0，SWB=0，SWA=1。①在SW7~SW0中設(shè)置存儲(chǔ)器地址，采用單拍或連續(xù)方式，按QD按鈕將此地址打入AR，注意觀察AR指示燈。②在SW7~SW0置好數(shù)據(jù)，按QD按鈕，將數(shù)據(jù)寫(xiě)入AR指定的存儲(chǔ)器單元，這時(shí)AR加1。③返回②。依次進(jìn)行下去，直到按復(fù)位按鈕CRL#為止。實(shí)現(xiàn)對(duì)RAM的手動(dòng)寫(xiě)入。每一控制臺(tái)指令操作完畢應(yīng)使系統(tǒng)復(fù)位，然后轉(zhuǎn)換控制臺(tái)指令。當(dāng)前55頁(yè)，總共76頁(yè)。控制臺(tái)操作微程序流程舉例啟動(dòng)程序(PR)：按下復(fù)位按鈕CRL#后，微地址寄存器清零。置SWC=0，SWB=0，SWA=0，用數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)SW7~SW0設(shè)置RAM中的程序首地址，采用單拍或連續(xù)方式，按QD按鈕后，啟動(dòng)程序執(zhí)行。對(duì)照微程序流程圖，監(jiān)測(cè)微地址指示燈和判別字段指示燈，以判別正在進(jìn)行的微操作。注意觀察PC和IR指示燈，以判斷程序的執(zhí)行情況，直至程序執(zhí)行完畢。當(dāng)前56頁(yè)，總共76頁(yè)。實(shí)驗(yàn)程序

#預(yù)習(xí)時(shí)要求完成的手工匯編#

00000000（00）11101111（EF）00100011（23）10000101（85）11100000（E0）10100010（A2）00110001（31）01101010（6A）01001000（48）01110010（72）01000010-8200010001（11）01010011（53）01001100（4C）01101000（68）10000110（86）00100001（21）01010111（57）01001100（4C）01010011（53）機(jī)器16進(jìn)制代碼00H0EFH23H85HSTPOUTR2ANDR0,R1STR2,[R2]INCR2JC0CHADDR0，R1LDR0，[R3]INCR3STR0,[R2]JZ0BHSUBR0,R1LDR1,[R3]INCR3LDR0，[R3]指令12H11H10H0FH0EH0DH0CH0BH0AH09H08H07H06H05H04H03H02H01H00H地址當(dāng)前57頁(yè)，總共76頁(yè)。實(shí)驗(yàn)程序的執(zhí)行在單拍方式下跟蹤程序的執(zhí)行⑴通過(guò)寫(xiě)存儲(chǔ)器操作將程序?qū)懭氪鎯?chǔ)器。⑵通過(guò)讀操作將程序逐條讀出，檢查程序是否正確寫(xiě)入了存儲(chǔ)器。⑶通過(guò)寫(xiě)寄存器操作設(shè)置寄存器R2為12H、R3為0FH。⑷通過(guò)讀寄存器操作檢查設(shè)置是否正確。⑸將單拍開(kāi)關(guān)DP設(shè)置為1，使程序在單微指令下運(yùn)行。⑹按復(fù)位按鈕CLR，復(fù)位程序計(jì)數(shù)器PC為00H。將模式開(kāi)關(guān)設(shè)置為SWC=0、SWB=0、SWA=0，準(zhǔn)備進(jìn)入程序運(yùn)行模式。⑺按一次QD按鈕，進(jìn)入程序運(yùn)行。每按一次QD按鈕，執(zhí)行一條微指令，直到程序結(jié)束。在程序執(zhí)行過(guò)程中，記錄下列信號(hào)的值：PC7~PC0、AR7~AR0、μA5~μA0、IR7~IR0、A7~A0、B7~B0和D7~D0。⑻通過(guò)讀寄存器操作檢查4個(gè)寄存器的值并記錄。⑼通過(guò)讀存儲(chǔ)器操作檢查存儲(chǔ)單元12H、13H的值并記錄。當(dāng)前58頁(yè)，總共76頁(yè)。實(shí)驗(yàn)程序的執(zhí)行在連續(xù)方式下運(yùn)行程序由于單拍方式下運(yùn)行程序并沒(méi)有改變存儲(chǔ)器中的程序。因此只要重新設(shè)置R2為12H、R3為0FH。然后將單拍開(kāi)關(guān)DP設(shè)置為0，按復(fù)位按鈕CLR后，將模式開(kāi)關(guān)設(shè)置為SWC=0、SWB=0、SWA=0，準(zhǔn)備進(jìn)入程序運(yùn)行模式。按一次QD按鈕，程序自動(dòng)運(yùn)行到STP指令。通過(guò)讀寄存器操作檢查4個(gè)寄存器的值并記錄。通過(guò)讀存儲(chǔ)器操作檢查存儲(chǔ)單元12H、13H的值并記錄當(dāng)前59頁(yè)，總共76頁(yè)。模型機(jī)連線(xiàn)示意圖控制臺(tái)時(shí)序發(fā)生器數(shù)據(jù)通路微程序控制器指令代碼條件信號(hào)IR7~IR4C時(shí)序信號(hào)T1~T3開(kāi)關(guān)控制SWCSWBSWA開(kāi)關(guān)控制

DPQDCLR#微指令控制字段控制信號(hào)STOP時(shí)序信號(hào)T1指示燈信號(hào)P0~P4當(dāng)前60頁(yè)，總共76頁(yè)。接線(xiàn)參考控制器IR7-IIR6-IIR5-IIR4-I數(shù)據(jù)通路IR7-OIR6-OIR5-OIR4-O

控制器Z-IC-I數(shù)據(jù)通路Z-OC-O接好線(xiàn)后,將編程開(kāi)關(guān)撥到“正?！蔽恢?控制轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)撥到“微程序”位置，合上電源,按CLR#按鈕,使TEC-8實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)處于初始狀態(tài)。當(dāng)前61頁(yè)，總共76頁(yè)。實(shí)驗(yàn)要求

做好實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)所提要求，在預(yù)習(xí)時(shí)完成相關(guān)表格填寫(xiě)、數(shù)據(jù)和理論分析。以便與實(shí)驗(yàn)值對(duì)照。接線(xiàn)較多，務(wù)必仔細(xì)。寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠涗洺绦驍?shù)據(jù)表格。分析程序執(zhí)行過(guò)程中出現(xiàn)的異常情況和值得討論的其它問(wèn)題。課程實(shí)驗(yàn)總結(jié)。當(dāng)前62頁(yè)，總共76頁(yè)。實(shí)驗(yàn)總結(jié)CPU的基本功能：程序的順序執(zhí)行、管理控制操作、操作和執(zhí)行定時(shí)、數(shù)據(jù)加工等?？刂破鳎撼绦蛴?jì)數(shù)器，指令寄存器，指令譯碼器，時(shí)序發(fā)生器，操作控制器等，取指、譯碼產(chǎn)生控制信號(hào)，控制CPU、內(nèi)存，輸入/輸出之間的數(shù)據(jù)傳輸。運(yùn)算器：算數(shù)邏輯單元ALU，累加器AC，數(shù)據(jù)緩沖寄存器DR，狀態(tài)條件寄存器PSW等，數(shù)據(jù)加工，算數(shù)邏輯運(yùn)算，產(chǎn)生運(yùn)算結(jié)果或邏輯判斷。從內(nèi)存取指到執(zhí)行指令結(jié)束，一條機(jī)器指令對(duì)應(yīng)一個(gè)微程序。一個(gè)機(jī)器指令周期由幾個(gè)微指令周期組成?？刂撇考蛨?zhí)行部件構(gòu)成計(jì)算機(jī)的兩大部分。當(dāng)前63頁(yè)，總共76頁(yè)。六中斷原理實(shí)驗(yàn)從硬件、軟件結(jié)合的角度，模擬單級(jí)中斷和中斷返回的過(guò)程；通過(guò)簡(jiǎn)單的中斷系統(tǒng)，掌握中斷控制器、中斷向量、中斷屏蔽等概念；了解微程序控制器與中斷控制器協(xié)調(diào)的基本原理；掌握中斷子程序和一般子程序的本質(zhì)區(qū)別，掌握中斷的突發(fā)性和隨機(jī)性。當(dāng)前64頁(yè)，總共76頁(yè)。TEC-8模型計(jì)算機(jī)的中斷機(jī)制TEC-8的中斷系統(tǒng)只支持單級(jí)中斷、單個(gè)中斷請(qǐng)求，有中斷屏蔽功能。系統(tǒng)有2條指令用于允許和屏蔽中斷（DI關(guān)中斷指令、EI開(kāi)中斷指令）。在時(shí)序發(fā)生器中，設(shè)置了一個(gè)允許中斷觸發(fā)器EN_INT（DIor!EI），當(dāng)它為1時(shí)，允許中斷，當(dāng)它為0時(shí)，禁止中斷發(fā)生。復(fù)位脈沖CLR#使EN_INT復(fù)位為0。當(dāng)前65頁(yè)，總共76頁(yè)。TEC-8模型計(jì)算機(jī)的中斷機(jī)制中斷地址寄存器IAR是74LS374。當(dāng)信號(hào)LIAR為1時(shí)，在T3的上升沿，將PC保存在IAR中。當(dāng)信號(hào)IABUS為1時(shí)，IABUS中保存的PC送數(shù)據(jù)總線(xiàn)DBUS。由于本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)只有一個(gè)斷點(diǎn)寄存器而無(wú)堆棧，因此僅支持一級(jí)中斷而不支持多級(jí)中斷。中斷向量即中斷服務(wù)程序的入口地址，本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中由數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)SD7~SD0提供。當(dāng)前66頁(yè)，總共76頁(yè)。TEC-8模型計(jì)算機(jī)的中斷處理過(guò)程除指令EI、DI外，每條指令執(zhí)行過(guò)程的最后一條微指令都包含判斷位P4，用于判斷有無(wú)中斷發(fā)生，根據(jù)中斷信號(hào)INT是否為1決定微程序分支。如果信號(hào)INT為1，則轉(zhuǎn)微地址11H，進(jìn)入中斷處理；如果信號(hào)INT為0，則轉(zhuǎn)微地址01H，繼續(xù)取下一條指令然后執(zhí)行。當(dāng)前67頁(yè)，總共76頁(yè)。TEC-8模型計(jì)算機(jī)的中斷處理過(guò)程INT為1轉(zhuǎn)到微地址11H，該微指令產(chǎn)生INTDI信號(hào)，禁止新的中斷發(fā)生，產(chǎn)生LIAR信號(hào)保存當(dāng)前地址(斷點(diǎn)寄存器），產(chǎn)生STOP信號(hào)，等待手動(dòng)設(shè)置中斷向量（數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)SD7~SD0設(shè)置中斷地址），機(jī)器將中斷向量讀到PC后，