計(jì)算機(jī)組成原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教程

第1章教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)認(rèn)識(shí)

一.系統(tǒng)功能及特點(diǎn)

計(jì)算機(jī)組成原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是西安唐都科教儀器公司推出的一套高效的、開

放性的教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以通過對(duì)多種原理性計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和調(diào)試來高效率地支

持“計(jì)算機(jī)組成原理”和“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”等課程的開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，為高校各個(gè)教學(xué)層次的計(jì)

算機(jī)原理教學(xué)提供了完善的解決方案。

系統(tǒng)有如下功能特點(diǎn)：

1.結(jié)構(gòu)清晰的單元式實(shí)驗(yàn)電路，可構(gòu)造出不同結(jié)構(gòu)及復(fù)雜程度的原理性計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用

部件單元式結(jié)構(gòu)，包括運(yùn)算器及數(shù)據(jù)通路、存儲(chǔ)器、控制器、信號(hào)及時(shí)序控制、內(nèi)總線、外總

線、外圍接口及輸入輸出設(shè)備、大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷扔?jì)算機(jī)部件的單元電路，用戶可使用

排線連接方式或計(jì)算機(jī)電子自動(dòng)邏輯設(shè)計(jì)方式，根據(jù)自己所設(shè)計(jì)的模型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)方案，來構(gòu)

造出不同結(jié)構(gòu)及復(fù)雜程度的原理性計(jì)算機(jī)，使學(xué)生能夠?qū)τ?jì)算機(jī)組成結(jié)構(gòu)有清楚的認(rèn)識(shí)和理

解。

2.對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)具有完全的開放性，增強(qiáng)學(xué)生綜合設(shè)計(jì)能力

系統(tǒng)所具有的軟硬件結(jié)構(gòu)對(duì)用戶的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)具有完全的開放性，其數(shù)據(jù)線、地址線、控制

線都由用戶來操作連接，系統(tǒng)中的運(yùn)算器結(jié)構(gòu)、控制器結(jié)構(gòu)及微程序指令的格式及定義均可由

用戶根據(jù)教學(xué)需要來做靈活改變或重新設(shè)計(jì)。這對(duì)于用戶自行設(shè)計(jì)各種結(jié)構(gòu)及不同復(fù)雜程度的

模型計(jì)算機(jī)提供了強(qiáng)大的軟硬件操作平臺(tái)，從而避免了單純驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，極大提高了學(xué)

生計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的綜合設(shè)計(jì)能力。

3.通用邏輯器件和大規(guī)模可編程邏輯器件相結(jié)合，可面向不同層次的學(xué)生

系統(tǒng)采用通用邏輯器件和大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷⒂玫姆绞?，既能給熟練掌握復(fù)雜邏輯系

統(tǒng)設(shè)計(jì)的學(xué)生提供高檔的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，又能對(duì)不熟悉這些內(nèi)容的學(xué)生提供易操作的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。符

合循序漸進(jìn)、先基礎(chǔ)后提高的教學(xué)原則。

4.具有實(shí)時(shí)調(diào)試功能的圖形方式操作界面，也可用于多媒體輔助教學(xué)

系統(tǒng)具有與PC微機(jī)聯(lián)機(jī)實(shí)時(shí)調(diào)試的功能，提供了圖形方式的調(diào)試界面，在調(diào)試過程中可

動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)顯示模型計(jì)算機(jī)各部件之間的數(shù)據(jù)傳送以及各部件和總線上的所有信息。這種圖形調(diào)

試界面也可用于多媒體輔助教學(xué)，從而獲得極佳的教學(xué)效果。

5.多種輸入輸出方式及邏輯信號(hào)測量功能，實(shí)驗(yàn)操作及觀察更容易

系統(tǒng)提供多種輸入輸出方式。通過RS-232串口與PC微機(jī)聯(lián)機(jī)，可在PC機(jī)上進(jìn)行編程并

向系統(tǒng)裝載實(shí)驗(yàn)程序，在圖形界面下進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)試及運(yùn)行。另外還具有兩路邏輯信號(hào)測量平臺(tái)，

可在PC機(jī)上看到信號(hào)測量波形；如單獨(dú)使用本系統(tǒng)，則可通過開關(guān)及LED以二進(jìn)制碼形式進(jìn)

行編程、顯示及調(diào)試運(yùn)行。

6.實(shí)驗(yàn)電路的實(shí)時(shí)在線檢測功能，便于檢查接線錯(cuò)誤

系統(tǒng)具有實(shí)驗(yàn)電路檢測功能，通過人機(jī)交互方式可實(shí)時(shí)在線檢測各實(shí)驗(yàn)單元電路的

好壞以及模型機(jī)實(shí)驗(yàn)線路連接是否正確。

二.系統(tǒng)與PC聯(lián)機(jī)說明

實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)安裝有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的DB型9針RS-232c串口插座，使用配套的串行通訊電纜分別

插在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及PC微機(jī)的串口，即可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與PC的聯(lián)機(jī)操作。系統(tǒng)配套的集成操作軟件具

有專為聯(lián)機(jī)操而開發(fā)的圖形方式操作界面，其操作簡便、直觀且具有動(dòng)態(tài)調(diào)試功能，可以完全

根據(jù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通路圖來實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的顯示用戶設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)流的流向、數(shù)據(jù)值、控制

線和各單元的內(nèi)容。

本系統(tǒng)軟件是通過PC機(jī)串行口向?qū)嶒?yàn)系統(tǒng)上的單片機(jī)控制單元發(fā)送指令，由實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的

單片機(jī)直接對(duì)程序存儲(chǔ)器、微程序控制器進(jìn)行讀寫，控制單拍或單步微程序、單步機(jī)器指令和

程序連續(xù)運(yùn)行等操作，實(shí)時(shí)監(jiān)測各數(shù)據(jù)流和控制流的情況，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)圖形方式下的系

三.軟件的安裝與卸載

軟件運(yùn)行環(huán)境

操作系統(tǒng)：中英文Windows95/98/2000/NT/ME

最低配置：

CPU:奔騰133Mhz

內(nèi)存：16MB

顯示卡：標(biāo)準(zhǔn)VGA,256色顯示模式以上

硬盤：15MB以上

驅(qū)動(dòng)器：2X倍速CD-ROM以上

其它設(shè)備：鼠標(biāo)器

建議配置：

CPU:奔騰166或更高

內(nèi)存：16MB以上

顯示卡：SVGA,16K色以上顯示模式，分辨率800X60()。

其它設(shè)備同“最低配置”

安裝軟件

安裝操作如下:

可以通過“資源管理器”，找到光盤驅(qū)動(dòng)器本軟件安裝目錄下的Setup.EXE,雙擊執(zhí)行它，按

屏幕提示進(jìn)行安裝操作。

'TDN-CM++1.03(W)”安裝成功后，在“開始”的“程序”里將出現(xiàn)“CMPP”程序組，點(diǎn)擊

“CMPP”即可執(zhí)行程序。

啟動(dòng)軟件

軟件的啟動(dòng)方式有三種：

用戶可以在【開始】/【程序】菜單中單擊“CMPP”的程序組啟動(dòng)。

用戶也可以在【開始】/【程序】/【啟動(dòng)】菜單中啟動(dòng)“CMPP”。用戶在安裝

叮DN-CM++103(W)”以后桌面上自動(dòng)出現(xiàn)“CMPP”快捷鍵，用戶直接在桌面上雙擊

快捷鍵就可以啟動(dòng)該程序組。

卸載軟件

聯(lián)機(jī)軟件提供了自卸載功能，使您可以方便地刪除叮DN-CM++1.03(W)”的所有文件、程序

組或快捷方式。單擊【開始】/【程序】打開“CMPP”的程序組，然后運(yùn)行“卸載”項(xiàng)，就可執(zhí)行

卸載功能，按照屏幕提示操作即可以安全、快速地刪除“TDN-CM++1.03(W)”。

四.功能介紹

(一)界面窗口介紹

主界面主要分為三部分：指令區(qū)、輸出區(qū)和圖形區(qū)，下面分別加以介紹。

指令區(qū)：

分為兩部分，即機(jī)器指令區(qū)和微指令區(qū)，在指令區(qū)的下方有兩個(gè)Tab按鈕，您可以通過按

鈕在兩者之間來回切換。

機(jī)器指令區(qū)：分為兩列，第一列為下位機(jī)主存地址(00-FF,共256個(gè)單元)，第二列為

每一地址中所對(duì)應(yīng)的數(shù)值。如果串口通訊正常且系統(tǒng)不忙(即串口沒有被占用)，您可以直接

修改指定單元的內(nèi)容，方法是用鼠標(biāo)單擊要修改單元的數(shù)據(jù)，此單元格會(huì)變成一個(gè)編輯框，等

待您輸入，該編輯框只接收兩位合法的16進(jìn)制數(shù)(請(qǐng)注意：非16進(jìn)制數(shù)不認(rèn))，如果輸入正

確，您可以按回車鍵確認(rèn)，或用鼠標(biāo)點(diǎn)擊別的區(qū)域，這樣就完成了修改工作。如果想要結(jié)束修

改，您可以按下ESC鍵，編輯框就會(huì)自動(dòng)消失，恢復(fù)顯示原來的值。一旦編輯框出現(xiàn)，您可以通

過上下鍵讓編輯框上下移動(dòng)，從而選中需要修改的地址單元。如果輸入不正確，如輸入少于2個(gè)

字符，則不進(jìn)行修改。

微指令區(qū)：分為兩列，第一列為下位機(jī)微控器地址（00-3F,共64個(gè)單元），第二列為

每一地址中所對(duì)應(yīng)的微指令，共6字節(jié)，對(duì)應(yīng)微控器的微指令24位。如果串口通訊正常且系

統(tǒng)不忙（即串口沒有被占用），您可以直接修改指定單元的內(nèi)容，方法是用鼠標(biāo)單擊要修改單

元的數(shù)據(jù)，此單元格會(huì)變成一個(gè)編輯框，等待您輸入，該編輯框只接收6位合法的16進(jìn)制數(shù)

（請(qǐng)注意：非16進(jìn)制數(shù)不認(rèn)），如果輸入正確，您可以按回車鍵確認(rèn)，或用鼠標(biāo)點(diǎn)擊別的區(qū)

域，這樣就完成了修改工作。如果想要結(jié)束修改，您可以按下ESC鍵，編輯框就會(huì)自動(dòng)消失。

一旦編輯框出現(xiàn)，您可以通過上下鍵讓編輯框上下移動(dòng)，從而選中需要修改的地址單元。如果

輸入不正確，如輸入少于6個(gè)字符，則不進(jìn)行修改。

輸出區(qū)：

分為三頁：輸出頁、測試頁和結(jié)果頁。

輸出頁：在打開復(fù)雜模型機(jī)數(shù)據(jù)通路圖或重疊模型機(jī)數(shù)據(jù)通路圖，并運(yùn)行程序時(shí)用來顯示

下條將要執(zhí)行的24位微碼及其微地址，這是和下位機(jī)一起實(shí)時(shí)變動(dòng)的。

測試頁：在您進(jìn)行復(fù)雜模型機(jī)系統(tǒng)測試時(shí)為您提供信息。顯示當(dāng)前下位機(jī)正在測試的單元

及測試結(jié)果。

結(jié)果頁：基本上是一個(gè)公共區(qū)域，用來顯示一些提示信息或一些錯(cuò)誤信息，如RISC模型

機(jī)中，如果上位機(jī)檢測到下位機(jī)運(yùn)行有誤，就會(huì)在這一區(qū)域加以顯示，為您提供信息。保存或

裝載程序時(shí)也會(huì)在這一區(qū)域?yàn)槟峁┮恍┨崾拘畔ⅰ?/p>

圖形區(qū)：

這一區(qū)域是您操作的主要區(qū)域，您可以在此區(qū)域編輯相應(yīng)的指令，可以顯示各個(gè)模型機(jī)的

數(shù)據(jù)通路圖，可以打開示波器界面等。

（二）功能菜單介紹

1.文件菜單項(xiàng)：文件菜單提供了以下命令：

新建建立一個(gè)新文檔。

打開打開一個(gè)現(xiàn)存文檔。

關(guān)閉關(guān)閉一個(gè)打開的文檔。

保存用同樣的文件名保存一個(gè)打開的文檔。

另存為用指定的文件名保存一個(gè)打開的文檔。

打印打印一個(gè)文檔。

打印預(yù)覽在屏幕上按被打印出的格式顯示文檔。打印設(shè)置選擇一個(gè)打印機(jī)以及打印機(jī)連接。

退出退出CMPP。

①.新建（N）:用此命令在CMPP中建立一個(gè)新文檔。在文件新建對(duì)話框中選擇您所

要建立的新文件的類型。

□新建國）Ctrl+N

言打開?）…Ctrl+0

關(guān)閉?

y保存⑤）Ctrl+S

另存為通）…

昌打印9…Ctrl+P

打印預(yù)覽W）

打印設(shè)置⑥…

1E:\T?st\...\Sample\CMPPl.txt

2E：\Test\...\Save\cmpp.txt

3E:\Twst\CMPP\Debug\Save\l.txt

4E:\TwstA...\Debug\Save\Ex3.txt

退出GO

②.打開（Q）

用此命令在一個(gè)新的窗口中打開一個(gè)現(xiàn)存的文檔。您可同時(shí)打開多個(gè)文檔。您可用窗口菜

單在多個(gè)打開的文檔中切換。

③.關(guān)閉（C）

用此命令來關(guān)閉包含活動(dòng)文檔的所有窗口。CMPP會(huì)建議您在關(guān)閉文檔之前保存對(duì)您的文

檔所做的改動(dòng)。如果您沒有保存而關(guān)閉了一個(gè)文檔，您將會(huì)失去自從您最后一次保存以來所做

的所有改動(dòng)。在關(guān)閉一無標(biāo)題的文檔之前，CMPP會(huì)顯示另存為對(duì)話框，建議您命名和保存文

檔。

④.保存（S）

用此命令將活動(dòng)文檔保存到它的當(dāng)前的文件名和目錄下。當(dāng)您第一次保存文檔時(shí)，CMPP

顯示另存為對(duì)話框以便您命名您的文檔。如果在保存之前，您想改變當(dāng)前文檔的文件名和目錄,

您可選用另存為命令。

⑤.另存為（A）…

用此命令來保存并命名活動(dòng)文檔。CMPP會(huì)顯示另存為對(duì)話框以便您命名您的文檔。

⑥.打?。≒）…

用此命令來打印一個(gè)文檔。在此命令提供的打印對(duì)話

框中，您可以指明要打印的頁數(shù)范圍、副本數(shù)、目標(biāo)打印

機(jī)，以及其它打印機(jī)設(shè)置選項(xiàng)。⑦.打印預(yù)覽（V）用此

命令按要打印的格式顯示活動(dòng)文檔。當(dāng)您選擇此命令時(shí)，

主窗口就會(huì)被一個(gè)打印預(yù)

覽窗口所取代。這個(gè)窗口可以按它們被打印時(shí)的格式顯示一頁或兩頁。打印預(yù)覽工具欄提供選

項(xiàng)使您可選擇一次查看一頁或兩頁，在文檔中前后移動(dòng)，放大和縮小頁面，以及開始一個(gè)打印

作業(yè)。

⑧.打印設(shè)置（R）…用此命令來選擇一臺(tái)打印

機(jī)和一個(gè)打印機(jī)連接。在此命令提供的打印設(shè)置

對(duì)話框中，您可以指定打印機(jī)及其連接。⑨.最

近使用文件

您可以通過此列表，直接打開最近打開過的文件，共四個(gè)。⑩.退出（X）用此命令來結(jié)束您

CMPP的運(yùn)行階段。您也可使用在應(yīng)用程序控制菜單上的關(guān)閉命令。

2.輯菜單項(xiàng)：編輯菜單提供了以下命令：

撤消撤消先前的編輯操作。

剪切從文檔中刪除數(shù)據(jù)并將其移到剪貼板上。

復(fù)制從文檔中將數(shù)據(jù)復(fù)制到剪貼板上。

粘貼從剪貼板上將數(shù)據(jù)粘貼到文檔中。

撤銷（U）Ctrl+Z

剪切（T）Ctrl+X

電復(fù)制?Ctrl+C

(g粘貼9Ctrl+V

①.撤消（W如果可能的話，可用此命令來撤消上一步編輯操作。該命令名會(huì)根據(jù)您所

執(zhí)行的上一步

操作而變化。如果您無法撤消上一步操作，菜單上的撤消命令會(huì)變成‘無法撤消②.剪切Q）

用此命令將當(dāng)前被選取的數(shù)據(jù)從文檔中刪除并放置于剪貼板上。如當(dāng)前沒有數(shù)據(jù)被選取

時(shí)，此命令則不可用。③.復(fù)制（C）用此命令將被選取的數(shù)據(jù)復(fù)制到剪切板上。如當(dāng)前無數(shù)

據(jù)被選取時(shí)，此命令則不可用。④.粘貼（R）用此命令將剪貼板上內(nèi)容的一個(gè)副本插入

到插入點(diǎn)處。如剪貼板是空的，此命令則不可

用。

3.查看菜單項(xiàng)：查看菜單提供了以下命令：工具欄顯示或隱藏工具欄。狀態(tài)欄顯示或隱藏

狀態(tài)欄。

工具欄復(fù)）＞[7標(biāo)準(zhǔn)工具欄Q）

日狀態(tài)欄⑤）叵指令區(qū)世）

輸出區(qū)地）

hn宸

自定義（￡）...

①.工具欄（工）

a.標(biāo)準(zhǔn)工具欄（I）

用此命令可顯示和隱藏標(biāo)準(zhǔn)工具欄。標(biāo)準(zhǔn)工具欄包括了CMPP中一些最普通命令的按鈕,

如文件打開。在工具欄被顯示時(shí)，一個(gè)打勾記號(hào)出現(xiàn)在該菜單項(xiàng)目的旁邊。

b.指令區(qū)（亞）用此命令可顯示和隱藏指令區(qū)。

c.輸出區(qū)（Q）用此命令可顯示和隱藏輸出區(qū)。

d.自定義（C）見自定義項(xiàng)。②.狀態(tài)欄（S）此命令可用來顯示和隱藏狀態(tài)欄。狀態(tài)欄

描述了被選取的菜單項(xiàng)目或被按下的工具欄按

鈕，以及鍵盤的鎖定狀態(tài)將要執(zhí)行的操作。當(dāng)狀態(tài)欄被顯示時(shí)，在菜單項(xiàng)目的旁邊會(huì)出現(xiàn)一個(gè)

打勾記號(hào)。

4.端口菜單項(xiàng)：端口菜單提供了以下命令：端口1選擇1號(hào)串口進(jìn)行聯(lián)機(jī)。端口2選擇2號(hào)

串口進(jìn)行聯(lián)機(jī)。端口測試對(duì)當(dāng)前選擇的串口進(jìn)行聯(lián)機(jī)測試。

口端口1（1）

端口2②

端口測試

①.端口1（1）

此命令用來選擇串口1進(jìn)行聯(lián)機(jī)通訊，該命令會(huì)對(duì)串口1進(jìn)行初始化操作，并進(jìn)行聯(lián)機(jī)測

試，報(bào)告測試結(jié)果，如果聯(lián)機(jī)成功，則會(huì)將指令區(qū)初始化。

②.端口2（2）

此命令用來選擇串口2進(jìn)行聯(lián)機(jī)通訊，該命令會(huì)對(duì)串口2進(jìn)行初始化操作，并進(jìn)行聯(lián)機(jī)測

武，報(bào)告測試結(jié)果，如果聯(lián)機(jī)成功，則會(huì)將指令區(qū)初始化。

③.端口測試

此命令用來對(duì)當(dāng)前選擇的串口進(jìn)行聯(lián)機(jī)通訊測試，并報(bào)告測試結(jié)果，只測一次，如果聯(lián)機(jī)

成功，則會(huì)將指令區(qū)初始化。

5.轉(zhuǎn)儲(chǔ)菜單項(xiàng)：轉(zhuǎn)儲(chǔ)菜單提供了以下命令：保存將下位機(jī)中指令數(shù)據(jù)保存到上位機(jī)。裝載

將上位機(jī)中指令數(shù)據(jù)裝載到下位機(jī)。

□保存⑤）

@裝載?

①.保存（S）此命令將下位機(jī)中（主存，微控器）的

數(shù)據(jù)保存到上位機(jī)中，您選擇該命令會(huì)彈出一個(gè)保存對(duì)

話框，如下圖：

可以選擇保存機(jī)器指令，此時(shí)首尾地址輸入框?qū)?huì)變亮，否則首尾地址輸入框?qū)?huì)變灰，

在允許輸入的情況下您可以指定需要保存的首尾地址，微指令也是如此。保存的數(shù)據(jù)以固定格

式存入*.TXT格式的文件中，文件的路徑由您指定。機(jī)器指令格式為：$POOFF,卻”為標(biāo)記號(hào)，“P”

代表機(jī)器指令，“00”為機(jī)器指令的地址，“FF”為該地址中的數(shù)據(jù)。微指令格式為：

$M00AA77FF,“$”為標(biāo)記號(hào)，“M”代表微指令，“00”為機(jī)器指令的地址，“AA77FF'為該地址中

的數(shù)據(jù)。

②.裝載（L）

此命令將上位機(jī)指定文件中的數(shù)據(jù)裝載到下位機(jī)中，您選擇該命令會(huì)彈出一個(gè)打開文件對(duì)

話框，如下圖：

打開

搜尋（I）.1Sample三回旦］闿南國

1

j8259.txt

2

Chd.txt

8212.txtcmpp.txt

8253.txtCMPP1.txt

8255.txtExl.txt

文件名?:I打開?）I

文件類型Q）：|文本文件件.txt）三］取消

［7以只讀方式打開電）

/

可以打開任意路徑下的*.TXT文件，如果是合法的指令文件，系統(tǒng)將把這些指令裝載到下

位機(jī)中，裝載指令時(shí)，系統(tǒng)提供了一定的檢錯(cuò)功能，如果指令文件中有錯(cuò)誤的指令，將會(huì)導(dǎo)致

系統(tǒng)退出裝載，并提示錯(cuò)誤的指令行。

6.運(yùn)行菜單項(xiàng)：運(yùn)行菜單提供了以下命令:

通路圖選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)通路圖。

單節(jié)拍單節(jié)拍調(diào)試。

單周期單周期調(diào)試。

單步微指令單步微指令調(diào)試。

單步機(jī)器指令單步機(jī)器指令調(diào)試。

連續(xù)連續(xù)運(yùn)行。

停止停止運(yùn)行。

退出單節(jié)拍退出單節(jié)拍運(yùn)行模式。

流動(dòng)速度對(duì)數(shù)據(jù)通路圖中數(shù)據(jù)的流動(dòng)速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

￡3通路圖也）...F5

單節(jié)拍也）F12

ID單周期豆）

料單步微指令位）F7

乖單步機(jī)器指令（M）

!連續(xù)?

停止9

退出單節(jié)拍魚）

流動(dòng)速度（L）

①.通路圖此命令用于選擇需要的數(shù)據(jù)通路圖，您選擇該命令會(huì)彈出一個(gè)數(shù)據(jù)通路圖選擇

對(duì)話框，如下圖：系統(tǒng)為您提供了四個(gè)數(shù)據(jù)通路圖，以滿足不同的實(shí)驗(yàn)的需要，但是每次

只允許打開一個(gè)數(shù)據(jù)通路圖（因?yàn)閿?shù)據(jù)通路圖需要占用串口）。

②.單節(jié)拍（E）此命令用于向下位機(jī)發(fā)送單節(jié)拍命令，每發(fā)一次下位機(jī)將會(huì)完成一個(gè)節(jié)

拍的工作。

③.單周期Q）此命令用于向下位機(jī)發(fā)送單周期命令，每發(fā)一次下位機(jī)將會(huì)完成一個(gè)周

期的工作。

④.單步微指令（C）此命令用于向F位機(jī)發(fā)送單步微指令命令，每發(fā)一次下位機(jī)將運(yùn)行

完一條微指令。

⑤.單步機(jī)器指令（M）此命令用于向下位機(jī)發(fā)送單步機(jī)器指令命令，每發(fā)一次下位機(jī)將

會(huì)運(yùn)行完一條機(jī)器指

令。

⑥.連續(xù)（R）此命令用于向下位機(jī)發(fā)送連續(xù)運(yùn)行命令，一旦發(fā)下該命令，下位機(jī)將會(huì)進(jìn)

入連續(xù)運(yùn)行狀

態(tài)，直到您發(fā)送停止命令。

⑦.停止（S）如果您已經(jīng)發(fā)送了連續(xù)運(yùn)行命令，使得下位機(jī)進(jìn)入連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)，那么此

命令可以使得下位機(jī)停止運(yùn)行，每次都得將當(dāng)前指令周期運(yùn)行完成后才能停止運(yùn)行。

⑧.退出單節(jié)拍（E）此命令項(xiàng)用于退出單節(jié)拍運(yùn)行模式，如果程序運(yùn)行在單節(jié)拍模式下,

是不允許用戶直接修改機(jī)器指令和微指令的，只有在其退出單節(jié)拍運(yùn)行模式后才能直接修

改。其實(shí)退出單節(jié)拍模式就是將本周期運(yùn)行完畢，當(dāng)用戶選擇單步機(jī)器指令或是連續(xù)運(yùn)行

時(shí)將會(huì)自動(dòng)退出單節(jié)拍運(yùn)行模式。

⑨.流動(dòng)速度（L）此命令用于指定數(shù)據(jù)通路圖中數(shù)據(jù)的流動(dòng)速度，您選擇該命令會(huì)彈出

一個(gè)流動(dòng)速度設(shè)置對(duì)話框，如下圖：

數(shù)據(jù)流動(dòng)速度設(shè)置

請(qǐng)您設(shè)置數(shù)據(jù)流動(dòng)速度:

匕碉定回恢復(fù)回］取消國|

可以通過設(shè)置滑動(dòng)塊的位置來調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)的流動(dòng)速度，按下恢復(fù)按鈕將會(huì)設(shè)置成默認(rèn)值。

7.波形菜單項(xiàng)：波形菜單提供了以下命令:

啟動(dòng)啟動(dòng)示波器。

放大放大波形。

縮小縮小波形。

暫停暫停波形數(shù)據(jù)采集。

繼續(xù)繼續(xù)采集波形數(shù)據(jù)。

左移使游標(biāo)左移一個(gè)單位。

右移使游標(biāo)右移一個(gè)單位。

快速左移使游標(biāo)左移五個(gè)單位。

快速右移使游標(biāo)右移五個(gè)單位。

畫啟動(dòng)?

⑨放大@）

0縮小1）

II暫停6）

繼續(xù)?

?左移d）

＞右移⑥）

＜＜快速左移

??快速右移

①.啟動(dòng)（R）用此命令用來啟動(dòng)CM++雙蹤邏輯示波器，下位機(jī)已啟動(dòng)示波器，該命令項(xiàng)變灰。

②.放大（M）用此命令用來放大波形的顯示。

③.縮?。↙）用此命令用來縮小波形的顯示。

④.暫停（S）用此命令用來暫停波形數(shù)據(jù)的采集，穩(wěn)定波形的顯示，并顯示游標(biāo)。

⑤.繼續(xù)（C）用此命令用來繼續(xù)采集波形數(shù)據(jù)，并使游標(biāo)消失，實(shí)時(shí)顯示波形。

⑥.左移（X）在波形暫停狀態(tài)下此命令用來左移游標(biāo)，每發(fā)一次該命令，游標(biāo)左移一個(gè)單位。

⑦.右移（M）在波形暫停狀態(tài)下此命令用來右移游標(biāo)，每發(fā)一次該命令，游標(biāo)右移一個(gè)單位。

⑧.快速左移在波形暫停狀態(tài)下此命令用來快速左移游標(biāo)，每發(fā)一次命令，游標(biāo)左移五個(gè)單位。

⑨.快速右移在波形暫停狀態(tài)下此命令用來快速右移游標(biāo)，每發(fā)一次命令，游標(biāo)右移五個(gè)單位。

8.測試菜單項(xiàng)：測試菜單提供了以下命令。

開始：開始啟動(dòng)系統(tǒng)測試。

停止：停止系統(tǒng)可試。

西開始⑤）

G停止更）

①.開始（S）如果您啟動(dòng)的是復(fù)雜模型機(jī)的數(shù)據(jù)通路圖，此命令可以啟動(dòng)系統(tǒng)測試，系統(tǒng)

測試將會(huì)逐單元地測試復(fù)雜模型機(jī)系統(tǒng)，并報(bào)告測試結(jié)果。

②.停止（E）如果您已啟動(dòng)了系統(tǒng)測讀功能，用此命令可以停止系統(tǒng)測試。

9.窗口菜單項(xiàng)：窗口菜單提供了以下命令。這些命令使您能在應(yīng)用程序窗口中安排多個(gè)

文檔的多個(gè)視圖：

新建窗口：建立一個(gè)查看同樣文檔的新窗口。

層疊：按重疊方式安排窗口。

平鋪：按互不重疊平鋪方式安排窗口。

安排圖標(biāo)：安排已關(guān)閉窗口的圖標(biāo)。轉(zhuǎn)到指定的窗口。

新建窗口也）

層受?

平鋪1）

排列圖標(biāo)@）

1CMPP5

02復(fù)雜模型機(jī)數(shù)據(jù)通路圖

①.新建窗口（N）

用此命令來打開一個(gè)具有與活動(dòng)的窗口相同內(nèi)容的新窗口。您可同時(shí)打開數(shù)個(gè)文檔窗口以顯

示文檔的不同部分或視圖。如果您對(duì)一個(gè)窗口的內(nèi)容做了改動(dòng)，所有其它包含同一文檔的窗

口也會(huì)反映出這些改動(dòng)。當(dāng)您打開一個(gè)新的窗口，這個(gè)新窗口就成了活動(dòng)的窗口并顯示于所

有其它打開窗口之上。②.層疊（C）用此命令按相互重疊形式來安排多個(gè)打開的窗口。③.平

鋪（I）用此命令按互不重疊形式來安排多個(gè)打開的窗口。④.排列圖標(biāo)（A）用此命令在

主窗口的底部安排被最小化的窗口的圖標(biāo)。如果在主窗口的底部有一個(gè)打開的窗口，則有可

能會(huì)看不見某些或全部圖標(biāo)，因?yàn)樗鼈冊(cè)谶@個(gè)文檔窗口的下面。⑤.窗口選擇CMPP在窗口

菜單的底部顯示出當(dāng)前打開的文檔窗口的清單。有一個(gè)打勾記號(hào)出現(xiàn)在活動(dòng)的窗口的文檔名

前。從該清單中挑選一個(gè)文檔可使其窗口成為活動(dòng)窗口。

10.幫助菜單項(xiàng)：幫助菜單提供以下的命令，為您提供使用這個(gè)應(yīng)用程序的幫助：幫助主

題提供您可從其得到幫助呼主題索引。關(guān)于顯示這個(gè)應(yīng)用程序的版本號(hào)。

幫助主題國）

關(guān)于@）CMPP...

①.幫助主題（H）用此命令來顯示幫助的開場屏幕。從此開場屏幕，您可跳到關(guān)于使用

CMPP的一步指令以及各種不同類型參考資料。

②.關(guān)于（A）CMPP…用此命令來顯示您的CMPP版本的版權(quán)通告和版本號(hào)碼。

11.關(guān)于自定義功能介紹

系統(tǒng)為您提供了方便的快捷鍵設(shè)置方式，您可以通過自定義的方法定做自己的操作界面。

自定義設(shè)置是一個(gè)對(duì)話框，此對(duì)話框上有幾個(gè)屬性頁，分別為：命令、工具欄、鍵盤、菜單、

選項(xiàng)，下面分別加以介紹。

命令屬性頁：其頁面如下：該屬性頁主要三項(xiàng)：類別、命令、說明。類別：列出了應(yīng)用程

序所有的菜單項(xiàng)。

自定義?|X］

.命令.

I工具欄］鍵盤I選項(xiàng)］

命令⑥：

□新建曲

輯

文件(_F)一Z

?

看J\

,自打開⑼…

口(V<

>.J

熊O9\

zl關(guān)閉?

仃v

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l保存⑹_

試z19

(VK

口J

(T另存為⑹…

助

一(W

昌打印0>)…二|

CH一

說明:

命令：列出了選中的菜單項(xiàng)中所對(duì)應(yīng)的菜單命令。如上圖中選中的是“文件”菜單項(xiàng),

則在“命令”欄中列出了“文件”項(xiàng)所對(duì)應(yīng)的菜單命令。說明：如果選中了一個(gè)菜單

命令，則在說明欄中注明該菜單命令的作用。工具欄屬性頁：其頁面如下：

這一屬性頁用來設(shè)置工具欄，系統(tǒng)提供了三個(gè)工具欄，您可以在此控制其顯示或隱藏。并

且，如果選中某一工具欄，可以勾上右下角的“顯示文件本(S)”，使每一按鈕下都顯示該按鈕

的名稱。

鍵盤屬性頁：其頁面如下：

該屬性頁用來設(shè)置菜單命令的快捷鍵。方法是：在“類別”欄選擇菜單項(xiàng)，然后在“命令”欄

選擇需設(shè)置快捷鍵的菜單命令，此時(shí)說明欄會(huì)列出該菜單命令的作用，如果該菜單命令已設(shè)置

了快捷鍵，則在“快捷鍵”欄會(huì)顯示已設(shè)置的快捷鍵。如要設(shè)置新的快捷鍵，則可在“請(qǐng)按新快捷

鍵”欄中鍵入新的快捷鍵，然后按下指定按鈕即可。如要?jiǎng)h除已有的快捷鍵，只要在“快捷鍵”欄

中選中需刪除的快捷鍵，然后按下刪除按鈕即可。

菜單屬性頁：其頁面如下:

在該屬性頁中，您可以設(shè)置程序運(yùn)行時(shí)主框架的菜單，但建議用默認(rèn)值，也可以設(shè)置菜

單展開時(shí)的動(dòng)畫，以及是否產(chǎn)生菜單陰影。

選項(xiàng)屬性頁：其頁面如下:

該屬性頁用來設(shè)置工具欄的一些特性，如果勾上“顯示關(guān)于工具欄的提示(工)”，使鼠標(biāo)在

某一按鈕上停留片刻，則會(huì)顯示該按鈕的作用提示條。如果勾上“在屏幕提示中顯示快捷方式

(K)”，則在顯示按鈕作用提示條時(shí)還會(huì)顯示該按鈕的快捷鍵。

大圖標(biāo)：使工具欄按鈕顯示為大圖標(biāo)。

五.實(shí)驗(yàn)程序清單

在安裝程序后，系統(tǒng)會(huì)將實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中的實(shí)驗(yàn)程序?qū)?yīng)的存盤文件攙貝到安裝目錄下

\CMPP\Sample目錄中，其對(duì)應(yīng)文件分別為:

EX.TXT計(jì)算機(jī)系統(tǒng)認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)機(jī)器指令及微指令存盤文件

EX1.TXT簡單模型機(jī)實(shí)驗(yàn)機(jī)器指令及微指令存盤文件

EX2.TXT帶進(jìn)位移位模型機(jī)實(shí)驗(yàn)機(jī)器指令及微指令存盤文件

EX3.TXT復(fù)雜模型機(jī)實(shí)驗(yàn)機(jī)器指令及微指令存盤文件

8255.TXT擴(kuò)展8255實(shí)驗(yàn)機(jī)器指令及微指令存盤文件

8253.TXT擴(kuò)展8253實(shí)驗(yàn)機(jī)器指令及微指令存盤文件

8259.TXT具有中斷處理功能模型機(jī)實(shí)驗(yàn)機(jī)器指令及微指令存盤文件

RISC.TXT基于RISC處理器構(gòu)成的模型機(jī)機(jī)器指令存盤文件

CHD.TXT基于重疊技術(shù)構(gòu)成的模型機(jī)實(shí)驗(yàn)機(jī)器指令及微指令存盤文件

LSH.TXT基于流水技術(shù)構(gòu)成的模型機(jī)實(shí)驗(yàn)機(jī)器指令存盤文件

對(duì)于實(shí)驗(yàn)中的所有CPLD應(yīng)用實(shí)驗(yàn)的源程序也都安裝于\CMPP\CPLD目錄中，其對(duì)

應(yīng)

文件目錄分別為：ALU_ABL以ABEL語言描述的并行加法器實(shí)驗(yàn)ALU_P以原理

圖描述的并行加法器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)MULTIPLY乘法器實(shí)驗(yàn)1032FIFOFIFO實(shí)驗(yàn)

COM_LOC硬布線控制器實(shí)驗(yàn)BUS_CTR總線控制實(shí)驗(yàn)MICROP用CPLD實(shí)

現(xiàn)模型計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)82598259實(shí)驗(yàn)RISCRISC實(shí)驗(yàn)

CHD1032重疊實(shí)驗(yàn)LSH1032流水實(shí)驗(yàn)

六.注意問題

在使用的過程中可能會(huì)碰到一些常見問題，現(xiàn)列出來須加以注意：

1.啟動(dòng)應(yīng)用程序時(shí)報(bào)告串口初始化失敗。這說明當(dāng)前串口已經(jīng)被別的應(yīng)用程序占用，或該串口

不存在，您可以關(guān)閉占用串口的程序或換一個(gè)串口試試，如果提示問題依舊，請(qǐng)重新啟動(dòng)計(jì)算

機(jī)再運(yùn)行程序。

2.程序啟動(dòng)時(shí)報(bào)告串口通訊失敗。這說明當(dāng)前程序已完成對(duì)串口的初始化工作，但是上位機(jī)和

下位機(jī)的連接不正常，請(qǐng)確認(rèn)下位機(jī)電源已經(jīng)打開，串口線兩端接觸良好，上位機(jī)串口連接在

軟件設(shè)定的串口號(hào)上，一切沒問題后再進(jìn)行一次串口測試，可以得到測試報(bào)告。

3.測試功能不能使用。因?yàn)橄到y(tǒng)測試功能只針對(duì)復(fù)雜模型機(jī)數(shù)據(jù)通路圖而言，所以只有在您打

開復(fù)雜模型機(jī)數(shù)據(jù)通路圖后才可以進(jìn)行系統(tǒng)測試，系統(tǒng)測試應(yīng)在下位機(jī)按實(shí)驗(yàn)要求將實(shí)驗(yàn)連線

連好后才進(jìn)行。

4.示波器游標(biāo)不能快速移動(dòng)。實(shí)際上您可以通過鼠標(biāo)將游標(biāo)拽動(dòng)任何合法的位置，當(dāng)您將鼠標(biāo)

光標(biāo)移動(dòng)到游標(biāo)附近時(shí)光標(biāo)會(huì)變成拽取狀，此時(shí)按下鼠標(biāo)左鍵就可以拖動(dòng)游標(biāo)了。

5.輸出區(qū)和指令區(qū)不能相互重疊。在拖動(dòng)輸出時(shí)按下Ctrl鍵，就可以將兩個(gè)區(qū)域重疊起來了。

6.單節(jié)拍運(yùn)行程序之后不能修改機(jī)器指令或微指令。在單節(jié)拍運(yùn)行模式下是不允許您修改機(jī)器

指令或微指令的，只有在退出單節(jié)拍模式后才能修改，退出單節(jié)拍模式就是將當(dāng)前指令周期執(zhí)

行完。

7.在連續(xù)運(yùn)行程序時(shí)按下停止時(shí)沒有立即停止運(yùn)行。在復(fù)雜模型機(jī)通路圖中連續(xù)運(yùn)行是以單步

機(jī)器為單位的，所以即使按下停止運(yùn)行按鈕，系統(tǒng)也不會(huì)立即停止，而是要將當(dāng)前機(jī)器指令執(zhí)

行完。在其他的通路圖中，連續(xù)運(yùn)行是以指令周期為單位的，因按下停止運(yùn)行按鈕后，系統(tǒng)會(huì)

將當(dāng)前指令周期執(zhí)行完后才停止。

8.示波器測量波形時(shí)顯示不穩(wěn)定。在這種情況下您可以通過放大或縮小波形來加以調(diào)節(jié)，當(dāng)然

最好的辦法就是暫停波形顯示，這樣顯示的波形就不會(huì)閃動(dòng)。

9.做基于流水技術(shù)構(gòu)成模型計(jì)算機(jī)的實(shí)驗(yàn)時(shí)注意問題在做基于流水技術(shù)構(gòu)成模型計(jì)算機(jī)的實(shí)驗(yàn)

時(shí)，由于本實(shí)驗(yàn)不需要微程序，當(dāng)每次選擇流水?dāng)?shù)據(jù)通路圖時(shí)系統(tǒng)先將微程序的的OOH、OIH兩

個(gè)單元的內(nèi)容改為所需要的值。而實(shí)驗(yàn)中對(duì)于這兩個(gè)單元中的微程序不能隨意改變，軟件需要

使用。

第2章實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)1系統(tǒng)認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)

一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

i.搭建并操作一個(gè)最基本的模型計(jì)算機(jī)。

2.建立對(duì)計(jì)算機(jī)組成及其原理的基本認(rèn)識(shí)。

二.實(shí)驗(yàn)設(shè)備

1.TDN-CM+或TDN-CM++教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一套。

2.PC微機(jī)一臺(tái)。

三.實(shí)驗(yàn)原理

1.一臺(tái)簡單模型計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)

為了更好地理解計(jì)算機(jī)的各組成部件是如何相互配合進(jìn)行工作的，我們將設(shè)計(jì)一個(gè)最基

本的模型計(jì)算機(jī)。根據(jù)前面小節(jié)的知識(shí)，我們將算術(shù)邏輯運(yùn)算器、控制器、寄存器、內(nèi)部總

線等部件搭接起來構(gòu)成一個(gè)CPU,然后再加上存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備即構(gòu)成一臺(tái)完整

其中ALU為運(yùn)算器、DR1、DR2為工作暫存器、R0為通用寄存器、AR為地址寄存器、

PC為程序計(jì)數(shù)器、IR為指令寄存器、TIME為時(shí)序發(fā)生器、MEM為程序存儲(chǔ)器、INPUT為

輸入設(shè)備、OUTPUT為輸出設(shè)備、MC為微程序控制器。

2.模型計(jì)算機(jī)的程序

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了四條指令，構(gòu)成了此模型計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)，即：

助記符機(jī)器指令碼說明

IN00000000INPUTfR0

ADDaddr00010000XXXXXXXXR0+[addr]->R0

OUT00100000RO—LED

JMPaddr(X)U()(X)0XXXXXXXXaddr->PC

應(yīng)用該指令系統(tǒng)可以編寫一段反映計(jì)算機(jī)操作的指令序列，它們就構(gòu)成了所謂的計(jì)算機(jī)

程序，并將其以二進(jìn)制存放在主存儲(chǔ)器的連續(xù)的單元中。計(jì)算機(jī)通過連續(xù)運(yùn)行該段程序，就

可以解決各種復(fù)雜的計(jì)算或是控制問題。

3.微程序Microprogram

為實(shí)現(xiàn)以上計(jì)算機(jī)程序的操作，控制器對(duì)應(yīng)于每一條機(jī)器指令都需要進(jìn)行一系列的微操

作來完成該機(jī)器指令的操作。一個(gè)微操作則對(duì)應(yīng)一條微指令。如果控制器采用最普遍使用的

微程序控制器，則一條機(jī)器指令的操作就需要一系列微指令來完成。它們構(gòu)成計(jì)算機(jī)的微程

序并且是以二進(jìn)制數(shù)的形式存放在控制存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元中。與以上機(jī)器指令對(duì)應(yīng)的微操作

內(nèi)容如表1.4-1所示。

表L4-1機(jī)器指令對(duì)應(yīng)的微操作_______________________________________

機(jī)器指令助記符微操作說明

①PC傘AR,PC+1傘PC預(yù)備取指

INR0②RAMd^BUS,BUS傘IR取指

③INPUT於RO向R0中輸入一個(gè)數(shù)

①PCaAR,PC+1傘PC預(yù)備取指

②RAM命BUS,BUS命IR取指

③PCt^AR,PC+1傘PC預(yù)備取數(shù)據(jù)

ADDX,R0

④RAM傘BUS,BUS命DR2取數(shù)據(jù)送入DR2

⑤ROaDRl將R0中的數(shù)送入DR1

⑥[DR1]+[DR2]命RO兩數(shù)相加，結(jié)果送入R0

①PCtf>AR,PC+1命PC預(yù)備取指

OUTRO②RAM命BUS,BUS命IR取指

③RO^OUTPUT將結(jié)果輸出顯示

(DPC^AR,PC+I命PC預(yù)備取指

JMPOO②RAM傘BUS,BUS命IR取指

③PC傘AR,PC+1傘PC預(yù)備取數(shù)據(jù)

④RAM傘BUS,BUSd>PC取數(shù)據(jù)送入PC

四.實(shí)驗(yàn)步驟

1.構(gòu)造一臺(tái)模型計(jì)算機(jī)

首先，參照?qǐng)D142,在教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中使用連接導(dǎo)線（排線）將模型計(jì)算機(jī)的各個(gè)部件

連接在一起，構(gòu)成一臺(tái)完整的模型計(jì)算機(jī)。連接圖中凡是標(biāo)有小圓圈的連線都是需要連接導(dǎo)

線的，而未標(biāo)小圓圈的連線是系統(tǒng)已經(jīng)連接好的。

連接完成后，請(qǐng)仔細(xì)檢查，以保證連接的正確性。

2.我們來編寫一段簡單程序操作的例子來說明計(jì)算機(jī)工作的過程。

這個(gè)程序要執(zhí)行的功能是：

1）由輸入設(shè)備向CPU的通用寄存器R0中輸入一個(gè)數(shù)。

2）將輸入的數(shù)值與程序中的一個(gè)立即數(shù)相加。

3）將運(yùn)算結(jié)果輸出到輸出設(shè)備上進(jìn)行顯示。

4）跳轉(zhuǎn)返回到執(zhí)行第一條指令的狀態(tài)和位置。

完成以上指令操作的程序內(nèi)容如表1.4-2所示。

表1.4-2計(jì)算目l操作程序

地址指令碼指令助記符說明

0000000000INR0INPUTSR0

ADDX,R0

RO+X傘ROX為立即操作數(shù)，存放在02

()1()2(XX)10(X)0X

單元中

0300100000OUTROR0傘OUTPUT

JMPOO00-PC

(X)l10(X)0

0405

00000000

3.模型機(jī)操作前的準(zhǔn)備工作

使用通訊電纜將實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的串行接口與PC微機(jī)的串行接口相連接，并將實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的電源線

接到電源插座中。然后啟動(dòng)PC微機(jī)，進(jìn)入Windows系統(tǒng)，安裝本設(shè)備提供的應(yīng)用軟件CMPP。

（安裝方法及軟件使用可見用戶手冊(cè)）。

BUSUNIT

B7

?

i

BO

Q

SWITCHUNIT

M24亡1

B7S3o--flSE6

iM18：SWBll--O―cn--flSWB

；AUJ3?SWALJ--O一O---tlSWA

CNMl9O------JSEI

BO

LDDRIFT-OLDDR1P(D

LDDR2LTOBLDDR2

ALU-BD-■o□ALU-BP(4)4力------□P(4)?：iii

12U--O~~O--U12

ALUUNIT

LOGUNIT

B7LDROD-LDRiLDIRH—O------------0-----------HJLDIR

!RJ1

NSUNIT

BORO-B□-RS-B

REGUNIT

M16Q

M17Lr

LDARQflLDAR

B7LOADLTLOAD

:ADJ6

PC-BQ1JPC-B

BO

LDPCD-LDPC

ADDRESSUNIT

NflCRO-CONTROLLER

AD7ADO

-O-OINPUTDEVICE

-oI-□D7

■Oa

i：SWJ3

□W/R-」DOSW-B[}

EXTBUSo

d6-—6

O7

Q6i<>-------n9LED-B□-

i??

iq-------UDOW/RD-

a-Oo-O

NRII

iIOUTPUTDEVICE

o-■o

MAINMEMB旺oo

麗:企"2系統(tǒng)認(rèn)窗實(shí)驗(yàn)接線圖

4.模型計(jì)算機(jī)的運(yùn)行操作

1）打開實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的電源開關(guān),點(diǎn)擊圖標(biāo)CMPP,運(yùn)行軟件。若聯(lián)機(jī)正常后，將顯示如

圖1.4-3所示界面。

圖1.4-3聯(lián)機(jī)操作軟件主界面

2)未聯(lián)機(jī)正常，也可以進(jìn)入軟件界面，但是所有的菜單里的功能全是灰色不可用(除

“文件”及“端口”菜單)，且指令區(qū)窗口中的數(shù)據(jù)也全以星號(hào)顯示。本軟件的默認(rèn)串口為1

號(hào)串口，若通訊電纜連接到2號(hào)串口上，可進(jìn)入“【端口】”菜單，選擇2號(hào)串口，然后進(jìn)行

“【端口】-【端口測試】”，若還不正常，請(qǐng)確保打開系統(tǒng)電源及檢查通訊電纜的連接。具體

排除故隙見《使用手冊(cè)〉〉。

3)進(jìn)入“【轉(zhuǎn)儲(chǔ)】-【轉(zhuǎn)載】"，選擇系統(tǒng)軟件安裝時(shí)在\CMPP\SAMPLE目錄下的一個(gè)例

程EX.TXT,點(diǎn)擊“打開”后即進(jìn)行裝載。此文件包含有上述設(shè)計(jì)的模型機(jī)要執(zhí)行的機(jī)器指令

程序及定義該機(jī)器指令系統(tǒng)的微程序?？蓮摹啊疚募恳弧敬蜷_】”來打開此文件，可查看模

型計(jì)算機(jī)操作的程序及其微程序。其內(nèi)容為：

機(jī)器指令：

SPOOOO

$P0110

$P0208

$P0320

$P0430

$P0500

微指令：

$M00018001

$M0101ED82

$M0200C048

$M0300B004

$M0401A205

$M05959A01

$M0600D181

$M()8()()1()()1

$M0901ED83

$M0A070201

$M0B01ED86

機(jī)器指令及微指令的描述格式為：

機(jī)器指令SPXXXX

匚-------機(jī)器指令代碼

-------------十六進(jìn)制地址

微指令$M>￡XXXXXXX

?微指令代碼

----------------十六進(jìn)制地址

4）裝載完成后，選擇“【運(yùn)行】-【通路圖】-【復(fù)雜模型機(jī)】”可打開一個(gè)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)通

路圖，如圖1.4-4所示：

5）在執(zhí)行指令之前，要將實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)右下角的CLR清零開關(guān)向上撥到0位再撥回1位，

以將程序計(jì)數(shù)器和微地址寄存器清為零，使得程序可從零地址開始運(yùn)行。

選擇“【運(yùn)行】一【單步微指令】”功能，每按動(dòng)一次，系統(tǒng)運(yùn)行一條微指令并在界面中

顯示動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)流及微地址等的變化，仔細(xì)觀察運(yùn)行過程，則可了解并掌握計(jì)算機(jī)的工作過程。

6）每按動(dòng)一次“【運(yùn)行】一【單步機(jī)器指令】"，則單步執(zhí)行一條機(jī)器指令。一條機(jī)器指

令對(duì)應(yīng)一段微程序，每執(zhí)行一條微指令時(shí)，計(jì)算機(jī)同時(shí)顯示數(shù)據(jù)流，執(zhí)行完這條機(jī)器指令對(duì)

應(yīng)的所有微指令后則自動(dòng)停止。此時(shí)可以再繼續(xù)單步執(zhí)行下一條機(jī)器指令。

當(dāng)模型計(jì)算機(jī)執(zhí)行完一條指令后，PC微機(jī)則根據(jù)指令的執(zhí)行過程，在屏幕上顯示出其

數(shù)據(jù)流，圖中各部件的有效控制信號(hào)則用高亮顯示，并將下一條微指令代碼顯示在下方。這

樣就可以形象地看到一條指令的執(zhí)行過程。

“【運(yùn)行】一【單步微指令】”的功能是單步執(zhí)行一條微指令，同時(shí)顯示其數(shù)據(jù)流。

“【運(yùn)行】一【連續(xù)運(yùn)行】"，則連續(xù)運(yùn)行全部程序，同時(shí)連續(xù)顯示整個(gè)數(shù)據(jù)流。當(dāng)按動(dòng)

“【運(yùn)行】一【停止】”時(shí)才會(huì)停止執(zhí)行，但不是立即停止，只有當(dāng)一條機(jī)器指令運(yùn)行

完后才會(huì)停止。

圖1.4-^4

7）單步執(zhí)行機(jī)器指令，并對(duì)照表142,觀察對(duì)應(yīng)一條機(jī)器指令的一系列微操作的運(yùn)行

過程。

思考問題

1）單步執(zhí)行微指令，觀察應(yīng)用軟件的數(shù)據(jù)通路圖中各部件的有效控制信號(hào)（高亮顯示），

思考這些控制信號(hào)的作用。并對(duì)照?qǐng)D1-2,找到這些控制信號(hào)的來源，并思考它們是如何產(chǎn)

生的，它們與微代碼的關(guān)系。思考微程序控制器在整個(gè)模型計(jì)算機(jī)運(yùn)行中的作用。

2）單步執(zhí)行指令A(yù)DDXRO,觀察微操作[DR1]+[DR2]R0執(zhí)行時(shí)，運(yùn)算器ALU的

有效控制信號(hào)S（〉S3、M、CN,思考它們對(duì)運(yùn)算器算術(shù)邏輯操作的作用。

實(shí)驗(yàn)2算術(shù)邏輯運(yùn)算實(shí)驗(yàn)

—.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.了解運(yùn)算器的組成結(jié)構(gòu)。

2.掌握運(yùn)算器的工作原理。

3.學(xué)習(xí)運(yùn)算器的設(shè)計(jì)方法。

4.掌握簡單運(yùn)算器的數(shù)據(jù)傳送通路。

5.驗(yàn)證運(yùn)算功能發(fā)生器74LS181的組合功能。

二.實(shí)驗(yàn)設(shè)備

TDN-CM+或TDN-CM++教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一套。

三.實(shí)驗(yàn)原理

實(shí)驗(yàn)中所用的運(yùn)算器數(shù)據(jù)通路圖如圖2.6-1。圖中所示的是由兩片74LS181芯片以并/串

形式構(gòu)成的8位字長的運(yùn)算器。右方為低4位運(yùn)算芯片，左方為高4位運(yùn)算芯片。低位芯片

的進(jìn)位輸出端Cn+4與高位芯片的進(jìn)位輸入端Cn相連，使低4位運(yùn)算產(chǎn)生的進(jìn)位送進(jìn)高4

位運(yùn)算中。低位芯片的進(jìn)位輸入端Cn可與外來進(jìn)位相連，高位芯片的進(jìn)位輸出引至外部。

兩個(gè)芯片的控制端$0?S3和M各自相連，其控制電平按表2.6-1。

為進(jìn)行雙操作數(shù)運(yùn)算，運(yùn)算器的兩個(gè)數(shù)據(jù)輸入端分別由兩個(gè)數(shù)據(jù)暫存器DR1、DR2（用

鎖存器74LS273實(shí)現(xiàn)）來鎖存數(shù)據(jù)。要將內(nèi)總線上的數(shù)據(jù)鎖存到DR1或DR2中，則鎖存器

74LS273的控制端LDDR1或LDDR2須為高電平。當(dāng)T4脈沖來到的時(shí)候，總線上的數(shù)據(jù)就

被鎖存進(jìn)DR1或DR2中了。

為控制運(yùn)算器向內(nèi)總線上輸出運(yùn)算結(jié)果，在其輸出端連接了一個(gè)三態(tài)門（用74LS245實(shí)

現(xiàn)）。若要將運(yùn)算結(jié)果輸出到總線上，則要將三態(tài)門74LS245的控制端ALU-B置低電平。否

則輸出高阻態(tài)。

E

ALU-BO

A7f迎A。

s3o

s2oQMF3----F0F3---F0CN

s1OALU(181)CN44ALU(181)

sVnO

\IA3-A0B3…BOMA3——40B5…一

八八八八AA八

MO-

圖2.6T運(yùn)算器通路圖

數(shù)據(jù)輸入單元（實(shí)驗(yàn)板上印有INPUTDEVICE）用以給出參與運(yùn)算的數(shù)據(jù)。其中，輸入開

關(guān)經(jīng)過一個(gè)三態(tài)門（74LS245）和內(nèi)總線相連，該三態(tài)門的控制信號(hào)為SW-B,取低電平時(shí)，

開關(guān)上的數(shù)據(jù)則通過三態(tài)門而送入內(nèi)總線中。

總線數(shù)據(jù)顯示燈（在BUSUNIT單元中）