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1、实验五指令部件模块实验一、实验目的 掌握指令部件 IU（PC ，IR，ID）的组成方式。 熟悉指令操作码产生微程序入口地址的工作过程。二、实验要求按照实验步骤完成实验项目，完成将数据打入 IR 寄存器的数据打入 PC 指针式寄存器，PC 指针自动加 1。三、指令部件模块的构成 如图 4-1 所示，2 片 74LS163 连接成 8 位 PC 程序计数器，其输出端经三态门（245）与 8 位输入端共用 8 芯扁平线与 BUS 总线接口相连接。图 4-1程序计数器 PC（IP）单元2 片 74LS163 组成了 PC 程序计数器，它有 LDPC、LOAD 信号，脉冲 T3 来控制PC 指针的装载和
2、加 1 操作。在“L”状态下，由 8 位置数开关装入起始地址，当LOAD=1、LDPC=1 时，按 【单步】命令键，在 T3 上升沿把数据开关的内容装入 PC。当 CBA=001、 LOAD=0、LDPC=1、LDAR=1 时，按 【单步】命令键，在单周期四节拍时序的 T2 时刻打开 PC-B 三态门，在 T3 时刻 PC 值通过总线打入地址寄存器、同时PC 值加 1。 如图 4-2 所示，1 片 74LS273 作为指令寄存器单元， 其 8 位输入端与 BUS 总线之间实验装置已作连接，其输出端用一 8 芯扁平线与 SE5SE0 接口连接。图 4-2指令寄存器单元指令数据寄存器 IR(74L
3、S273)的 LDIR 为电平正跳变时，把来自数据总线的数据打入寄存器 IR，IR 的输出就作为本系统内的 8 位指令 I7I0。在本系统内由这 8 位指令（可最多译码 256 条不同的指令），通过编码可对应这些指令在微程序存储器中的入口地址，并且输出相应的微控制指令。 1 片 74LS74 用来实现多种条件的跳转指令（JZ、JC 等跳转指令）。图 4-3ACY、零标志锁存原理图74LS74 芯片是双 D 触发器，其中一组是锁存进位位 CY 标志，另一组是锁存零标志(Z)可通过 AR 来控制 JC 和 JZ 建立，以实现条件跳转的指令。 1 片 74LS74 用来实现开中断、关中断、中断服务。
4、图 4-3B中断控制电路图74LS74 芯片是双 D 触发器，其中一组锁存开中断标志，另一组锁存中断服务标志，通过 LOAD 来控制 EA、ED 的建立，以实现中断响应与中断服务。四、实验连接 图 4-4实验连线示意图按图 4-4 所示，连接实验电路： 总线接口连接：用 8 芯扁平线连接图 8-4 中所有标明“ ”或“ ”图案的总线接口。 控制线与时钟信号“ ”连接：用双头实验导线连接图 8-4 中所有标明“ ”或“ ”图案的插孔（注： Dais-CMH 的时钟信号已作内部连接）。五、实验内容在闪动的“P.”状态下按动【增址】命令键 ，使 LED 显示器自左向右第 4 位显示提示符“L ”，表
5、示本装置已进入手动单元实验状态。（一）程序计数器（PC 值）的置数、输出与加 1 PC 值的写入拨动二进制数据开关向程序计数单元置数（置数灯亮表示它所对应的数据位为“1”、反之为零）。具体操作步骤图示如下： 注：【单步】键的功能是启动时序电路产生 T1T4 四拍单周期脉冲 PC 值的读出关闭数据输入三态(SW-B=0)、CE 保持为 0、LOAD=0、LDPC=0、CBA=001 时，按【单步】键，打开 PC-B 缓冲输出门，数据总线单元应显示 00000000； PC 值送地址寄存器并加 1在保持 PC 值读出的开关状态下，置 LDAR=1、LDPC=1，按【单步】命令键，在T3 节拍把当前
6、数据总线的内容（即 PC）打入地址锁存器，地址总线单元的显示器应显示00H，在 T3 节拍的上升沿 PC 计数器加 1，PC 单元的显示器应显示 01H。（二）指令码的打入与散转按微程序流程图 7-2 所示的微控制流程，对指令译码寄存器 IR 分别打入微控制流程定义的操作码 20H、40H 、 60H、80H、0A0H ，然后根据流程图定义的基地址 08H 置入数据开关，按【单步】键，在机器周期的 T2 节拍把基地址 08H 打入微地址锁存器，在机器周期 T4 节拍按微控制流程对 IR 指令寄存器的内容进行测试和判别，使后续微地址转向与操作码相对应的微程序入口地址。举例操作如下： 当 IR 寄存器为 20H、微地址为 08H，按【单步】键后微地址为 09H。 当 IR 寄存器为 60H、微地址为 08H，按【单步】键后微地址为 0BH。注：【单步】键的功能是启动时序电路产生 T1T4 四拍单周期脉冲六、实验思考题思考题 8.1 简述指令分析过程的控制流程是如何进行的？
