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1、学 海 无 涯 西华大学数学与计算机学院实验报告,一、目的 1熟悉微程序控制器的原理 2掌握微程序编制、写入并观察运行状态 二、实验原理 （1）微程序控制单元的构成 8 位微地址寄存器由 2 片 74LS161 组成；3 片 6264 为微程序存储器；24 位微程序锁存 器由 3 片 74LS374 组成。如图 1,图 1 微程序控制单元布局图 （2）微程序控制单元原理 由于本系统中指令系统规模不大、功能较简单，微指令可以采用全水平、不编码的 方式，每一个微操作信号由 1 位微代码来表示，24 位微代码至少可表示 24 个不同 的微操作控制信号。如要实现更多复杂的操作可通过增加一些译码电路来实
2、现。 增量方式来控制微代码的运行顺序，每一条指令的微程序连续存放在微指令存储器 连续的单元中。 每一指令的微程序的入口地址是通过对指令操作码的编码来形成的。在本系统指令 码最长为 8 位，那么最多可形成 256 条指令。 在微程序存储器的 0 单元存放取指指令，在启动时微地址寄存器清 0，执行取指指,第 页 1 共 4 页,学 海 无 涯 令。 每一段微程序都以取指指令结束，以取得下一条指令。 在本系统内， MLD 为置微地址的控制信号，MCK 为工作脉冲。当 MLD0、MCK 有 上升沿时，把 MD0MD7 的值作为微程序的地址，打入微地址寄存器。当 MLD1、 MCK 有上升沿时，微地址计
3、数器自动加 1。,第 页 2 共 4 页,图 2 微程序控制单元原理图 三、使用环境 计算机组成原理实验箱,第 页 3 共 4 页,学 海 无 涯,四、实验步骤 （一）准备工作 1将 MD0MD7、MLD 接入二进制开关上，将 MCK、MOCK 分别接入脉冲单元上的 PLS1、 PLS2 上。请按下表接线,启停单元中的停止按钮，置实验机为停机状态。通过键盘把数据写入微程序存储 器中，例如微地址 0H 中输入 11H、11H、11H 三个字节，在 05H 中输入 55H、55H、 55H 三个字节，在 06H 中输入 66H、66H、66H 三个字节。键盘监控输入方法详情可 参见附录一。 键盘监
4、控输入方法如下： 按键盘任意键进入键盘监控状态 自主菜单下选择“1”,屏幕上显示：ADDR,MICROCODE 00 xx xx xx,光标定位在地址处，按“TAB”键在地址与微代码之间切换，在光标所在处，按数字键即 可对地址或者微代码进行修改；按“LAST”键，修改后的微指令写入相应单元后，地址减 1；按“NEXT”键或者“ENTER”键，修改后的微指令写入相应单元后，地址加 1。 c) 此处则应按“TAB”键切换到微代码处，输入 11H、11H、11H 三个字节，完毕 后按“NEXT”键，直到地址为 05H，相同方法输入 55H、55H、55H 三个字节， 完毕后按“NEXT”键，在地址
5、06H 处输入 66H、66H、66H 三个字节，完毕后 按“ENTER”键。输入完毕。 （二）微地址打入操作 按启停单元中的停止按钮，置实验机为停机状态，此时微地址寄存器被请零。 按启停单元中的运行按钮，置实验机为运行状态。此时微程序存储器为读状态，微 地址寄存器（74LS161）确定了当前微程序存储器的地址，并且输出 24 位微操作 （M0M23）。 按脉冲单元中的 PLS2 脉冲按键，在 MOCK 上产生一个上升沿，把当前微程序存储器 输出的微指令打入微指令锁存器。可在 CPT-B 上的微指令指示灯显示出当前微指,第 页 4 共 4 页,学 海 无 涯 令，应为 11H、11H、11H。
6、 4置 MLD1，微代码的地址 MD0MD7（对应二进制开关 H0H7）为 05H（对应开关如 下表）,按脉冲单元中的 PLS1 脉冲按键，在 MCK 上产生一个上升沿，把 MD0MD7 打入 74LS161，微地址指示灯 MA0MA7 将显示为 05H，微程序存储器把 05H 单元的内容 输出。 按脉冲单元中的 PLS2 脉冲按键，在 MOCK 上产生一个上升沿的脉冲，把当前微指令 打入微指令锁存器。可在 CPT-B 上的微指令指示灯显示出当前微指令，为 55H、55H、 55H。 （三）微地址+1 操作 置 MLD1。 按启停单元中的运行按钮，置实验机为运行状态。 按脉冲单元中的 PLS1
7、 脉冲按键，在 MCK 上产生一个上升沿，微地址寄存器自动+1。 若原来微地址为 05H，那么当前的微地址指示灯 MA0MA7 将显示为 06H，同时微程 序存储器输出 06H 单元中的内容。 按脉冲单元中的 PLS2 脉冲按键，在 MOCK 上产生一个上升沿，将微程序存储器输出 的微指令打入微指令锁存器并输出。在 CPT-B 上的微指令指示灯应显示 66H、66H、 66H。 五、总结 通过本次实验我掌握了微程序控制器的原理，同时也掌握了微程序的编制、写入、观察微 程序的运行，学习了指令的执行流程 ，我觉得这次实验的原理比较容易理解，实施起来也不 难，但是在实验过程中，不知道是因为接线的问题还是仪器的问题一度不能成功，录入了数 据还是跳转不到要去的地方。我们小组以为是输入数据时出错，重新输了好多遍，但是都还 是一样的结果。在老师的指导下终于得到了正确的结果。顺利的完成了实验。这次实验使我 懂得要认真弄清楚每一步实验的原理和所需要的知识点，这样才可以有速度完成实验，同时 也知道做实验需要持之以恒的恒心、信心与耐心。,
