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1、实验四控制器实验一、实验目的(1) 了解模型机中微程序的基本概念。(2) 了解PC、uPC的结构、工作原理及其控制方法。口号,二、实验要求利用COP2000实验仪上的K16.K23开关做为DBUS的数据，其它开关做为控制信 实现程序计数器PC的写入和加1功能，微程序计数器uPC的写入和加1功能。三、实验说明63ii155615 1716 H14 亘12 1?Q1Q3TCPOP1P2P3CEPCETCLK旺MRO 1A A012 3457DBU：S4 :DBU：S3 :：DBU；影:DBu37 :zxJL74HCH5174HC2423574HC2454-367ABUS1 ABUg2-BUS3 A
2、BU 関ABUS5_ABUS6 、ABUS? PC打入控制原理图10 z-11121314151617LDPC ABCE74HC151PC打入控制原理图74HC161IBUS2 busTIREN RST Q0Q1Q2Q3TCPDP1P2P3CEPSPEMR2914豆171T uPCO uPCl uPC2IEUS5_ ffiUM_JBUS7 3J9Q0Q1Q2Q5TCPOP1P2P3CEPCETCLKPEMR7.uPC斗 uPC5 uPC6 uPC?74HC161uPC原理图uPCr7:01XX X OOH X10HX11HX 12HIBUS7:012HRSTCKIRENuPC工作波形四、实验过
3、程实验一：程序计数器PC实验(1) PC说明PC是由两片74HC161构成的八位带预置记数器，预置数据来自数据总线。记数器的输出通 过74HC245 (PCOE)送到地址总线。PC值还可以通过74HC245 (PCOE_D)送回数据总 线。在COP2000中，PC+1由PCOE取反产生。当RST = 0时，PC记数器被清0当LDPC = 0时，在CK的上升沿，预置数据被打入PC记数器当PC+1 = 1时，在CK的上升沿，PC记数器加一当PCOE = 0时，PC值送数据总线PC打入控制电路由一片74HC151八选一构成。ELPIR3IR2CyZLDPC1XXXX10001X00000X1001X
4、10001X0101XXX0当ELP=1时，LDPC=1，不允许PC被预置当 ELP=0 时，LDPC 由 IR3, IR2, Cy，Z 确定当 IR3 IR2 = 1 X 时，LDPC=0，PC 被预置当 IR3 IR2 = 0 0 时，LDPC=非 Cy，当 Cy=1 时，PC 被预置 当 IR3 IR2 = 0 1 时，LDPC=非 Z,当 Z=1 时，PC 被预置(2)连接线表连接信号孔接入孔作用有效电平1J2座J3座将 K23-K16 接入 DBUS7:02PCOEK5PC输出到地址总线低电平有效3JIR3K4预置选择14JIR2K3预置选择05JRZK2Z标志输入6JRCK1C标志
5、输入7ELPK0预置允许低电平有效8PCCKCLOCKPC工作脉冲上升沿打入(3)实验过程实验1： PC加一实验置控制信号为：K5 (PCOE)K0 (ELP)01按一次CLOCK脉冲键，CLOCK产生一个上升沿，数据PC被加一。实验2： PC打入实验二进制开关K23-K16用于DBUS7:0的数据输入，置数据22HK23K22K21K20K19K18K17K1600100010置控制信号为:ELP(K0)IR3 (K4)IR2(K3)JRZ(K2)JRC (K1)LDPCPC 红 色指示 灯黄色PC预置 指示灯uPC的值PC的值1XXXX1亮不亮从00开始依次加1从00开始 依次加1000X
6、10亮亮从00开始依次加1一直为22000X01亮不亮从00开始依次加1从00开始 依次加10011X0亮亮从00开始依次加1一直为220010X1亮不亮从00开始依次加1从00开始 依次加101XXX0亮亮从00开始依次加1一直为22每置控制信号后，按一下CLOCK键，观察PC的变化。实验二：微程序计数器uPC实验(1) uPC说明74HC161是一片带预置的4位二进制记数器。功能如下：当RST = 0时，记数器被清0。当IREN = 0时，在CK的上升沿，预置数据被打入记数器。当IREN = 1时，在CK的上升沿，记数器加一。TC为进位，当记数到F(1111)时，TC=1CEP，CET为记
7、数使能，当CEP，CET=1时，记数器工作，CEP，CET=0时，记数器保持 原记数值。在COP2000中，指令IBUS7:0的高六位被接到uPC预置的高六位，uPC预置的低两位被 置为0。一条指令最多可有四条微指令。(2) 连接线表连接信号孔接入孔作用有效电平1J2座J3座将 K23-K16 接入 DBUS7:02IRENK0预置uPC低电平有效3EMENK1EM存储器工作使能低电平有效4EMWRK2EM存储器写使能低电平有效5EMRDK3EM存储器读使能低电平有效6IRCKCLOCKuPC工作脉冲上升沿打入(3) 实验过程实验1： uPC加_实验置控制信号为：K3(EMRD)K2(EMWR
8、)K1(EMEN)K0(IREN)1111按一次CLOCK脉冲键，CLOCK产生一个上升沿，数据uPC被加一。实验2： uPC打入实验二进制开关K23-K16用于DBUS7:0的数据输入，置数据12HK23K22K21K20K19K18K17K1600010010置控制信号为:K3(EMRD)K2(EMWR)K1(EMEN)K0(IREN)1000当EMWR, EMEN=0时，数据总线(DBUS)上的数据被送到指令总线(IBUS)上。 按住CLOCK脉冲键，CLOCK由高变低，这时寄存器uPC的黄色预置指示灯亮，表明uPC 被预置。放开CLOCK键，CLOCK由低变高，产生一个上升沿，数据10
9、H被写入uPC寄存 器。实验三：微程序存储器uM实验(1) uM说明存储器uM由三片6116RAM构成，共24位微指令。存储器的地址由uPC提供，片选及读 信号恒为低，写信号恒为高.存储器uM始终输出uPC指定地址单元的数据。(2) 连接线表连接信号孔接入孔作用有效电平1J2座J3座将 K23-K16 接入 DBUS7:02IRENK0IR, uPC写使能低电平有效6IRCKCLOCKuPC工作脉冲上升沿打入(3)实验过程实验1微程序存储器uM读出置控制信号为：K0为1uM输出uMO的数据按一次CLOCK脉冲键，CLOCK产生一个上升沿，数据uPC被加一。uM输出uM1的数据按一次CLOCK脉
10、冲键，CLOCK产生一个上升沿，数据uPC被加一。uM输出uM2的数据实验2：使用实验仪小键盘输入uM1. 连接 J1, J22. 打开电源3 .按TAB键，选择uM4.输入两位地址,005 .按NEXT,进入微程序修改6.按六位微程序数据7 .按NEXT选择下个地址/按LAST选择上个地址8 .重复6,7步输入微程序9.按RESET结束五、实验感想这个控制器实验包括三个小实验，分别是计数器PC实验、微程序计数器uPC实验和 微存储器uM实验。总体来说，这三个实验还是很简单的。通过这次课程设计，我明白了很多东西都是要靠自己一点点的努力得来的，而且在实 验的过程中除了自己认真转眼外，还要积极地向别人请教。但让在实验的过程中，我们更要 保持一种不骄不躁的作风，不能感觉懂得了一些皮毛就以为自己真的都懂了，把什么都不放 在眼里。也不能一遇到不会的就心烦，失去继续做下去的热情和勇气。人生是一个不断学习 的过程，课程设计是对所学的知识进行的一次很好的检验和总结，我们要更加重视。理论和实践的结合才能产生真正完美的东西，我们在以后的学习和生活中，既要学习 好各种各样的理论知识，又要经常进行实践，把理论和实践完好的结合起来。在不断的学习 中，我们要一步步的完善自己，为自己的将来打下良好的基础。
