$P0000 $P0110 $P020A $P0320 $P040B $P0530 $P060B $P0740 $P0800 $P0A01
微程序（以上两程序公用）：
$M00018110 $M0101ED82 $M0200C048 $M0300E004 $M0400B005 $M0501A206 $M06959A01 $M0700E00D $M08001001 $M0901ED83 $M0A01ED87 $M0B01ED8E $M0C01ED96 $M0D028201 $M0E00E00F $M0F00A015 $M1001ED92 $M1101ED94 $M1200A017 $M13018001 $M14002018 $M15070A01 $M1600D181 $M17070A10 $M18068A11 4、运行程序
方法一：联机运行程序 首先使各个开关的状态为：SIGNAL UNIT中的SP03开关设置为“STEP”状态，SP04开关设置为“RUN”状态；CONTROL UNIT的开关SP05处于“NORM”状态， SP06处于“RUN” 状态；SWITCH单元的开关SWB、SWA为“11”。
使SWITCH单元的总清开关CLR（1?0?1）清零后，程序首址为00H。通过联机软件进入调试界面（其操作方法参见附录2系统联机操作软件说明），可以通过调试程序的操作界面控制程序的运行，同时观察运行过程和结果。
方法二：手动运行程序 （1）单步运行程序
A、使CONTROL UNIT的开关SP05处于“NORM”状态， SP06处于“RUN”状态，SIGNAL UNIT中的SP03为“STEP”状态，SP04为“RUN”状态，SWITCH单元的开关SWB、SWA为“11”。
B、拨动SWITCH单元的总清开关CLR（1?0?1），微地址清零，程序计数器清零，程序首址为00H。 C、单步运行微指令，每按动一次CONTROL UNIT的START触动开关，即单步运行一条微指令。对照微程序流程图2-2，观察微地址显示灯MA5-MA0是否和流程一致。
D、当运行结束后，可检查运行结果是否和理论值一致。如果运行结果保存在RAM的某一个单元中，则可以使用手动写入中的校验方法将其读出。
（2）连续运行程序
A、使CONTROL UNIT的开关SP05处于“NORM”状态， SP06处于“RUN”状态，SIGNAL UNIT中的SP03为“RUN”状态，SP04为“RUN”状态，SWITCH单元的开关SWB、SWA为“11”。
B、拨动SWITCH单元的总清开关CLR（1?0?1），微地址及程序计数器清零，然后按动CONTROL UNIT的START触动开关，系统连续运行程序，稍后将SIGNAL UNIT中的SP04拨至“STOP”时，系统停机。 C、停机后，可检查运行结果是否正确。如果运行结果保存在RAM的某一个单元中，则可以使用手动写入中的校验方法将其读出。
六、实验报告：
1、将实验中观察到的数据列表记录；
七、思考题：
1、机器指令包括哪两个基本要素？微指令又包括哪两个基本要素？程序靠什么实现顺序执行？靠什么实现转移？微程序中顺序执行和转移执行依靠什么方法？
实验八 复杂模型机实验
一、实验目的：
综合运用所学计算机原理知识，设计并实现较为完整的模型计算机。
二、实验内容：
根据复杂模型机的指令系统，编写实验程序，并运行程序，观察和记录运行结果。
三、实验仪器：
1、计算机组成原理教学实验箱 一台 2、排线 若干 3、PC机 一台
四、实验原理：
复杂模型机的数据通路框图如图2-7。根据机器指令系统要求，设计微程序流程图及确定微地址，如图2-8。
地址总线ALU-GARS3S2S1S0LDARALUPC-GMEMLED-GT4LDDR1T4LDDR2PCDR2LOADLDPCWECEOUTT4299-G74299WEDR1数据总线R0-GR0LDR0LDR1R1-GR1LDR2R2-GR2时序微控制器WET1T2INIRSW-GLDIR
图2-7 复杂模型机数据通路框图
按照系统建议的微指令格式，参照微指令流程图，将每条微指令代码化，译成二进制代码表，并将二进制代码表转换为联机操作时的十六进制格式文件。 微程序 24 23 22 21 20 19 18 控制信号 S3 S2 S1 S0 M CN RD 17 16 15 14 13 A 12 11 10 9 8 B P 7 6 5 4 3 2 1 M17 M16 uA5 uA4 uA3 uA2 uA1 uA0 A字段 15 0 0 0 0 1
B字段 12 0 0 0 0 1 11 0 0 1 1 0 10 0 1 0 1 0 控制信号 RS_G RD_G RI_G 299_G 9 0 0 0 0 1 8 0 0 1 1 0 LDRI LDDR1 LDDR2 LDIR P字段 7 0 1 0 1 0 控制信号 P1 P2 P3 P4 14 0 0 1 1 0 13 0 1 0 1 0 控制信号
1 1
0 1 1 0 LOAD LDAR 1 1 0 1 1 0 ALU_G PC_G 1 1 0 1 1 0 AR LDPC 五、实验步骤及注意事项：
1、根据复杂模型机的指令系统，编写实验程序。 实验例程如下：
本实验完全使用寄存器操作。程序首先从数据输入开关采集数据放入R0中，经循环左移两次放入R1中。然后再次从数据输入开关采集数据放入R0中，经循环右移一次与R1中的数据相加，其结果送到R1中，然后判断加法的结果是否有进位或为全零，若是就循环运行，否则，输出结果到数码管上显示。实验的机器指令程序如下：
地址 内 容 助记符 01 F0
说 明
；R0带进位左循环移位一次
00 44 IN R0 ；INPUT数据?R0，第一次采集数据（设输入数据为14H）
RLC R0, R0
02 F1 RLC R0, R1 ；第二次左移后保存到R1中 03 44 IN R0 ；输入开关数据?R0，第二次采集数据（设输入数据仍为14H） 04 E0 05 91 06 0C 07 00 08 59 09 60
以上程序的机器指令如下：
$P0044 $P01F0 $P02F1 $P0344 $P04E0 $P0591 $P060C $P0700 $P0859 $P0960
微程序
$M00018108 $M0101ED82 $M0200C050 $M0300A004 $M0400E0A0 $M0500E006 $M0600A007 $M0700E0A0 $M0801ED8A $M0901ED8C $M0A00A03B $M0B018001 $M0C00203C $M0D00A00E $M0E01B60F $M0F95EA25 $M1001ED83 $M1101ED85 $M1201ED8D $M1301EDA6 $M14001001 $M15030401 $M16018016 $M173D9A01 $M18019201 $M1901A22A $M1A01B22C $M1B01A232 $M1C01A233 $M1D01A236 $M1E318237 $M1F318239 $M20009001 $M21028401 $M2205DB81 $M230180E4 $M24018001 $M2595AAA0 $M2600A027 $M2701BC28 $M2895EA29 $M2995AAA0 $M2A01B42B $M2B959B41 $M2C01A42D
RRC R0, R0 ADC R0, R1 BZC 00 OUT R1 HALT
；R0带进位右循环移位一次 ；两数据相加
；若有进位或结果为零，则跳到00地址单元 ；R1? OUTPUT UNIT 显示； ；停机
$M2D05AB6E $M2E0DAA2F $M2F01AA30 $M300D8171 $M31959B41 $M32019A01 $M3301B435 $M3405DB81 $M35B99B41 $M360D9A01 $M37298838 $M38019801 $M3919883A $M3A019801 $M3B070A08
$M3C068A09
2、按图2-9连接实验线路，仔细检查线路无误后接通电源。（图中箭头表示需要接线的地方，接总线和控制信号时要注意高低位一 一对应，可用彩排线的颜色来进行区分。 本次实验中连线工作量较大，务必仔细，仔细检查接线是否正确，以免信号线接错导致控制出错，影响实验的进度。）
（1）先将机器指令对应的微代码正确地写入28C16中，可以参照实验1.7微程序控制器的组成与微程序设计实验中微代码的写入方法，将本实验对应的微代码写入E2PR0M芯片中，对照前面的微程序内容校验正确后就可使用。
（2）使用控制台WRITE和READ微程序进行机器指令程序的手动装入和检查，其操作如下： A、使SIGNAL UNIT单元的SP03为“STEP”状态，SP04为“RUN”状态，CONTROL UNIT的开关SP05处于“NORM”状态，开关SP06处于“RUN” 状态。
B、拨动SWITCH单元的总清开关CLR（1?0?1），微地址寄存器清零，程序计数器清零。然后使SWITCH单元的SWB、SWA开关设置为“01”，按动一次CONTROL UNIT的触动开关START，微地址显示灯显示“001001”，再按动一次START，微地址灯显示“001100”，此时数据开关的内容置为要写入的机器指令，按动两次START键后，即完成该条指令的写入。若仔细阅读WRITE的流程，就不难发现，机器指令的首地址总清后为零，以后每个循环PC会自动加1。所以，每次按动START，只有在微地址灯显示“001100”时，才设置内容，直到所有机器指令写完。
C、校验。拨动SWITCH单元的总清开关CLR（1?0?1），微地址清零。PC程序计数器清零，然后使SWITCH单元的开关SWB、SWA为“00”，按动CONTROL UNIT的触动开关START，微地址灯将显示“001000”，再按START，微地址灯显示为“001010”，第三次按START，微地址灯显示为“111011”，再按START后，此时OUTPUT单元的数码管显示为该首地址中的内容。不断按动START，以后每个循环PC会自动加1，可检查后续单元内容。每次在微地址灯显示为“001000”时，是将当前地址中的机器指令写入到输出设备中显示。
3、写程序
对于本实验箱可以用两种方法来写入程序。 方法一：联机读/写程序
按照规定格式，将机器指令及微指令编辑成十六进制的规定格式文件，已经在前面列出。 使用联机软件的文件装载将实验程序和微程序下载到实验箱中，并用软件的读出功能进行检查。本实验参考程序对应的文件名为“复杂模型机.TXT”（联机软件的使用方法参看附录2）。