7、 设计几条指令的功能、格式和执行流程，设计每条微指令各字段的具体编码值，包括控
制码的各字段、下地址字段、形成下址用到的条件码； 8、 在单步方式下，通过指示灯观察各类扩展指令的微码； 9、 用A、E键入程序连续运行（扩展指令用E命令键入）。
六、思考题：
当把IN 01, SHR R0, JNC 2029 三个语句换成4 个MOV R0，R0 语句, 该程序执行过程会出现什么现象?
答：该程序改变这三条语句后，若用T 命令单条执行，会依次显示0~9 十个数字。若用G 命令运行程序，程序执行速度快，端口输出速度慢，这样就会跳跃输出。 在命令行提示符状态下输G 2020，屏幕显示09。
七、实验心得：
通过本次实验，让我了解了数条基本指令（例如，ADD、MVRR、OUT、MVRD、JR、RET 等指令）的功能、格式和执行流程。对计算机微程序控制器的功能、组成知识、各类典型指令的执行流程，对指令格式、寻址方式、指令系统、指令分类等有了总体概念。
实验六 输入输出接口扩展实验
一、实验目的：
1、了解串行接口与计算机主机之间的数据传送方。 2、理解串行接口芯片的内部组成的传送数据的运行方式。
3、了解串行接口在投入运行之前必须执行的初始化操作的作用及完成初始化操作的具体方案。
二、实验设备与器材：
PC计算机一台、TEC-XP计算机组成原理与系统结构实验系统箱一台、型号为XC2S200D的芯片一个和仿真终端软件PCEC。
三、实验说明和原理：
1. TEC-XP配置了两个串行接口COM1和COM2，其中COM1是系统默认的
串行口，加电复位后，监控程序对其进行初始化，并通过改口与PC机或终端相连；而COM2口，留给用户扩展用；
2. 在使用COM2口时，需将两片8251芯片之间的插针用短路子短接，这样
才能为COM2正常工作提供所需的控制信号和数据；另外，还需为期分配数据口地址和控制口地址；
3. 对COM1口进行操作时通过地址80输入输出数据，通过地址81接收状态
信息；在对COM2操作时，需要先设置COM2的地址。
四、实验内容：
1. 为扩展I/O口选择一个地址，即将与COM2接口相连的8251的/CS与标准有I/O/CS的
一排插孔中的一个相连。
2. 将COM2口与终端或另一台运行有PCEC16的PC机的串口相连。
3. 用监控程序的A命令，编写一段小程序，先初始化COM2口，再身COM2口发送一些字
符，也可从COM2口接收一些字符，或实现两个串口的通信。
五、实验步骤：
1. 为扩展I/O口选择一个地址：将与COM2口相连的8251的/CS与标有I/O/CS的插孔中的地
址为A0~AF的一个相连；
2. 将一台教学机COM1口与一台PC机相连，在PC机上启动PCEC16.EXE。 3. 将另一台教学机COM1口与另一台PC机相连，同样启动PCEC16.EXE。
4. 用另一根串口线将将第一台的教学机的COM2口和另一台教学机的COM2口相连。 5. 在两台PC机对应的PCEC上分别输入一下程序：
从2000H单元开始输入下面的程序
2000：MVRD R0，004E 2002：OUT A1 2003：MVRD R0，0037 2005：OUT A1 2006：IN 81 2007：SHR R0 2008：SHR R0 2009：JRNC 200D 200A：IN 80 200B：OUT 80 200C：OUT A0 200D：IN A1 200E：SHR R0
200F：SHR R0 2010：JRNC 2006 2011：IN A0 2012：OUT 80 2013：JR 2006 2014：RET
六、思考题：
本次实验无思考题。
七、实验心得：
通过本实验的学习，让我对串行口的正确设置与使用，对监控程序的A 命令只支持基本指令，扩展指令应用E 命令将指令代码写入到相应的存储单元中有一定的了解和相应的认识。
实验七中断实验
一、实验目的：
1、加深理解计算机系统中断的工作原理及处理过程； 2、学习和掌握中断产生、响应、处理等技术；
3、掌握中断服务子程序的编写要点，进行一次硬、软件的综合调试。
二、实验设备与器材：
PC计算机一台、TEC-XP计算机组成原理与系统结构实验系统箱一台、型号为XC2S200D的芯片一个和仿真终端软件PCEC。
三、实验说明和原理：
1、 要求中断隐指令中执行关中断功能，如果用户中断服务程序允许被中断，必须在中断服务程序中执行IE开中断命令；
2、 教学机的中断系统共支持三级中断，由三个无锁按键确定从右到左依次为一、二、三级中断，对应的P1、P0的编码依次为01、10、11，优先级也依次升高。这决定了他们的中断向量为XXX4、XXX8、XXXC；可以看到每级中断实际可用的空间只有四个字节，故这个空间一般只存放一条转移指令，而真正的用户服务程序则存放在转移指令所指向的地址；、
3、 用户需扩张中断隐指令、开中断指令、关中断指令、中断返回指令及其节拍。
四、实验内容：
1. 扩展中断隐指令、为中断隐指令分配节拍。中断隐指令用到12个节拍，为了和一般指令
相区别，应将其节拍T3设计为1；
2. 扩展中断指令EI、关中断指令DI、中断返回指令IRET；
3. 确定中断向量表地址。中断向量的搞12为由开关确定为（0010 0100 0000）。三级中断
对应的中断向量为2404H、2408H、240CH。当有中断请求且被相应之后，将执行行行存放在该中断的中断向量所指的内存区的指令；
4. 填写中断向量表。在上述的2404H、2408H、240CH地址写入三条JR转移指令，JR指令
的OFFSET是偏移量，其值是要转向的地址的值减去该条转移指令的下一条指令的地址的值得到的，该值得范围在-128~+127之间。
5. 编写中断服务程序。中断服务程序可以放在中断向量表之后，中断服务程序可实现在程
序正常运行时在计算机屏幕上显示与优先级相对应的不同字符。 6. 写主程序。可编写一死循环程序，要求先开中断。
五、实验步骤：
1. 扩展中断隐指令和开、关中断指令、中断返回指令，为它们分配节拍并给出各节拍对应
的控制信号；
2. 任意选择几条指令观察指令执行及转中断程序执行的节拍和各节拍对应的控制信号。置
控制开关为11110（单步、手动置指令、组合逻辑、联机、16位）； 3. 填写中断向量表；
4. 编写中断程序。该中断程序，先开中断，显示字符“BI”和对应的中断优先级“1”、
“2”、“3”后，等待从键盘输入一个字符。在键盘输入一个字符之后，显示该字符和字符“EI”，然后退出当前中断服务程序，返回中断断点，继续执行； 5. 编写主程序；
6. 运行主程序，等待响应中断。
六、思考题：
本次实验无思考题。
七、实验心得：
通过对本次实验的学习，让我对中断产生、响应、处理等技术有了一定的了解。通过实验前
了解中断向量的含义，让我知道了中断隐指令不对应特定指令代码，因而不能用指令代码来判断是否为新指令。这部分内容在计算机中的应用也是十分有意义的，能有初步的体验也是十分重要的。
实验九FPGA芯片实现非流水线的CPU系统（综合实验）
一、实验目的：
1、进一步熟悉计算机的指令格式、指令编码、寻址方式和指令功能等内容；
2、进一步熟悉计算机的总体组成和各个部件的功能，理解控制器部件在计算机整机中的关 键作用；
3、 进一步理解和熟悉指令执行步骤的划分方案：
4、 进一步熟悉教学计算机的硬连线控制器各个控制指令（组）的控制功能，学校用VHDL语言描
述节拍发生器和控制信号产生部件的功能；
5、 进一步理解和熟悉在TH-union教学计算控制器中处理原有指令和扩展指令的方案，提高对控
制器功能描述的理解度。
二、实验设备与器材：
PC计算机一台、TEC-XP计算机组成原理与系统结构实验系统箱一台、型号为XC2S200D的芯片一个
三、实验说明和原理：
实验说明：随着半导体继承电路的迅猛发展，人民对专用集成电路设计的需
求与期望值越来越高，希望能够在单个电路芯片上实现一个系统的全部功能。为此，我们利用VHDL语言进行描述，通过FPGA门阵列器件硬件实现一个16位字长的CPU系统。该系统与存储器和输入输出接口线路相连接，共同组成了一台用于硬件课程教学的完整计算机系统。
实验原理：
四、实验内容：
7. 观察、验证性的实验：通过多种方式察看教学计算机指令的执行步骤、运行结果、各组
控制信号在每一个执行步骤中的状态、指令之间的衔接等有关内容。
8. 进行实验设计与实现新的扩展指令：在教学机系统已有指令的基础上，添加若干条新指