程序段。
（3）争取学懂TEC-2机的监控程序，它是用TEC-2机的汇编语句写成的，是最靠近硬件系统的软件。学懂监控程序，能深化对指令系统的认识，对掌握计算机整机系统的组成与运行原理，对理解计算机硬软件的关系与配合情况都是十分重要的。
表1.2.2 TEC-2系统提供的部分子程序
子程序名 INCH OUT2CH OUT1CH SHDW SHUP WSTR INLNE NUMASC DISPCH 调用 地址 005AH 0095H 009BH 020CH 0213H 021AH 0224H 02C9H 02DFH 无 R0中高、低字节存放两个字符 字符在R0低字节 R0 R0 R2字符串首地址 R2缓冲区首地址 R15待显示的数据 R0四位十六进制数 R10 ASCII串字节地址 R0 ASCII码 输入参数 输出参数 字符在R0低字节 无 无 R0 R0 无 R2字符个数 无 R0相应的ASCII R15相应二进制数 R0大写ASCII 修改 寄存器 无 无 无 无 无 R2 R2 无 功能 输入一个字节到R0 显示R0中高、低字节表示的两个字符 显示一个字符 R0右移8位 R0左移8位 显示字符串，以0结束 输入字符串，以回车结束 R15转成四位ASCII并显示 R0转成ASCII并显示 ASCII到二进制转换 大写转换 无 ASCNUM UPCASE 02F0H 0250H R0 无 §1.3 TEC-2机的运算器部件
TEC-2机运算器的简明逻辑框图在附录14 TEC-2实验计算机系统功能部件的右下部分，详细逻辑图在图纸（一）的右半页。TEC-2机运算器部件的关键内容将分成以下几个问题加以介绍。
1．AM2901芯片的内部结构和芯片的引脚信号
（1）内部结构
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AM2901内部结构见图1.3.1。
I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8
图1.3.1 Am2901四位运算器逻辑示意图
该器件是位片结构的，每片内仅有4位线路。其内部组成包括：
① 4位的ALU，实现8种运算功能，其每一位上的2个输入端数据分别用R和S表示，则这8种功能是R+S、S-R、R-S 3种算术运算和R∧S、R∨S、/R∧S、R?S、/ (R?S) 5种逻辑运算。这8种功能的选择控制，是用外部送入的3位编码值I5～I3实现的，其具体规定请看附录8 TEC-2机简明操作卡。ALU还能给出Cn+4、F、OVR和F=0000 4位状态信息，并能接收最低位的一个进位输入信号Cn。ALU还给出了超前进位信号/G和/P。
② 16个4位的通用寄存器组，用R0~R15表示，和1个4位的Q寄存器。通用寄存器组为双端口读出（用A地址与B地址选择每个寄存器）和单端口（用B地址选择）控制写入的运行方式，而且运算后的结果经一个移位器实现写入（左移，不移，右移）。Q寄存器本身具有左移、右移功能且能接收ALU的运算结果。左右移位时，就有移出、移入信号RAM3、RAM0、Q3、 Q0 4个信号，它们都是通过具有双向传送功能的三态门实现的。
③ 该芯片能接收外部送入的4位数据D3~D0，并输出4位的数据Y3~Y0。Y3~Y0可以是通用寄存器A端口上的输出或ALU的运算结果F，并还受输出允许控制信号/OE的控制，仅在/OE为低时，Y3~Y0才有输出，否则处于高阻态。
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④ 从图上可以看到，ALU的两个输入端R和S分别可以接收D输入、A端口或逻辑0数据，和A端口、B端口、Q寄存器或逻辑0数据。AM2901器件只选用了它们可能的全部12种组合中的8种，即A-Q、A-B、0-Q、0-B、0-A、D-A、D-Q和D-0 这8种，并用外部送来的3位控制码I2~I0来选择这8种组合，具体规定请看附录8 TEC-2机简明操作卡。
⑤ AM2901还采用另外3位外部送来的控制信号I8～I6，一是选择向外部送出的数据的来源（A口数据还是ALU运算结果），二是选择其内部的通用寄存器组和Q寄存器接收不接收和如何接收数据写入（左移、右移、直送)。具体规定见下表1.3.1。
表1.3.1 Am2901控制码 I8~I6 编码 寄存器 结果选择 F→Q F→B F→B F/2→F Q/2→Q F/2→B 2F→B 2Q→Q 2F→B Y输出 选择 F F A F F F F F I5~I3 运算功 能选择 R+S S－R R－S R∨S R∧S /R∧S R?S /(R?S) I2~I0 R A A 0 0 0 D D D S Q B Q B A A Q 0 000 001 010 011 100 101 110 111 （2）AM2901芯片引脚信号
AM2901芯片引脚如图1.3.2所示，引脚分类及说明如下： D3~D0：外部送给AM290l的数据信号；
Y3~Y0：AM2901向外送出的数据信号，它受/OE信号的控制。在TEC-2机中，/OE端已接地，因此，Y3~Y0总是有的。
A、B地址：选择通用寄存器组中的源与目的寄存器，当A和B同值时，被选中的同一个寄存器的内容将被同时送到A、B两个数据输出端口。
I8~I0为外部送来的3组3位的控制信号，以分别选择AM290l 对数据结果的处理方案、ALU执行的运算功能、ALU接收的操作数来源，这是正确控制AM2901运行过程的关键。
ALU的最低位进位输入Cn、ALU的4位状态信息输出Cn十4、F、OVR、F＝0000，以及移位信号RAM3、RAM0、Q3、Q0的入/出也要正确连接与使用。
（3）AM2901的操作时序如下图1.3.3所示。
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、B口数据锁存 A
通用寄存器接收
图1.3.3 AM2901的操作时序
Q寄存器接收
ALU操作周期
系统时钟
（4）下表1.3.2给出使用AM2901的几个小例子。
表1.3.2 使用AM2901的实例
实现功能 A口 地址 B口 地址 I8~I 6 I5~I3 I2~I0 Cn D→R0 不用 0000 011 000 111 0 外部数据送入寄存器组 R1+R2 →R2 0001 0010 011 000 001 0 寄存器之间相加 R3+1 →R3 不用 0011 011 000 011 1 寄存器的内容+1 R5+1 →R5 R5→Y 0101 0101 010 000 011 1 寄存器内容+1且送出A口数据 R8-R9-C →R9 1000 1001 011 010 001 C 寄存器间实现带进位减 R9→R9 左移 不用 1001 111 000 011 0 寄存器内容逻辑左移 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 A3 A2 A1 A0 I6 I8 I7 RAM3 RAM0 VCC F=0 I0 I1 I2 CP Q3 B0 B1 B2 B3 /OE Y3 Y2 Y1 Y0 /P OVR Cn+4 /G F3 GND Cn I4 I5 I6 D0 D1 D2 D3 Q0 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21
图1.3.2 Am2901引脚 (R0+R10)Q 右移 →R0Q 1010 0000 100 000 001 0 乘法操作实现的联合移位 备注 选择A口数据 选择B口数据 控制输出Y,通用寄存器与Q的接收 选择运算功能 选择运算数据来源 最低位进位输入 说明 注：① 带有移位功能时，RAM3、RAM0、Q3和Q0从哪接收数据或结果送往何处，要在AM2901芯片外部实现连接，与执行的指令要求有关。4片AM2901组成16位的运算器时，级联的芯片之间是简单对应的连接，只有最高一片的最高一位与最低一片的最低一位的移位信号要另外控制。
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② 这里没有表示如何处理与记忆4位标志位信息，它与实现的指令要求有关，AM2901芯片只是形成4个标志位的值。怎么去用它们是计算机设计者自己的问题。
2．4片AM2901芯片的级联方法和并行进位芯片AM2902的接入方式
从附录14 逻辑线路图纸(二)可以清楚的看到AM2901芯片的级联方法。AM2902芯片的接入方式，则采用了跨接线办法，在逻辑框图上有所示意，逻辑图上则未明确给出。在实现中，用三组跨接线，如图1.3.4所示：
当1-2、3-4、5-6跨接时，片间实现串行进位，即AM2902不起作用；当l-12、3-10、5-8跨接时，才实现并行进位。这能方便地比较串、并行进位对形成最高位进位的速度影响，用示波器可以清楚地测得两种进位方式下的不同进位延迟时间。
12 11 10 9 О О О О О О О О 1 2 3 4 第一组 第二组
8 7 О О О О 5 6 第三组
图1.3.4 AM2901芯片的级联方法
3．运算器基本组成（四片AM2901和1片AM2902之外的其它配套线路）
这部分内容包括：
·运算器的16位数据输入信号的来源与16位结果输出的去向；
·运算结果标志位(即C、Z、V、S)的形成、记忆、保存与恢复等实现方案； ·16位运算器最高位最低位的移出/移入信号位，乘商寄存器Q的最高位、最低位的移出/移入信号的来源与处理，这些与移位指令(共3类5条)和乘除过程的联合移位处理有关。
·16位运算器最低位的进位信号的给出，这与实现双倍长计算的带进位加与带借位减所用的指令ADC、SBB有关，并请注意，补码减指令中进行了一点特殊处理，即减的过程中最高位还有借位时，使标志位C为1，而不是正常情况下的为0。整个TEC-2机系统中将遵循这一处理规则。
·AM2901芯片所用的16个通用寄存器的双端口A和B的信号来源与控制方案，9位控制信号I8~I0的给出与控制方案，这涉及到16个通用寄存器的功能分配、运算器联机运行实验与脱机手动实验的不同处理方式等。
4．对TEC-2机运算器部件实现中的一些问题的必要说明
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