计算机组成原理实验指导书(毛2011.11.new-2012.11)(1) - 图文(7)

2019-02-15 00:15

实验1:微程序存储器uM 读出

置控制信号为:K0为1 uM 输出uM[0]的数据

按一次STEP脉冲键,CK产生一个上升沿,数据uPC 被加一。 uM 输出uM[1]的数据

按一次STEP脉冲键,CK产生一个上升沿,数据uPC 被加一。 uM 输出uM[2]的数据

实验2:使用实验仪小键盘输入uM 1.连接J1, J2 2.打开电源

3.按TV/ME键, 选择uM 4.输入两位地址, 00

5.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RST结束 思考题:

1、图5.1中,为什么W接VCC,G、E接地?

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实验六 微程序计数器uPC 实验

实验要求:利用CPTH实验仪上的K16..K23 开关作为DBUS的数据,其它开关作为控制信号,实现微程序计数器uPC的写入和加1功能。

实验目的:1、了解模型机中微程序的基本概念。

2、了解uPC的结构、工作原理及其控制方法。

实验电路:

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=1

CEP,CET 为记数使能,当CEP,CET=1 时,记数器工作,CEP,CET=0 时,记数器保持原记数值。

微程序计数器uPC的结构原理图如下所示:

图6.1 微程序计数器uPC原理图

微程序计数器uPC工作波形如下图所示:

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图6.2 微程序计数器uPC工作波形图

在CPTH 中,指令IBUS[7:0]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。

微程序初始地址为复位地址00,微程序入口地址由指令码产生,微程序下一地址有计数器产生。

实验连接线如下表所示:

实验1:uPC 加一实验

置控制信号为:

按一次STEP脉冲键,CK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DBUS[7:0]的数据输入,置数据12H,如下:

置控制信号为:

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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STEP脉冲键,CK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STEP键,CK由低变高,产生一个上升沿,数据10H被写入uPC寄存器。 思考题:

1、图6.1中,uPC的最大计数值是多少?

2、实验六的实验2中,置数据为12H,为什么打入的数据为10H?

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实验七 模型机综合实验(微程序控制器)

在综合实验中,模型机作为一个整体来工作的,所有微程序的控制信号由微程序存储器uM 输出,而不是由开关输出。在做综合实验之前,先用8 芯电缆连接J1 和J2,使系统处于非手动状态,这样实验仪的监控系统会自动打开uM的输出允许,微程序的各控制信号就会接到各寄存器、运算器的控制端口。此综合实验(1~7)使用的指令是模型机的缺省指令系统,系统自动默认装入缺省指令系统/非流水微指令系统文件:insfile1.mic。

在做综合实验时,可以用CPTH计算机组成原理实验软件输入并修改程序,汇编成机器码,然后下载到实验仪上,由软件控制程序实现单指令执行、单微指令执行、全速执行,同时可以在软件上观察指令或微指令执行过程中数据的走向、各控制信号的状态、各寄存器的值。CPTH 软件的使用方法见附录1“CPTH 集成开发环境使用”。也可以用实验仪自带的小键盘和显示屏来输入、修改程序,用键盘控制单指令或单微指令执行,用LED 或用显示屏观察各寄存器的值。实验仪上的键盘使用方法见附录2“实验仪键盘使用”。

在用微程序控制方式做综合实验时,在给实验仪通电前,拔掉实验仪上所有的手工连接的接线,再用8 芯电缆连接J1 和J2,控制方式开关KC拨到“微程序控制”方向。若想用CPTH软件控制组成原理实验仪,就要启动软件,并用快捷图标的“连接通信口”功能打开设置窗口,选择实验仪连接的串行口,然后再点击“OK”按钮接通到实验仪。

实验1:数据传送实验/输入输出实验

1.在CPTH 软件中的源程序窗口输入下列程序

2.将程序另存为EX1.ASM,将程序汇编成机器码,调试窗口会显示出程序地址、机器码、反汇编指令。

3.按快捷图标的F7,执行“单微指令运行”功能,观察执行每条微指令时,寄存器的输入/输出状态,各控制信号的状态,PC 及uPC 如何工作。(见EX1.ASM程序跟踪结果)

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