試驗指導(dǎo)書-微程序控制器

1、實驗三微程序控制器匹配課程代碼及名稱：070023計算機組成原理 適用專業(yè)及本項目實驗學(xué)時：計算機科學(xué)與技術(shù)3學(xué)時實驗時間：2016-5-18實驗類型：綜合型一、實驗?zāi)康募耙?1) 熟悉微程序控制器的基本概念。(2) 熟悉微程序控制器的基本結(jié)構(gòu)與基本組成。(3 )熟悉微程序控制器的基本工作原理。(4)熟悉微命令的產(chǎn)生和時序。二、實驗內(nèi)容現(xiàn)代計算機的控制器大部分采用微程序控制器，又稱存儲邏輯控制器。下圖1所示為微程序控制器框圖，其中實線部分均由JYS計算機組成原理實驗系統(tǒng)提供，而虛線部分則需自行設(shè)計。當(dāng)實驗系統(tǒng)面板上的模式開關(guān)置于統(tǒng)調(diào)時，控制存儲器ROM2#、ROM1#、卩 IR158、卩 I

2、R70、L15-8、L7-0、RD CPy IR A0 A7 均連入 1032E 系統(tǒng)中。其中，自行設(shè)計的微程序計數(shù)器 卩PC向控制存儲器提供8位微地址，在控存讀 信號RD勺作用下，讀出一條長16位的微指令代碼，并在打入命令 CPy IR的作用 下，送入卩IR158、卩IR70。狀態(tài)指示燈L15-8、L7-0用于顯示微指令寄存器 卩IR158、 卩IR70的內(nèi)容。微程序的時序如圖2所示，每按一次單脈沖鍵P (實驗系統(tǒng)面板右下角的單脈 沖鍵)便產(chǎn)生一個負(fù)脈沖，該脈沖的作用是：作為讀控存的命令JRDo負(fù)脈沖當(dāng)作CPy IR將讀出的微指令打入微指令寄存器 卩IR負(fù)脈沖的上升沿使 卩PC-1形成下一條

3、微指令的地址。負(fù)脈沖反相后的上升沿作為寄存器打入脈沖。圖1微程序控制器框圖P 4 ”P / 圖2微程序的時序三、實驗條件及設(shè)備要求(1) 設(shè)備：JYS計算機組成原理實驗系統(tǒng)、聯(lián)想臺式計算機(2) 操作系統(tǒng)：Win dows XP(3) 軟件：ispLEVER 3.0、ispVM System 17.4四、實驗實施步驟(一)微程序計數(shù)器 卩PC的層次化設(shè)計 要求使用層次化方法設(shè)計一個微程序計數(shù)器 卩PC其中cppc為時鐘脈沖, rst為復(fù)位鍵，輸出為q7q0。1、建立新項目啟動 ispLEVER，進(jìn)入項目管理器 ispLEVER Project Navigator，在 D 盤 新建test3文件

4、夾中新建項目卩pc.syn2、選擇器件在項目管理器中，雙擊ispLSI5256VE-165LF256項進(jìn)入器件選擇窗口， 選擇ispLSI1032E-70LJ84l,單擊“0K返回項目管理器。3、原理圖輸入(1)底層電路一：三位二進(jìn)制同步計數(shù)器的設(shè)計原理圖輸入根據(jù)圖1所示三位二進(jìn)制計數(shù)器原理圖，采用圖形輸入法在計算機上完 成原理圖輸入。圖1三位二進(jìn)制同步計數(shù)器原理圖生成元件符號count8(2)底層電路二：3-8譯碼器的設(shè)計原理圖輸入根據(jù)圖2所示3-8譯碼器原理圖，采用圖形輸入法在計算機上完成原理圖輸入生成元件符號dec38(3) 頂層電路(微程序計數(shù)器 卩PC的設(shè)計調(diào)用上述生成的元件符號co

5、unt8、dec38及輸入、輸出緩存器IOPAD , 經(jīng)連線、命名等步驟后完成微程序計數(shù)器卩PC原理圖，如下圖3所示。圖3微程序計數(shù)器原理圖4、管腳定義將卩PC勺計數(shù)脈沖CPPC定義在單脈沖(73)上，并用73引腳提供脈沖同時驅(qū)動卩RD CPy IRo將卩PC的8位輸出q7q0定義在A7A0 (60-53)上。將卩PC的復(fù)位端rst定義在復(fù)位信號 RET2 （24）上。5、文件編譯、適配和下載將實驗系統(tǒng)中的模式開關(guān)（K23）置于分調(diào)模式，進(jìn)行原理圖編譯和設(shè) 計適配，無誤后完成下載。（二）寫入微程序每條微指令均由4位十六進(jìn)制數(shù)表示，將下表1所示微程序?qū)懭隦0M2#、 R0M1#中，從0#單元開始

6、寫入。表1微程序微扌曰令編號單元地址ROM2#ROM1#10#50H40H21#A2H20H32#00H10H（三）讀出微指令1、將實驗系統(tǒng)中的模式開關(guān)（K23 ）置于統(tǒng)調(diào)模式。2、按RET2復(fù)位鍵，清 卩PC為0，卩PC旨向0號單元。3、每按一次單脈沖鍵，便讀出一條16位長的微指令。微指令的高8位 出現(xiàn)在 卩IR158（41-34）上，并由L15L8指示。微指令的低8位出現(xiàn)在 卩IR70（52-45） 上，并由L7L0指示。每一條微指令的微命令便完成指定的操作。（四）生成元件符號卩pc將上圖3微程序計數(shù)器原理圖中輸入、輸出緩存 IOPAD刪除，將導(dǎo)線 重新連好并保存，在原理圖編輯器中選擇 File-Matchi ng Symbol命令生