計算機組成原理實驗PPT-軟件工程

1、2022-3-512022-3-52實驗一實驗一 運算器實驗運算器實驗 實驗二實驗二 進位運算和移位運算實驗進位運算和移位運算實驗實驗四實驗四 數(shù)據(jù)通路實驗數(shù)據(jù)通路實驗實驗三實驗三 存儲器實驗存儲器實驗實驗?zāi)夸泴嶒炍鍖嶒炍?微程序控制實驗微程序控制實驗實驗六實驗六 基本模型機的設(shè)計與實現(xiàn)基本模型機的設(shè)計與實現(xiàn)2022-3-53實驗一 運算器實驗 實驗?zāi)康暮鸵?實驗設(shè)備 實驗內(nèi)容 實驗步驟 實驗注意事項2022-3-541.1 實驗?zāi)康暮鸵髮嶒災(zāi)康暮鸵?熟悉實驗裝置熟悉實驗裝置學(xué)習(xí)算術(shù)邏輯單元電路的構(gòu)成及其工作原理，學(xué)習(xí)算術(shù)邏輯單元電路的構(gòu)成及其工作原理，掌握運算器實驗的數(shù)據(jù)傳送通路的結(jié)構(gòu)

2、及不同掌握運算器實驗的數(shù)據(jù)傳送通路的結(jié)構(gòu)及不同實驗狀態(tài)下的各運算數(shù)據(jù)的流程。實驗狀態(tài)下的各運算數(shù)據(jù)的流程。驗證運算功能發(fā)生器（驗證運算功能發(fā)生器（74LS18174LS181）的組合功能）的組合功能 按指定的數(shù)據(jù)完成幾種指定的算術(shù)和邏輯運算按指定的數(shù)據(jù)完成幾種指定的算術(shù)和邏輯運算 2022-3-551.2 實驗設(shè)備實驗設(shè)備 JYS-4JYS-4計算機組成原理教學(xué)實驗裝置計算機組成原理教學(xué)實驗裝置排線、導(dǎo)線若干排線、導(dǎo)線若干實驗仿真軟件一套實驗仿真軟件一套2022-3-562022-3-572022-3-582022-3-592022-3-5102022-3-5111.3 實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容 1

3、1）熟悉實驗設(shè)備及使用方法）熟悉實驗設(shè)備及使用方法JYS-4JYS-4計算機組成原理實驗裝置是一種能夠通計算機組成原理實驗裝置是一種能夠通過多種過多種“原理計算機原理計算機”的設(shè)計和構(gòu)造，來靈活的設(shè)計和構(gòu)造，來靈活地實現(xiàn)地實現(xiàn)“計算機組成原理計算機組成原理”課程的實驗教學(xué)，課程的實驗教學(xué)，以滿足不同層次和不同教學(xué)環(huán)節(jié)實驗要求的開以滿足不同層次和不同教學(xué)環(huán)節(jié)實驗要求的開放式教學(xué)實驗設(shè)備。放式教學(xué)實驗設(shè)備。使用使用JYS-4JYS-4計算機組成原理實驗裝置可完成運計算機組成原理實驗裝置可完成運算器實驗、進位和移位控制實驗、靜態(tài)存儲器算器實驗、進位和移位控制實驗、靜態(tài)存儲器原理實驗、計算機的數(shù)據(jù)通路

4、實驗、微程序控原理實驗、計算機的數(shù)據(jù)通路實驗、微程序控制器實驗、基本模型機的設(shè)計與實現(xiàn)實驗、帶制器實驗、基本模型機的設(shè)計與實現(xiàn)實驗、帶移位運算的模型機的設(shè)計與實現(xiàn)等實驗。移位運算的模型機的設(shè)計與實現(xiàn)等實驗。2022-3-5121.3 實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容 1 1）熟悉實驗設(shè)備及使用方法）熟悉實驗設(shè)備及使用方法JYS-4JYS-4計算機組成原理實驗裝置采用內(nèi)、外總計算機組成原理實驗裝置采用內(nèi)、外總線結(jié)構(gòu)，并按開放式結(jié)構(gòu)要求設(shè)計了各關(guān)聯(lián)的線結(jié)構(gòu)，并按開放式結(jié)構(gòu)要求設(shè)計了各關(guān)聯(lián)的單元實驗電路，除進一步規(guī)范了可組成的原理單元實驗電路，除進一步規(guī)范了可組成的原理計算機結(jié)構(gòu)外，也為實驗教學(xué)提供了充足的硬計算機

5、結(jié)構(gòu)外，也為實驗教學(xué)提供了充足的硬件可設(shè)計空間和軟件可設(shè)計空間，在實驗電路件可設(shè)計空間和軟件可設(shè)計空間，在實驗電路構(gòu)造方面，系統(tǒng)也提供了多種手段，可按部件構(gòu)造方面，系統(tǒng)也提供了多種手段，可按部件層次組合方式逐次構(gòu)造不同結(jié)構(gòu)和復(fù)雜程度的層次組合方式逐次構(gòu)造不同結(jié)構(gòu)和復(fù)雜程度的部件實驗電路及模型計算機。部件實驗電路及模型計算機。2022-3-5131.3 實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容 1 1）熟悉實驗設(shè)備及使用方法）熟悉實驗設(shè)備及使用方法整個實驗儀器是由分散元器件構(gòu)成，包括計算整個實驗儀器是由分散元器件構(gòu)成，包括計算機中的各組成部件：運算器、存儲器、控制器機中的各組成部件：運算器、存儲器、控制器等，這些器件的

6、內(nèi)部連線已經(jīng)連好，需要連接等，這些器件的內(nèi)部連線已經(jīng)連好，需要連接的是一些控制信號線。實驗板上對各個器件的的是一些控制信號線。實驗板上對各個器件的劃分比較清楚，都用白色框線表示，每個器件劃分比較清楚，都用白色框線表示，每個器件的名稱也用白色注明。的名稱也用白色注明。 2022-3-514JYS-4硬件系統(tǒng) 布局圖2022-3-5151.3 實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容 1 1）熟悉實驗設(shè)備及使用方法）熟悉實驗設(shè)備及使用方法掌握拿線的方法和要點（如手指捏住的不是導(dǎo)掌握拿線的方法和要點（如手指捏住的不是導(dǎo)線，而是導(dǎo)線的線座）。線，而是導(dǎo)線的線座）。插拔導(dǎo)線的方法要點（注意線座的角度與排針插拔導(dǎo)線的方法要點（注

7、意線座的角度與排針保持零角度方向運動）。保持零角度方向運動）。對于兩根一股以上的對于兩根一股以上的“排線排線”，注意連接信號，注意連接信號的對號入座（以不同的色彩來區(qū)分不同的信的對號入座（以不同的色彩來區(qū)分不同的信號）。防止線座與相對應(yīng)的排針之間的竄位連號）。防止線座與相對應(yīng)的排針之間的竄位連接或反順序連接。接或反順序連接。2022-3-516接線時將電源斷開，全部接好線后檢查無誤，方接線時將電源斷開，全部接好線后檢查無誤，方可打開電源，嚴禁帶電插拔連線?？纱蜷_電源，嚴禁帶電插拔連線。相互沖突的總線控制信號要確保互斥出現(xiàn)，否則相互沖突的總線控制信號要確保互斥出現(xiàn)，否則會出現(xiàn)總線沖突，導(dǎo)致燒毀器

8、件。會出現(xiàn)總線沖突，導(dǎo)致燒毀器件。認真對待，反復(fù)檢查、確認；不太確定的事情不認真對待，反復(fù)檢查、確認；不太確定的事情不能草率行事，經(jīng)指導(dǎo)老師確認后再做。能草率行事，經(jīng)指導(dǎo)老師確認后再做。插拔排線時動作要慢，對準板子上的排針垂直插插拔排線時動作要慢，對準板子上的排針垂直插入和拔出，以免損傷排針和排線。入和拔出，以免損傷排針和排線。當(dāng)使用排線連接多個數(shù)據(jù)線和控制信號時，注意當(dāng)使用排線連接多個數(shù)據(jù)線和控制信號時，注意對應(yīng)關(guān)系，排線中各條線的顏色可以幫助辨認。對應(yīng)關(guān)系，排線中各條線的顏色可以幫助辨認。2022-3-5171.3 實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容 2 2）熟悉算術(shù)邏輯運算單元電路的結(jié)構(gòu)與工作原理）熟悉算

9、術(shù)邏輯運算單元電路的結(jié)構(gòu)與工作原理算術(shù)邏輯運算單元電路的結(jié)構(gòu)算術(shù)邏輯運算單元電路的結(jié)構(gòu)使用使用2 2片片74LS18174LS181以并串連形式構(gòu)成以并串連形式構(gòu)成8 8位字長位字長ALUALU，ALUALU輸出經(jīng)過三態(tài)門同數(shù)據(jù)總線相連。運算器的兩輸入端輸出經(jīng)過三態(tài)門同數(shù)據(jù)總線相連。運算器的兩輸入端的數(shù)據(jù)分別由兩個鎖存器鎖存，鎖存器輸入與數(shù)據(jù)總的數(shù)據(jù)分別由兩個鎖存器鎖存，鎖存器輸入與數(shù)據(jù)總線相連，數(shù)據(jù)開關(guān)用來給出參與運算的數(shù)據(jù)，通過三線相連，數(shù)據(jù)開關(guān)用來給出參與運算的數(shù)據(jù)，通過三態(tài)門和數(shù)據(jù)總線相連，數(shù)據(jù)顯示燈與數(shù)據(jù)總線相連，態(tài)門和數(shù)據(jù)總線相連，數(shù)據(jù)顯示燈與數(shù)據(jù)總線相連，用來顯示數(shù)據(jù)總線內(nèi)容。實

10、驗過程中，用來顯示數(shù)據(jù)總線內(nèi)容。實驗過程中，ALUALU根據(jù)不同根據(jù)不同運算控制信號對運算控制信號對2 2個鎖存器中的二進制數(shù)進行算術(shù)或個鎖存器中的二進制數(shù)進行算術(shù)或邏輯運算。運算結(jié)果經(jīng)三態(tài)門送到數(shù)據(jù)總線。邏輯運算。運算結(jié)果經(jīng)三態(tài)門送到數(shù)據(jù)總線。2022-3-518運算器電路結(jié)構(gòu)圖2022-3-5191.3 實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容 2 2）熟悉算術(shù)邏輯運算單元電路的結(jié)構(gòu)與工作原理）熟悉算術(shù)邏輯運算單元電路的結(jié)構(gòu)與工作原理算術(shù)邏輯運算單元電路的主要控制信號算術(shù)邏輯運算單元電路的主要控制信號 算術(shù)邏輯單元電路中用到的控制信號主要有算術(shù)邏輯單元電路中用到的控制信號主要有T4T4、S0S0、S1S1、S2S

11、2、S3S3、CnCn、M M、LDDR1LDDR1、LDDR2LDDR2、SW-BSW-B、ALU-BALU-B。在實際應(yīng)用中，只需將在實際應(yīng)用中，只需將“W/R UNIT”W/R UNIT”的的T4T4接至接至“STATE UNIT”STATE UNIT”的微動開關(guān)的微動開關(guān)KK2KK2的輸出端，按動微動的輸出端，按動微動開關(guān)，即可獲得實驗所需的單脈沖，其中開關(guān)，即可獲得實驗所需的單脈沖，其中CnCn、SW-BSW-B、ALU-BALU-B為低電平有效，它們是分別控制運算器進位、為低電平有效，它們是分別控制運算器進位、數(shù)據(jù)開關(guān)至數(shù)據(jù)總線的三態(tài)門以及運算器輸出至數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)開關(guān)至數(shù)據(jù)總線的三態(tài)門

12、以及運算器輸出至數(shù)據(jù)總線三態(tài)門的控制信號。總線三態(tài)門的控制信號。2022-3-5201.3 實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容 3 3）利用上述）利用上述ALUALU電路實現(xiàn)算術(shù)與邏輯運算電路實現(xiàn)算術(shù)與邏輯運算利用上述算術(shù)邏輯運算單元電路完成多個算術(shù)與邏輯利用上述算術(shù)邏輯運算單元電路完成多個算術(shù)與邏輯運算操作，并將實驗結(jié)果與正確結(jié)果進行比較。運算操作，并將實驗結(jié)果與正確結(jié)果進行比較。74LS18174LS181型型ALUALU在正邏輯下的功能如下表所示：在正邏輯下的功能如下表所示：2022-3-521工作方式輸入選擇工作方式輸入選擇S3 S2 S1 S0S3 S2 S1 S0正邏輯輸入與輸出正邏輯輸入與輸出邏輯

13、運算（邏輯運算（M=HM=H）算術(shù)運算（算術(shù)運算（M=LM=L）(/Cn=H,(/Cn=H,無進位無進位) )（/Cn=L,/Cn=L,有進位）有進位）L L L LL L L LA A非非A AA A加加1 1L L L HL L L H（A+BA+B）非）非A+BA+B（A+BA+B）加）加1 1L L H LL L H L(A(A非非)B)BA+(BA+(B非非) )(A+(B(A+(B非非)加加1 1L L H HL L H H0 0減減1 10 0L H L LL H L L(AB)(AB)非非A A加加A(BA(B非非) )A A加加A(BA(B非非) )加加1 1L H L HL

14、 H L HB B非非(A+B)(A+B)加加A(BA(B非非) )(A+B)(A+B)加加A(BA(B非非) )加加1 1L H H LL H H LA A異或異或B BA A減減B B減減1 1A A減減B BL H H HL H H HA(BA(B非非) )(A(B(A(B非非)減減1 1A(BA(B非非) )H L L LH L L L(A(A非非)+B)+BA A加加ABABA A加加ABAB加加1 1H L L HH L L H(A(A異或異或B)B)非非A A加加B BA A加加B B加加1 1H L H LH L H LB B(A+(B(A+(B非非)加加ABAB(A+(B(A

15、+(B非非)加加ABAB加加1 1H L H HH L H HABABABAB減減1 1ABABH H L LH H L L1 1A AA A加加A A加加1 1H H L HH H L HA+(BA+(B非非) )(A+B)(A+B)加加A A(A+B)(A+B)加加A A加加1 1H H H LH H H LA+BA+B(A+(B(A+(B非非)加加A A(A+(B(A+(B非非)加加A A加加1 1H H H HH H H HA AA A減減1 1A A2022-3-5221.4 實驗步驟實驗步驟 先用實驗仿真軟件模擬硬件實驗的過程，熟悉先用實驗仿真軟件模擬硬件實驗的過程，熟悉實驗的操作

16、步驟，并可以將得到的實驗數(shù)據(jù)用實驗的操作步驟，并可以將得到的實驗數(shù)據(jù)用于驗證硬件實驗的結(jié)果。于驗證硬件實驗的結(jié)果。在正式開始硬件實驗之前，先熟悉實驗裝置各在正式開始硬件實驗之前，先熟悉實驗裝置各部分結(jié)構(gòu)和功能部分結(jié)構(gòu)和功能;練習(xí)正確的插拔線方法。練習(xí)正確的插拔線方法。2022-3-5231.4 實驗步驟實驗步驟 1）按要求打開實驗裝置，把上述原理圖中用到的按要求打開實驗裝置，把上述原理圖中用到的單元電路及控制信號與實驗裝置上各單元電路單元電路及控制信號與實驗裝置上各單元電路和相關(guān)信號控制開關(guān)等實物相對照，熟悉應(yīng)用和相關(guān)信號控制開關(guān)等實物相對照，熟悉應(yīng)用和操作對象。本次實驗用到的所有數(shù)據(jù)開關(guān)和和

17、操作對象。本次實驗用到的所有數(shù)據(jù)開關(guān)和控制開關(guān)如果不在初始狀態(tài)，則要先將其打到控制開關(guān)如果不在初始狀態(tài)，則要先將其打到初始狀態(tài)（即斷開狀態(tài)），在本裝置中，開關(guān)初始狀態(tài)（即斷開狀態(tài)），在本裝置中，開關(guān)斷開，其輸出均為高電平狀態(tài)（開關(guān)指示燈滅）斷開，其輸出均為高電平狀態(tài)（開關(guān)指示燈滅）2022-3-5241.4 實驗步驟實驗步驟 2）按圖按圖2-2連連接線路，連接線路，連接完畢后要接完畢后要進行仔細檢進行仔細檢查，確保無查，確保無誤后方可通誤后方可通電實驗電實驗 2022-3-5251.4 實驗步驟實驗步驟 3）用二進制數(shù)據(jù)開關(guān)向用二進制數(shù)據(jù)開關(guān)向DR1(寄存器寄存器A)和和DR2(寄存寄存器器B

18、)置運算數(shù)據(jù)，步驟如下：置運算數(shù)據(jù)，步驟如下：再次查看開關(guān)單元再次查看開關(guān)單元ALU-B開關(guān)是否處于初始狀態(tài)開關(guān)是否處于初始狀態(tài)不在初始狀態(tài)則打到初始狀態(tài)（不在初始狀態(tài)則打到初始狀態(tài)（ALU-B=1），關(guān)閉），關(guān)閉ALU輸出的三態(tài)門。輸出的三態(tài)門。接通接通WS-B開關(guān)，打開數(shù)據(jù)輸入單元的三態(tài)門。開關(guān)，打開數(shù)據(jù)輸入單元的三態(tài)門。分別向寄存器分別向寄存器A和寄存器和寄存器B置數(shù)，操作流程如圖置數(shù)，操作流程如圖關(guān)閉數(shù)據(jù)輸入三態(tài)門，即斷開關(guān)閉數(shù)據(jù)輸入三態(tài)門，即斷開SW-B開關(guān)（開關(guān)（SW-B=1） 2022-3-5261.4 實驗步驟實驗步驟 3）用二進制數(shù)據(jù)開關(guān)向用二進制數(shù)據(jù)開關(guān)向DR1(寄存器寄存

19、器A)和和DR2(寄存寄存器器B)置運算數(shù)據(jù)置運算數(shù)據(jù)撥動輸入單元的數(shù)據(jù)開關(guān)生成八位二進制數(shù)據(jù)X 向寄存器A置 數(shù) 據(jù) ： LDDR1=1 LDDR2=0 T4= 撥 動 輸 入單 元 的 數(shù)據(jù) 開 關(guān) 生成 八 位 二進制數(shù)據(jù)Y 向寄存器B置數(shù)據(jù)： LDDR1=0 LDDR2=1 T4= 2022-3-5271.4 實驗步驟實驗步驟 4）驗證寄存器驗證寄存器A(DR1)和寄存器和寄存器B(DR2)中數(shù)據(jù)的正中數(shù)據(jù)的正確性，步驟如下：確性，步驟如下：關(guān)閉數(shù)據(jù)輸入三態(tài)門關(guān)閉數(shù)據(jù)輸入三態(tài)門(SW-B=1)，打開，打開ALU輸出三態(tài)門輸出三態(tài)門(ALU-B=0)。當(dāng)當(dāng)S3S0、初始狀態(tài)時，控制開關(guān)均

20、在斷開狀態(tài)，、初始狀態(tài)時，控制開關(guān)均在斷開狀態(tài)，ALU輸出寄存器輸出寄存器A的數(shù)據(jù)，對照總線指示燈數(shù)據(jù)。只接通的數(shù)據(jù)，對照總線指示燈數(shù)據(jù)。只接通S2和和S0控制開關(guān)控制開關(guān)(S2=0,S0=0)，其余開關(guān)狀態(tài)不變，其余開關(guān)狀態(tài)不變，ALU輸出寄存器輸出寄存器B的數(shù)據(jù)，對照總線指示燈數(shù)據(jù)。的數(shù)據(jù)，對照總線指示燈數(shù)據(jù)。如果兩個寄存器顯示數(shù)據(jù)與置入數(shù)據(jù)一致，表明實驗裝如果兩個寄存器顯示數(shù)據(jù)與置入數(shù)據(jù)一致，表明實驗裝置所用到單元電路、實驗接線和操作都正確。否則必有置所用到單元電路、實驗接線和操作都正確。否則必有實驗環(huán)節(jié)發(fā)生錯誤，必須認真檢查分析，找出出錯原因。實驗環(huán)節(jié)發(fā)生錯誤，必須認真檢查分析，找出出

21、錯原因。后續(xù)實驗必須在上述結(jié)果正確無誤的基礎(chǔ)方可進行。后續(xù)實驗必須在上述結(jié)果正確無誤的基礎(chǔ)方可進行。2022-3-5281.4 實驗步驟實驗步驟 5）驗證驗證74LS181的算術(shù)運算和邏輯運算功能的算術(shù)運算和邏輯運算功能(正邏正邏輯輯)，在給定寄存器，在給定寄存器A(DR1=X)和寄存器和寄存器B(DR2=Y)數(shù)據(jù)的情況下，改變運算器的功能，數(shù)據(jù)的情況下，改變運算器的功能，觀察運算器的輸出，把相關(guān)功能下的輸出結(jié)果觀察運算器的輸出，把相關(guān)功能下的輸出結(jié)果填入表填入表2-2，并做出理論分析和比較，驗證實，并做出理論分析和比較，驗證實驗的正確性。驗的正確性。2022-3-529表2-2 運算器實驗數(shù)

22、據(jù)記錄表 2022-3-5301.5 實驗注意事項實驗注意事項 接線時將電源斷開，全部接好線后檢查無誤，方可打開電源，嚴禁接線時將電源斷開，全部接好線后檢查無誤，方可打開電源，嚴禁帶電插拔連線。帶電插拔連線。相互沖突的總線控制信號要確?；コ獬霈F(xiàn)，否則會出現(xiàn)總線沖突，相互沖突的總線控制信號要確保互斥出現(xiàn)，否則會出現(xiàn)總線沖突，導(dǎo)致燒毀器件。導(dǎo)致燒毀器件。認真對待，反復(fù)檢查、確認；不太確定的事情不能草率行事，經(jīng)指認真對待，反復(fù)檢查、確認；不太確定的事情不能草率行事，經(jīng)指導(dǎo)老師確認后再做。導(dǎo)老師確認后再做。插拔排線時動作要慢，對準板子上的排針垂直插入和拔出，以免損插拔排線時動作要慢，對準板子上的排針垂

23、直插入和拔出，以免損傷排針和排線。傷排針和排線。當(dāng)使用排線連接多個數(shù)據(jù)線和控制信號時，注意對應(yīng)關(guān)系，排線中當(dāng)使用排線連接多個數(shù)據(jù)線和控制信號時，注意對應(yīng)關(guān)系，排線中各條線的顏色可以幫助辨認。各條線的顏色可以幫助辨認。實驗前要認真閱讀實驗前要認真閱讀實驗指導(dǎo)書實驗指導(dǎo)書，聯(lián)系課堂所學(xué)知識，搞清楚電，聯(lián)系課堂所學(xué)知識，搞清楚電路結(jié)構(gòu)及工作原理，達到理論與實踐相結(jié)合的目的。路結(jié)構(gòu)及工作原理，達到理論與實踐相結(jié)合的目的。每組實驗數(shù)據(jù)不能完全相同，做好實驗數(shù)據(jù)記錄。每組實驗數(shù)據(jù)不能完全相同，做好實驗數(shù)據(jù)記錄。根據(jù)實驗內(nèi)容寫出實驗報告。根據(jù)實驗內(nèi)容寫出實驗報告。2022-3-531實驗一實驗一 運算器實驗

24、運算器實驗 實驗二實驗二 進位運算和移位運算實驗進位運算和移位運算實驗實驗四實驗四 數(shù)據(jù)通路實驗數(shù)據(jù)通路實驗實驗三實驗三 存儲器實驗存儲器實驗實驗?zāi)夸?022-3-532實驗二 進位運算和移位運算實驗 實驗?zāi)康暮鸵?實驗設(shè)備 實驗內(nèi)容 實驗步驟 實驗注意事項2022-3-5332.1 實驗?zāi)康暮鸵髮嶒災(zāi)康暮鸵?驗證待進位控制的算術(shù)運算功能發(fā)生器的進位驗證待進位控制的算術(shù)運算功能發(fā)生器的進位功能功能 驗證移位控制的組合功能驗證移位控制的組合功能 2022-3-5342.2 實驗設(shè)備實驗設(shè)備 JYS-4JYS-4計算機組成原理教學(xué)實驗裝置計算機組成原理教學(xué)實驗裝置排線、導(dǎo)線若干排線、導(dǎo)線若干

25、2022-3-5352.3 實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容 1）進位計算實驗原理）進位計算實驗原理進位控制單元電路是在算術(shù)邏輯運算單元基礎(chǔ)上增加進位控制單元電路是在算術(shù)邏輯運算單元基礎(chǔ)上增加進位控制部分形成的單元電路，其作用是驗證運算器進位控制部分形成的單元電路，其作用是驗證運算器在進行運算的過程中是否產(chǎn)生進位，并將結(jié)果用指示在進行運算的過程中是否產(chǎn)生進位，并將結(jié)果用指示燈顯示出來燈顯示出來進位控制單元電路結(jié)構(gòu)原理如圖進位控制單元電路結(jié)構(gòu)原理如圖3-13-1，進位控制單元，進位控制單元電路以算術(shù)邏輯運算單元電路為基礎(chǔ)，具有算術(shù)邏輯電路以算術(shù)邏輯運算單元電路為基礎(chǔ)，具有算術(shù)邏輯運算單元所有控制信號，為控制進位

26、鎖存器，增加了運算單元所有控制信號，為控制進位鎖存器，增加了ARAR控制信號，當(dāng)該信號處于低電平，同時發(fā)送控制信號，當(dāng)該信號處于低電平，同時發(fā)送T4T4信號，信號，ALUALU進位被鎖存在鎖存器中進位被鎖存在鎖存器中 進位控制單元電路的數(shù)據(jù)通路進位控制單元電路的數(shù)據(jù)通路 2022-3-536圖圖3-1進位控制單進位控制單元電路結(jié)構(gòu)元電路結(jié)構(gòu)原理圖原理圖2022-3-5372.3 實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容 2）移位運算實驗原理）移位運算實驗原理移位運算單元電路是運算器單元電路中負責(zé)完成二進移位運算單元電路是運算器單元電路中負責(zé)完成二進制數(shù)的邏輯左移、邏輯右移、算術(shù)左移、算術(shù)右移的制數(shù)的邏輯左移、邏輯右移

27、、算術(shù)左移、算術(shù)右移的器件及其移動控制操作電路來實現(xiàn)的器件及其移動控制操作電路來實現(xiàn)的 移位運算結(jié)構(gòu)如圖移位運算結(jié)構(gòu)如圖3-33-3，使用一片，使用一片74LS29974LS299作為移位發(fā)作為移位發(fā)生器，其八位輸入生器，其八位輸入/ /輸出端以排針方式和總線單元電輸出端以排針方式和總線單元電路連接。路連接。299-B299-B信號控制使能端，信號控制使能端，T4T4時序為時鐘脈沖，時序為時鐘脈沖，實驗時將讀寫單元的實驗時將讀寫單元的T4T4接至狀態(tài)單元的接至狀態(tài)單元的KK2KK2脈沖發(fā)生脈沖發(fā)生器，由器，由S0 S1 MS0 S1 M信號控制功能狀態(tài)，其列表信號控制功能狀態(tài)，其列表3-13-

28、1通過控制信號，改變單元功能。每使用一次通過控制信號，改變單元功能。每使用一次T4T4信號，信號，產(chǎn)生一次移位運算產(chǎn)生一次移位運算 2022-3-538表表3-1 移位控制功能表移位控制功能表2022-3-539圖圖3-3移位運算結(jié)移位運算結(jié)構(gòu)圖構(gòu)圖2022-3-5402.4 實驗步驟實驗步驟 1）進位計算實驗步驟）進位計算實驗步驟1按圖按圖3-2連接試驗線路，連接完畢仔細檢查無誤后通電連接試驗線路，連接完畢仔細檢查無誤后通電 2022-3-5412.4 實驗步驟實驗步驟 1）進位計算實驗步驟）進位計算實驗步驟2從輸入單元電路向寄存器從輸入單元電路向寄存器A和寄存器和寄存器B置數(shù)，步驟為：置數(shù)

29、，步驟為：關(guān)閉關(guān)閉ALU輸出三態(tài)門輸出三態(tài)門,開啟輸入三態(tài)門，開啟輸入三態(tài)門，要向要向DR1寄存器中輸入寄存器中輸入01010101，先將數(shù)據(jù)開關(guān)置，先將數(shù)據(jù)開關(guān)置01010101，將將LDDR1置置1，LDDR2置置0，按，按KK2發(fā)送發(fā)送T4脈沖，數(shù)脈沖，數(shù)據(jù)據(jù)01010101便送入寄存器便送入寄存器A中。再將數(shù)據(jù)開關(guān)置中。再將數(shù)據(jù)開關(guān)置10101010，將，將LDDR1置置0，LDDR2置置1，按，按KK2發(fā)送發(fā)送T4脈沖，數(shù)據(jù)脈沖，數(shù)據(jù)10101010便送入寄存器便送入寄存器B中。中。 2022-3-5422.4 實驗步驟實驗步驟 1）進位計算實驗步驟）進位計算實驗步驟3進位標志位清零

30、進位標志位清零 ，清零的方法是，將，清零的方法是，將S3 S2 S1 S0 M的狀態(tài)置為的狀態(tài)置為0 0 0 0 0，AR狀態(tài)置為狀態(tài)置為0（要注意的是清（要注意的是清零時零時DR1寄存器中的數(shù)不能等于寄存器中的數(shù)不能等于FF）。然后按動微動）。然后按動微動開關(guān)開關(guān)KK2。 。 2022-3-5432.4 實驗步驟實驗步驟 1）進位計算實驗步驟）進位計算實驗步驟4驗證帶進位運算及進位鎖存功能驗證帶進位運算及進位鎖存功能 ，實驗使用加法運算，實驗使用加法運算來驗證。首先向來驗證。首先向DR1、DR2置數(shù)，并將進位標志位清置數(shù)，并將進位標志位清零。然后使零。然后使ALU-B=0，S3 S2 S1

31、S0 M狀態(tài)為狀態(tài)為 1 0 0 1 0，此時將數(shù)據(jù)顯示燈上顯示的數(shù)據(jù)位，此時將數(shù)據(jù)顯示燈上顯示的數(shù)據(jù)位DR1、DR2加當(dāng)加當(dāng)前進位標志位，這個結(jié)果是否產(chǎn)生進位，則要按動微前進位標志位，這個結(jié)果是否產(chǎn)生進位，則要按動微動開關(guān)動開關(guān)KK2，若進位標志燈亮，表示無進位；反之，若進位標志燈亮，表示無進位；反之，則表示有進位則表示有進位 。 2022-3-5442.4 實驗步驟實驗步驟 2）移位運算實驗步驟）移位運算實驗步驟1按圖按圖3-4連接線路，將連接線路，將“W/R UNIT”的的T4接至接至“STATE UNIT”的的KK2。ALU UNIT的的AUJ1連接至連接至BUS UNIT再接再接到到

32、INPUT UNIT的的SWJ3，299-B S1 S0 M接到接到SWITCH UNIT相應(yīng)接口。連接完畢檢查無誤后接通電源相應(yīng)接口。連接完畢檢查無誤后接通電源 。 2022-3-5452.4 實驗步驟實驗步驟 2）移位運算實驗步驟）移位運算實驗步驟2置數(shù)：將數(shù)據(jù)輸入單元的數(shù)據(jù)開關(guān)置成置數(shù)：將數(shù)據(jù)輸入單元的數(shù)據(jù)開關(guān)置成01101011狀狀態(tài)，然后將態(tài)，然后將SW-B置為置為0。要置數(shù)時將。要置數(shù)時將S0置成置成1，S1置成置成1，此時，此時74LS299處于裝數(shù)狀態(tài)，按動微動開關(guān)處于裝數(shù)狀態(tài)，按動微動開關(guān)KK2發(fā)送發(fā)送T4信號，數(shù)據(jù)裝入后再將信號，數(shù)據(jù)裝入后再將SW-B置為置為1。移位操作：

33、參照表移位操作：參照表3-1改變改變S0 S1 M 299-B 狀態(tài)，按狀態(tài)，按動微動開關(guān)動微動開關(guān)KK2，就可觀察移位結(jié)果。在實驗過程，就可觀察移位結(jié)果。在實驗過程中，每按動一次中，每按動一次KK2鍵，顯示燈顯示數(shù)據(jù)就移動一鍵，顯示燈顯示數(shù)據(jù)就移動一位位 。 2022-3-5462.5 實驗注意事項實驗注意事項 1）全部接好線并檢查無誤方可通電，嚴禁帶電插拔全部接好線并檢查無誤方可通電，嚴禁帶電插拔排線；排線；2）每組實驗數(shù)據(jù)不能完全相同，做好實驗數(shù)據(jù)記錄；每組實驗數(shù)據(jù)不能完全相同，做好實驗數(shù)據(jù)記錄；3）根據(jù)實驗內(nèi)容寫出實驗報告；根據(jù)實驗內(nèi)容寫出實驗報告；2022-3-547實驗一實驗一 運

34、算器實驗運算器實驗 實驗二實驗二 進位運算和移位運算實驗進位運算和移位運算實驗實驗四實驗四 數(shù)據(jù)通路實驗數(shù)據(jù)通路實驗實驗三實驗三 存儲器實驗存儲器實驗實驗?zāi)夸?022-3-548實驗三 存儲器實驗 實驗?zāi)康暮鸵?實驗設(shè)備 實驗內(nèi)容 實驗步驟 實驗注意事項2022-3-5493.1 實驗?zāi)康暮鸵髮嶒災(zāi)康暮鸵?掌握靜態(tài)隨機存儲器（掌握靜態(tài)隨機存儲器（61166116）的工作原理及數(shù)）的工作原理及數(shù)據(jù)的讀寫方法據(jù)的讀寫方法 2022-3-5503.2 實驗設(shè)備實驗設(shè)備 JYS-4JYS-4計算機組成原理教學(xué)實驗裝置計算機組成原理教學(xué)實驗裝置排線、導(dǎo)線若干排線、導(dǎo)線若干示波器一臺示波器一臺202

35、2-3-5513.3 實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容 1）存儲器實驗原理）存儲器實驗原理實驗所用的靜態(tài)存儲器原理如圖實驗所用的靜態(tài)存儲器原理如圖4-14-1，存儲器，存儲器由一片由一片61166116（2K2K* *8 8）構(gòu)成，其數(shù)據(jù)線接至數(shù)據(jù)）構(gòu)成，其數(shù)據(jù)線接至數(shù)據(jù)總線，地址線由地址鎖存器給出。數(shù)據(jù)開關(guān)經(jīng)總線，地址線由地址鎖存器給出。數(shù)據(jù)開關(guān)經(jīng)三態(tài)門連至數(shù)據(jù)總線，分時給出地址和數(shù)據(jù)。三態(tài)門連至數(shù)據(jù)總線，分時給出地址和數(shù)據(jù)。因地址寄存器為因地址寄存器為8 8位，接入位，接入61166116的地址的地址A7-A0A7-A0，而高三位而高三位A8-A10A8-A10接地，所以其實際容量為接地，所以其實際容量為

36、256256字節(jié)。字節(jié)。61166116有有3 3個控制線：個控制線：CECE（片選），（片選），OEOE（讀控制），（讀控制），WEWE（寫控制）（寫控制） 2022-3-5523.3 實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容 1）存儲器實驗原理）存儲器實驗原理當(dāng)片選信號有效（當(dāng)片選信號有效（CE=0CE=0）時，）時，OE=0OE=0時進行讀操時進行讀操作（本電路中，作（本電路中，OEOE接地，只要片選信號接地，只要片選信號CE=0CE=0有有效，不在寫狀態(tài)就在讀狀態(tài)），效，不在寫狀態(tài)就在讀狀態(tài)），CE=0CE=0，WE=1WE=1時時進行寫操作，其寫時間與進行寫操作，其寫時間與T3T3脈沖寬度一致。實脈沖寬度一

37、致。實驗時將驗時將T3T3脈沖接至?xí)r序電路模塊的脈沖接至?xí)r序電路模塊的TS3TS3插孔中，插孔中，其脈寬可調(diào)，其他電平控制信號由其脈寬可調(diào)，其他電平控制信號由“SWITCH SWITCH UNIT”UNIT”單元的二進制開關(guān)模擬，其中單元的二進制開關(guān)模擬，其中SW-BSW-B為低為低電平有效，電平有效，LDARLDAR為高效電平有效為高效電平有效 2022-3-5533.3 實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容 2）實驗原）實驗原理圖理圖2022-3-5543.4 實驗步驟實驗步驟 1）形成時鐘脈信號形成時鐘脈信號T3，操作步驟如下操作步驟如下 接通電源，接入示波器方波信號源輸出孔接通電源，接入示波器方波信號源輸

38、出孔H24H24，調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)電位器電位器W1W1，使，使H24H24端輸出實驗期望頻率方波。端輸出實驗期望頻率方波。將時序電路模塊的將時序電路模塊的和和H23H23排針相連。排針相連。將時序電路模塊將時序電路模塊“STOP”STOP”開關(guān)置為開關(guān)置為“RUN”RUN”狀態(tài)，狀態(tài)，“STEP”STEP”開關(guān)置為開關(guān)置為“EXEC”EXEC”狀態(tài)，按動微動開關(guān)狀態(tài)，按動微動開關(guān)STARTSTART，T3T3輸出連續(xù)方波信號，調(diào)節(jié)電位器輸出連續(xù)方波信號，調(diào)節(jié)電位器W W，用示波器觀察，用示波器觀察，使使T3T3輸出實驗要求脈沖信號。當(dāng)輸出實驗要求脈沖信號。當(dāng)“STOP”STOP”開關(guān)置為開關(guān)置為“R

39、UN”RUN”狀態(tài)，狀態(tài)，“STEP”STEP”開關(guān)置為開關(guān)置為“STEP”STEP”狀態(tài)時，每狀態(tài)時，每按動一次微動開關(guān)按動一次微動開關(guān)STARTSTART，則，則T3T3輸出一個單脈沖，其脈輸出一個單脈沖，其脈沖寬度與連續(xù)方式相同。沖寬度與連續(xù)方式相同。關(guān)閉電源。關(guān)閉電源。 2022-3-5553.4 實驗步驟實驗步驟 2）按圖按圖4-2連接實驗線路，檢查無誤后接通電源連接實驗線路，檢查無誤后接通電源 2022-3-5563.4 實驗步驟實驗步驟 3）存儲器的存儲器的00,01,02,03,04地址單元中分別寫入地址單元中分別寫入數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)11,12,13,14,15, 操作步驟如下操作步驟

40、如下 2022-3-5573.4 實驗步驟實驗步驟 4）將存儲器的）將存儲器的00,01,02,03,04地址單元數(shù)據(jù)讀出，地址單元數(shù)據(jù)讀出，觀察上述各單元內(nèi)容是否與前面寫入一致觀察上述各單元內(nèi)容是否與前面寫入一致 , 操操作步驟如下（以從作步驟如下（以從0號單元讀出數(shù)據(jù)為例）號單元讀出數(shù)據(jù)為例） 2022-3-5583.5 實驗注意事項實驗注意事項 1）全部接好線并檢查無誤方可通電，嚴禁帶電插拔全部接好線并檢查無誤方可通電，嚴禁帶電插拔排線；排線；2）每組實驗數(shù)據(jù)不能完全相同，做好實驗數(shù)據(jù)記錄；每組實驗數(shù)據(jù)不能完全相同，做好實驗數(shù)據(jù)記錄；3）根據(jù)實驗內(nèi)容寫出實驗報告；根據(jù)實驗內(nèi)容寫出實驗報告

41、；2022-3-559實驗一實驗一 運算器實驗運算器實驗 實驗二實驗二 進位運算和移位運算實驗進位運算和移位運算實驗實驗四實驗四 數(shù)據(jù)通路實驗數(shù)據(jù)通路實驗實驗三實驗三 存儲器實驗存儲器實驗實驗?zāi)夸?022-3-560實驗四 數(shù)據(jù)通路實驗 實驗?zāi)康暮鸵?實驗設(shè)備 實驗內(nèi)容 實驗步驟 實驗注意事項2022-3-5614.1 實驗?zāi)康暮鸵髮嶒災(zāi)康暮鸵?在在JYS-4JYS-4實驗裝置上模擬計算機最基本的工作實驗裝置上模擬計算機最基本的工作過程，打通過程，打通“鍵盤鍵盤”、“CPU”CPU”、“RAM”RAM”之間之間的數(shù)據(jù)通路的數(shù)據(jù)通路 。掌握計算機的數(shù)據(jù)通路組成及其工作原理掌握計算機的數(shù)據(jù)通

42、路組成及其工作原理 2022-3-5624.2 實驗設(shè)備實驗設(shè)備 JYS-4JYS-4計算機組成原理教學(xué)實驗裝置計算機組成原理教學(xué)實驗裝置排線、導(dǎo)線若干排線、導(dǎo)線若干2022-3-5634.3 實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容 1）數(shù)據(jù)通路實驗原理）數(shù)據(jù)通路實驗原理該實驗實際是上述實驗一與實驗三的綜合實驗。該實驗實際是上述實驗一與實驗三的綜合實驗。把把JYS-4實驗裝置上的實驗裝置上的INPUT DEVICE、SWITCH UNIT、SIGNAL UNIT、STATE UNIT、ALU UNIT、MAIN MEM、ADDRESS UNIT、BUS UNIT、W/R UNIT、OUTPUT DEVICE等單元電

43、路連接起來，構(gòu)等單元電路連接起來，構(gòu)成一個最基本的計算機系統(tǒng)，以模擬計算機的成一個最基本的計算機系統(tǒng)，以模擬計算機的實際工作過程。電路構(gòu)成也是運算器實驗和存實際工作過程。電路構(gòu)成也是運算器實驗和存儲器實驗電路的綜合，如圖儲器實驗電路的綜合，如圖5-12022-3-564圖5-1數(shù)據(jù)通路實驗原理圖 2022-3-5654.3 實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容 1）數(shù)據(jù)通路實驗原理）數(shù)據(jù)通路實驗原理在本裝置開關(guān)單元里，在本裝置開關(guān)單元里，LDDR1LDDR1與與CECE、LDDR2LDDR2與與WEWE分別共用一個控制開關(guān)，在前面實驗中，這兩分別共用一個控制開關(guān)，在前面實驗中，這兩個開關(guān)不矛盾。但本實驗里，這四個

44、控制信號個開關(guān)不矛盾。但本實驗里，這四個控制信號都用到，因而產(chǎn)生矛盾，為解決這個問題，規(guī)都用到，因而產(chǎn)生矛盾，為解決這個問題，規(guī)定在本實驗接線時，保持圖定在本實驗接線時，保持圖2-22-2接線不變，將接線不變，將圖圖4-24-2中存儲器單元的片選信號中存儲器單元的片選信號(CE)(CE)輸入端連輸入端連接至開關(guān)單元里的接至開關(guān)單元里的ARAR控制端，同時將寫存儲器控制端，同時將寫存儲器控制信號控制信號(WE)(WE)輸入端連接至開關(guān)單元里的輸入端連接至開關(guān)單元里的SWASWA輸。如有其他信號沖突，可用類似辦法解決輸。如有其他信號沖突，可用類似辦法解決 2022-3-5664.4 實驗步驟實驗步

45、驟 1）接線前的準備、實驗電路的接線程序參見實驗接線前的準備、實驗電路的接線程序參見實驗一和實驗三。一和實驗三。 2）從輸入單元電路輸入四個八位二進制數(shù)據(jù)，并從輸入單元電路輸入四個八位二進制數(shù)據(jù)，并存入存儲器單元存入存儲器單元(四個數(shù)據(jù)及四個存放數(shù)據(jù)的內(nèi)四個數(shù)據(jù)及四個存放數(shù)據(jù)的內(nèi)存單元地址由各組定義，但要求不能與其它組存單元地址由各組定義，但要求不能與其它組定義的數(shù)據(jù)相同定義的數(shù)據(jù)相同) 2022-3-5674.4 實驗步驟實驗步驟 3）從內(nèi)存單元取出兩組八位二進制分別送入從內(nèi)存單元取出兩組八位二進制分別送入DR1和和DR2，并進行四種不同的算術(shù)運算，并把不，并進行四種不同的算術(shù)運算，并把不同

46、算術(shù)運算的結(jié)果保存在存儲器單元里同算術(shù)運算的結(jié)果保存在存儲器單元里4）再從內(nèi)存單元里取出剩下的兩個原始數(shù)據(jù)分別再從內(nèi)存單元里取出剩下的兩個原始數(shù)據(jù)分別送入送入DR1和和DR2，并進行四種不同的邏輯運算，并進行四種不同的邏輯運算，并把不同邏輯運算結(jié)果存入存儲器單元里并把不同邏輯運算結(jié)果存入存儲器單元里5）分別從存儲器單元讀出算術(shù)運算和邏輯運算的分別從存儲器單元讀出算術(shù)運算和邏輯運算的結(jié)果，并進行理論分析其正確性結(jié)果，并進行理論分析其正確性 2022-3-5684.5 實驗注意事項實驗注意事項 1）全部接好線并檢查無誤方可通電，嚴禁帶電插拔全部接好線并檢查無誤方可通電，嚴禁帶電插拔排線；排線；2）

47、每組實驗數(shù)據(jù)不能完全相同，做好實驗數(shù)據(jù)記錄；每組實驗數(shù)據(jù)不能完全相同，做好實驗數(shù)據(jù)記錄；3）根據(jù)實驗內(nèi)容寫出實驗報告；根據(jù)實驗內(nèi)容寫出實驗報告；2022-3-569實驗一實驗一 運算器實驗運算器實驗 實驗二實驗二 進位運算和移位運算實驗進位運算和移位運算實驗實驗四實驗四 數(shù)據(jù)通路實驗數(shù)據(jù)通路實驗實驗三實驗三 存儲器實驗存儲器實驗實驗?zāi)夸泴嶒炍鍖嶒炍?微程序控制實驗微程序控制實驗實驗六實驗六 基本模型機的設(shè)計與實現(xiàn)基本模型機的設(shè)計與實現(xiàn)2022-3-570實驗五 微控制器實驗 實驗?zāi)康暮鸵?實驗設(shè)備 實驗內(nèi)容 實驗步驟 實驗注意事項2022-3-5715.1 實驗?zāi)康暮鸵髮嶒災(zāi)康暮鸵?掌握

48、時序產(chǎn)生器的組成原理掌握時序產(chǎn)生器的組成原理掌握微程序控制器的組成原理掌握微程序控制器的組成原理掌握微程序的編制、寫入，觀察微程序掌握微程序的編制、寫入，觀察微程序的運行的運行2022-3-5725.2 實驗設(shè)備實驗設(shè)備 JYS-4JYS-4計算機組成原理教學(xué)實驗裝置計算機組成原理教學(xué)實驗裝置排線、導(dǎo)線若干排線、導(dǎo)線若干2022-3-5735.3 實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容 1 實驗原理實驗原理（1 1）微程序控制器工作）微程序控制器工作原理原理微程序控制器是根據(jù)微地址微程序控制器是根據(jù)微地址寄存器指向的微代碼地址，寄存器指向的微代碼地址，把預(yù)先存儲在微程序控制存把預(yù)先存儲在微程序控制存儲器里面的微代碼

49、，在時序儲器里面的微代碼，在時序電路的控制下，通過指令譯電路的控制下，通過指令譯碼器解釋成各單元電路的控碼器解釋成各單元電路的控制信號，以協(xié)調(diào)整機工作的制信號，以協(xié)調(diào)整機工作的單元電路單元電路 2022-3-5745.3 實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容 時序電路時序電路 實驗所用的時序電路原理如圖實驗所用的時序電路原理如圖5-15-1所所示，可產(chǎn)生示，可產(chǎn)生4 4個等間隔的時序信號個等間隔的時序信號TS1-TS4TS1-TS4，為時鐘信號，由實驗臺為時鐘信號，由實驗臺左上方的方波信號源提供，可產(chǎn)生左上方的方波信號源提供，可產(chǎn)生頻率及脈沖寬度可調(diào)的方波信號頻率及脈沖寬度可調(diào)的方波信號 。當(dāng)當(dāng)STEPSTEP開

50、關(guān)為開關(guān)為EXECEXEC時，按下啟動鍵，時，按下啟動鍵，時序信號時序信號TS1-TS4TS1-TS4將周而復(fù)始地發(fā)送將周而復(fù)始地發(fā)送出去。當(dāng)出去。當(dāng)STEPSTEP為為STEPSTEP時，按下啟動時，按下啟動鍵，機器便處于單步運行狀態(tài)，此鍵，機器便處于單步運行狀態(tài)，此時只發(fā)送一個時只發(fā)送一個CPUCPU周期的時序信號就周期的時序信號就停機。利用單步方式，每次只讀一停機。利用單步方式，每次只讀一條微指令，可觀察微指令的代碼與條微指令，可觀察微指令的代碼與當(dāng)前微指令的執(zhí)行結(jié)果當(dāng)前微指令的執(zhí)行結(jié)果 2022-3-5755.3 實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容 （2）微程序控制器單元電路微程序控制器單元電路 微程序

51、控制電路的組成如圖微程序控制電路的組成如圖5-25-2，其中控制存儲器采用，其中控制存儲器采用3 3片片28162816的的E2PROME2PROM，具有斷電保護功能，微指令寄存器，具有斷電保護功能，微指令寄存器1818位，用兩片位，用兩片8D8D觸發(fā)器觸發(fā)器(273)(273)和一片和一片4D(175)4D(175)觸發(fā)器組成。觸發(fā)器組成。微地址寄存器微地址寄存器6 6位，用三片正沿觸發(fā)的雙位，用三片正沿觸發(fā)的雙D D觸發(fā)器觸發(fā)器(74)(74)組組成成 。實驗中設(shè)有一個編程開關(guān)實驗中設(shè)有一個編程開關(guān)( (位于實驗板右上方位于實驗板右上方) )，它具有，它具有三種狀態(tài)：三種狀態(tài)：PROM(P

52、ROM(編程編程) )、READ(READ(校驗校驗) )、RUN(RUN(運行運行) ) 。“編程狀態(tài)編程狀態(tài)”時，可根據(jù)微地址和微指令格式將微指令時，可根據(jù)微地址和微指令格式將微指令二進制代碼寫入到控制存儲器二進制代碼寫入到控制存儲器2816E2PROM2816E2PROM中。中。 “ “校驗校驗狀態(tài)狀態(tài)”時，可對寫入控制存儲器中的二進制代碼進行驗時，可對寫入控制存儲器中的二進制代碼進行驗證。證?！斑\行狀態(tài)運行狀態(tài)”時，給出微程序的入口微地址，可根時，給出微程序的入口微地址，可根據(jù)微程序流程圖自動執(zhí)行微程序。據(jù)微程序流程圖自動執(zhí)行微程序。2022-3-5762022-3-5775.3 實驗

53、內(nèi)容實驗內(nèi)容 (3) (3) 微指令格式微指令格式 ，微指令長共微指令長共2424位，其控制位順序表位，其控制位順序表5-15-12022-3-5785.3 實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容 （4）指令譯碼電路的原理）指令譯碼電路的原理 uA5-uA0uA5-uA0為為6 6位后續(xù)的微地址，位后續(xù)的微地址，A,B,CA,B,C三個譯碼字段，分三個譯碼字段，分別由三個控制位譯碼出多位。別由三個控制位譯碼出多位。C C字段中的字段中的P(1)-P(4)P(1)-P(4)是四個測試字位。其功能是根據(jù)機是四個測試字位。其功能是根據(jù)機器指令及相應(yīng)微代碼進行譯碼，使微程序轉(zhuǎn)入相應(yīng)的微器指令及相應(yīng)微代碼進行譯碼，使微程序轉(zhuǎn)

54、入相應(yīng)的微地址入口，從而實現(xiàn)微程序中的順序、分支、循環(huán)進行，地址入口，從而實現(xiàn)微程序中的順序、分支、循環(huán)進行，其原理如圖其原理如圖5-35-3所示，圖中所示，圖中I7-I2I7-I2為指令寄存器的第為指令寄存器的第7-27-2位輸出，位輸出，SE5-SE1SE5-SE1為微程序控制器單元微地址鎖存器的為微程序控制器單元微地址鎖存器的強置端輸出強置端輸出 。2022-3-579圖5-3 C字段譯碼原理圖2022-3-5805.4 實驗步驟實驗步驟 1）編制微程序，圖編制微程序，圖5-5為幾條機器指令對應(yīng)的參考微程序為幾條機器指令對應(yīng)的參考微程序流程圖，將全部微程序按微指令格式變成二進制代碼流程圖

55、，將全部微程序按微指令格式變成二進制代碼 2022-3-5812022-3-582圖5-5 微程序流程圖2022-3-5835.4 實驗步驟實驗步驟 2）根據(jù)上述微程序流程圖，將其微命令轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的二根據(jù)上述微程序流程圖，將其微命令轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的二進制代碼如下表進制代碼如下表5-2。其內(nèi)容實質(zhì)即為可運行的微程序。其內(nèi)容實質(zhì)即為可運行的微程序2022-3-5842022-3-5855.4 實驗步驟實驗步驟 3）實驗線路連接實驗線路連接 2022-3-5865.4 實驗步驟實驗步驟 4）微程序的寫入與運行微程序的寫入與運行 編程編程p將編程開關(guān)置為將編程開關(guān)置為PROM(編程編程)狀態(tài)。狀態(tài)。p將實

56、驗板將實驗板“STEP”開關(guān)置開關(guān)置“STEP”狀態(tài)，狀態(tài)，“STOP”開關(guān)置開關(guān)置“RUN”狀態(tài)狀態(tài)p用二進制模擬開關(guān)置微地址用二進制模擬開關(guān)置微地址MA5-MA0。p在在MK24-MK1開關(guān)上置微代碼，開關(guān)上置微代碼，24位開關(guān)對應(yīng)位開關(guān)對應(yīng)24位顯示燈，位顯示燈，p開關(guān)置為開關(guān)置為“0”時燈亮，開關(guān)置為時燈亮，開關(guān)置為“1”時燈滅。時燈滅。p啟動時序電路啟動時序電路(按動自動按鈕按動自動按鈕“START”),即將微代碼寫入到即將微代碼寫入到2816EPROM的相應(yīng)地址對應(yīng)的單元中。的相應(yīng)地址對應(yīng)的單元中。p重復(fù)重復(fù)-步驟，將表步驟，將表6-2的微代碼寫入的微代碼寫入2816EPROM 2

57、022-3-5875.4 實驗步驟實驗步驟 4）微程序的寫入與運行微程序的寫入與運行 校驗校驗p將編程開關(guān)設(shè)置為將編程開關(guān)設(shè)置為READ(校驗校驗)狀態(tài)。狀態(tài)。p將實驗板將實驗板“STEP”開關(guān)置開關(guān)置“STEP”狀態(tài)，狀態(tài)，“STOP”開關(guān)置開關(guān)置“RUN”狀態(tài)狀態(tài)p用二進制開關(guān)置好微地址用二進制開關(guān)置好微地址MA5-MA0。p按動按動“START”鍵，啟動時序電路，讀出微代碼，觀察顯示燈鍵，啟動時序電路，讀出微代碼，觀察顯示燈MD24-MD1的狀態(tài)的狀態(tài)( 燈亮為燈亮為“0”，滅為，滅為“1”),檢查讀出的微代碼是檢查讀出的微代碼是否與寫入的相同。若不同，則將開關(guān)置于否與寫入的相同。若不同

58、，則將開關(guān)置于PROM編程狀態(tài)，重新執(zhí)編程狀態(tài)，重新執(zhí)行行“編程編程”即可即可p重復(fù)重復(fù)、步驟，直至把需要校驗的內(nèi)容都校驗完成為止步驟，直至把需要校驗的內(nèi)容都校驗完成為止 2022-3-5885.4 實驗步驟實驗步驟 4）微程序的寫入與運行微程序的寫入與運行 單步運行單步運行p將編程開關(guān)置于將編程開關(guān)置于“RUN(運行運行)”狀態(tài)。狀態(tài)。p實驗板的實驗板的“STEP”及及“STOP”開關(guān)保持原狀。開關(guān)保持原狀。p按動按動CLR開關(guān)使開關(guān)使CLR信號信號101。微地址寄存器。微地址寄存器MA5-MA0清零，清零，從而明確本機的運行入口微地址為從而明確本機的運行入口微地址為000000(二進制二進

59、制)。p按動按動“START”鍵，啟動時序電路，讀出一條微指令后停機，此鍵，啟動時序電路，讀出一條微指令后停機，此時實驗臺上的微地址顯示燈和微命令顯示燈將顯示所讀出的一條指時實驗臺上的微地址顯示燈和微命令顯示燈將顯示所讀出的一條指令。令。p將將“MICRO-CONTROLLER”單元的單元的SE6-SE1接至接至“SWITCH UNIT”中的中的UA5-UA0對應(yīng)二進制開關(guān)上，通過強置端對應(yīng)二進制開關(guān)上，通過強置端SE1-SE6人為人為設(shè)置分支地址。人為設(shè)置分支地址時，是將某個或幾個二進制開關(guān)設(shè)置分支地址。人為設(shè)置分支地址時，是將某個或幾個二進制開關(guān)置為置為“”,相應(yīng)的微地址位即被強置為相應(yīng)的

60、微地址位即被強置為“”,從而改變下一條微從而改變下一條微指令的地址。指令的地址。 2022-3-5895.4 實驗步驟實驗步驟 4）微程序的寫入與運行微程序的寫入與運行 連續(xù)運行連續(xù)運行p將編程開關(guān)置為將編程開關(guān)置為“RUN(運行運行)”狀態(tài)。狀態(tài)。p將實驗板的單步開關(guān)將實驗板的單步開關(guān)“STEP”置為置為“EXEC”狀態(tài)。狀態(tài)。p使使CLR從從101，此時微地址寄存器清，此時微地址寄存器清“0”,從而給出取從而給出取指微指令的入口地址為指微指令的入口地址為000000(二進制二進制)。p啟動時序電路，則可連續(xù)讀出微指令啟動時序電路，則可連續(xù)讀出微指令 2022-3-5905.5 實驗注意事項