計算機原理實驗三-微程序控制器實驗-操作步驟

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上3.2 微程序控制器實驗3.2.1 實驗?zāi)康?1) 掌握微程序控制器的組成原理。(2) 掌握微程序的編制、寫入，觀察微程序的運行過程。3.2.2 實驗設(shè)備PC機一臺，TD-CMA實驗系統(tǒng)一套。3.2.3 實驗原理微程序控制器的基本任務(wù)是完成當前指令的翻譯和執(zhí)行，即將當前指令的功能轉(zhuǎn)換成可以控制的硬件邏輯部件工作的微命令序列，完成數(shù)據(jù)傳送和各種處理操作。它的執(zhí)行方法就是將控制各部件動作的微命令的集合進行編碼，即將微命令的集合仿照機器指令一樣，用數(shù)字代碼的形式表示，這種表示稱為微指令。這樣就可以用一個微指令序列表示一條機器指令，這種微指令序列稱為微程序。微程序存儲在一種專

2、用的存儲器中，稱為控制存儲器,微程序控制器原理框圖如圖3-2-1所示。圖3-2-1 微程序控制器組成原理框圖控制器是嚴格按照系統(tǒng)時序來工作的，因而時序控制對于控制器的設(shè)計是非常重要的，從前面的實驗可以很清楚地了解時序電路的工作原理，本實驗所用的時序由時序單元來提供，分為四拍TS1、TS2、TS3、TS4，時序單元的介紹見附錄2。微程序控制器的組成見圖3-2-2，其中控制存儲器采用3片2816的E2PROM，具有掉電保護功能，微命令寄存器18位，用兩片8D觸發(fā)器（273）和一片4D（175）觸發(fā)器組成。微地址寄存器6位，用三片正沿觸發(fā)的雙D觸發(fā)器（74）組成，它們帶有清“0”端和預(yù)置端。在不判別

3、測試的情況下，T2時刻打入微地址寄存器的內(nèi)容即為下一條微指令地址。當T4時刻進行測試判別時，轉(zhuǎn)移邏輯滿足條件后輸出的負脈沖通過強置端將某一觸發(fā)器置為“1”狀態(tài)，完成地址修改。圖3-2-2 微程序控制器原理圖3.2.4 實驗步驟1. 按圖3-2-10所示連接實驗線路，仔細查線無誤后接通電源。如果有滴報警聲，說明總線有競爭現(xiàn)象，應(yīng)關(guān)閉電源，檢查接線，直到錯誤排除。圖3-2-10 實驗接線圖2. 對微控器進行讀寫操作，分兩種情況：手動讀寫和聯(lián)機讀寫。1) 手動讀寫 (1) 手動對微控器進行編程（寫） 將時序與操作臺單元的開關(guān)KK1置為停止檔，KK3置為編程檔，KK4置為控存檔，KK5置為置數(shù)檔。 使

4、用CON單元的SD05SD00給出微地址，IN單元給出低8位應(yīng)寫入的數(shù)據(jù)，連續(xù)兩次按動時序與操作臺的開關(guān)ST，將IN單元的數(shù)據(jù)寫到該單元的低8位。 將時序與操作臺單元的開關(guān)KK5置為加1檔。 IN單元給出中8位應(yīng)寫入的數(shù)據(jù)，連續(xù)兩次按動時序與操作臺的開關(guān)ST，將IN單元的數(shù)據(jù)寫到該單元的中8位。IN單元給出高8位應(yīng)寫入的數(shù)據(jù)，連續(xù)兩次按動時序與操作臺的開關(guān)ST，將IN單元的數(shù)據(jù)寫到該單元的高8位。 重復(fù)、四步，將表3-2-2的微代碼寫入2816芯片中。(2) 手動對微控器進行校驗（讀） 將時序與操作臺單元的開關(guān)KK1置為停止檔，KK3置為校驗檔，KK4置為控存檔，KK5置為置數(shù)檔。 使用CON

5、單元的SD05SD00給出微地址，連續(xù)兩次按動時序與操作臺的開關(guān)ST，MC單元的指數(shù)據(jù)指示燈 M7M0顯示該單元的低8位。 將時序與操作臺單元的開關(guān)KK5置為加1檔。 連續(xù)兩次按動時序與操作臺的開關(guān)ST，MC單元的指數(shù)據(jù)指示燈 M15M8顯示該單元的中8位，MC單元的指數(shù)據(jù)指示燈 M23M16顯示該單元的高8位。 重復(fù)、四步，完成對微代碼的校驗。如果校驗出微代碼寫入錯誤，重新寫入、校驗，直至確認微指令的輸入無誤為止。2) 聯(lián)機讀寫(1) 將微程序?qū)懭胛募?lián)機軟件提供了微程序下載功能，以代替手動讀寫微控器，但微程序得以指定的格式寫入到以TXT為后綴的文件中，微程序的格式如下：如$M 1F ，表示

6、微指令的地址為1FH，微指令值為11H（高）、22H（中）、33H（低），本次實驗的微程序如下，其中分號；為注釋符，分號后面的內(nèi)容在下載時將被忽略掉。(2) 寫入微程序用聯(lián)機軟件的“【轉(zhuǎn)儲】【裝載】”功能將該格式（*.TXT）文件裝載入實驗系統(tǒng)。裝入過程中，在軟件的輸出區(qū)的結(jié)果欄會顯示裝載信息，如當前正在裝載的是機器指令還是微指令，還剩多少條指令等。(3) 校驗微程序選擇聯(lián)機軟件的“【轉(zhuǎn)儲】【刷新指令區(qū)】”可以讀出下位機所有的機器指令和微指令，并在指令區(qū)顯示。檢查微控器相應(yīng)地址單元的數(shù)據(jù)是否和表3-2-2中的十六進制數(shù)據(jù)相同，如果不同，則說明寫入操作失敗，應(yīng)重新寫入，可以通過聯(lián)機軟件單獨修改某

7、個單元的微指令，先用鼠標左鍵單擊指令區(qū)的微存TAB按鈕，然后再單擊需修改單元的數(shù)據(jù)，此時該單元變?yōu)榫庉嬁?，輸?位數(shù)據(jù)并回車，編輯框消失，并以紅色顯示寫入的數(shù)據(jù)。; /*/; / /; / 微控器實驗指令文件 /; / /; / By TangDu CO.,LTD /; / /; /*/; /* Start Of MicroController Data */ $M 00 ; NOP $M 01 ; CON(INS)-IR, P $M 04 ; R0-B $M 05 04B201 ; A加B-R0 $M 30 ; R0-A $M 32 ; IN-R0 $M 33 ; R0-OUT $M 35

8、; NOP; /* End Of MicroController Data */3. 運行微程序運行時也分兩種情況：本機運行和聯(lián)機運行。1) 本機運行 將時序與操作臺單元的開關(guān)KK1、KK3置為運行檔，按動CON單元的CLR按鈕，將微地址寄存器（MAR）清零，同時也將指令寄存器（IR）、ALU單元的暫存器A和暫存器B清零。 將時序與操作臺單元的開關(guān)KK2置為單拍檔，然后按動ST按鈕，體會系統(tǒng)在T1、 T2、T3、T4節(jié)拍中各做的工作。T2節(jié)拍微控器將后續(xù)微地址（下條執(zhí)行的微指令的地址）打入微地址寄存器，當前微指令打入微指令寄存器，并產(chǎn)生執(zhí)行部件相應(yīng)的控制信號；T3、T4節(jié)拍根據(jù)T2節(jié)拍產(chǎn)生的控

9、制信號做出相應(yīng)的執(zhí)行動作，如果測試位有效，還要根據(jù)機器指令及當前微地址寄存器中的內(nèi)容進行譯碼，使微程序轉(zhuǎn)入相應(yīng)的微地址入口，實現(xiàn)微程序的分支。 按動CON單元的CLR按鈕，清微地址寄存器（MAR）等，并將時序與單元的開關(guān)KK2置為單步檔。 置IN單元數(shù)據(jù)為，按動ST按鈕，當MC單元后續(xù)微地址顯示為時，在CON單元的SD27SD20模擬給出IN指令并繼續(xù)單步執(zhí)行，當MC單元后續(xù)微地址顯示為時，說明當前指令已執(zhí)行完；在CON單元的SD27SD20給出ADD指令，該指令將會在下個T3被打入指令寄存器（IR），它將R0中的數(shù)據(jù)和其自身相加后送R0；接下來在CON單元的SD27SD20給出OUT指令并繼續(xù)單步執(zhí)行，在MC單元后續(xù)微地址顯示為時，觀查OUT單元的顯示值是否為。2) 聯(lián)機運行聯(lián)機運行時，進入軟件界面，在菜單上選擇【實驗】【微控器實驗】，打開本實驗的數(shù)據(jù)通路圖，也可以通過工具欄上的下拉框打開數(shù)據(jù)通路圖，數(shù)據(jù)通路圖如圖3-2-8所示。將時序與操作臺單元的開關(guān)KK1、KK3置為運行檔，按動CON單元的總清開關(guān)后，按動軟件中單節(jié)拍按鈕，當后續(xù)微地址（通路圖中的MAR）為時，置CON單元SD27SD20，產(chǎn)生相應(yīng)的機器指令，該