2024年微程序控制器實(shí)驗(yàn)報(bào)告

組成原理No.4試驗(yàn)---微程序控制器試驗(yàn)組員：組號(hào)：21號(hào)時(shí)間：周二5、6節(jié) 【試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)】(1)掌握時(shí)序發(fā)生器的組成原理。(2)掌握微程序控制器的組成原理。(3)掌握微程序的編制、寫(xiě)入、觀測(cè)微程序的運(yùn)行情況【試驗(yàn)設(shè)備】TDN-CM++，【試驗(yàn)原理】微程序控制器的基本任務(wù)是完成目前指令的翻譯和執(zhí)行，即將目前指令的功效轉(zhuǎn)換成能夠控制硬件邏輯部件工作的微命令序列，以完成數(shù)據(jù)傳輸和各種處理操作。它的執(zhí)行措施就是將控制各部件動(dòng)作的微命令的集合進(jìn)行編碼，即將微命令的集合仿照機(jī)器指令同樣，用數(shù)字代碼的形式表示，這種表示稱(chēng)為微指令。這么就能夠用一個(gè)微指令序列表示一條機(jī)器指令，這種微指令序列稱(chēng)為微程序。微程序存儲(chǔ)在一個(gè)專(zhuān)用的存儲(chǔ)器中，該存儲(chǔ)器稱(chēng)為控制存儲(chǔ)器。試驗(yàn)所用的時(shí)序控制電路框圖如圖1所示，可產(chǎn)生四個(gè)等間隔的時(shí)序信號(hào)TS1~TS4。在圖1中，?為時(shí)鐘信號(hào)，由試驗(yàn)臺(tái)左上方的方波信號(hào)源提供，可產(chǎn)生頻率及脈寬可調(diào)額方波信號(hào)；STEP是來(lái)自試驗(yàn)板上方中部的一個(gè)二進(jìn)制開(kāi)關(guān)STEP的模擬信號(hào)；START鍵是來(lái)自試驗(yàn)板上方左部的一個(gè)微動(dòng)開(kāi)關(guān)START的按鍵信號(hào)。當(dāng)STEP開(kāi)關(guān)為EXEC（0）時(shí)，一旦按下START開(kāi)啟鍵，時(shí)序信號(hào)TS1~TS4將周而復(fù)始地發(fā)送出去。當(dāng)STEP為STEP（1）時(shí)，按下START開(kāi)啟鍵，機(jī)器便處在單步運(yùn)行狀態(tài)，即此時(shí)只發(fā)送一個(gè)CPU周期的時(shí)序信號(hào)就停機(jī)了。利用單步方式，每次只讀一條微指令，能夠觀測(cè)微指令的代碼與目前微指令的執(zhí)行成果。另外，假如STEP開(kāi)關(guān)置“STEP”，會(huì)使機(jī)器停機(jī)，CLR開(kāi)關(guān)執(zhí)行1→0→1操作能夠使時(shí)序清零。時(shí)序狀態(tài)圖如下圖所示。 因?yàn)闀r(shí)序電路的內(nèi)部線路已經(jīng)連好，因此只需將時(shí)序電路與方波信號(hào)源連接，即將時(shí)序電路的時(shí)鐘脈沖輸入端?接至方波信號(hào)發(fā)生器輸入端H23上，按動(dòng)開(kāi)啟鍵START后，就可產(chǎn)生時(shí)序信號(hào)TS1~TS4.時(shí)序電路的CLR已接至CLR模擬開(kāi)關(guān)上。 編程開(kāi)關(guān)具備三種狀態(tài)：PROM(編程)、READ(校驗(yàn))和RUN(運(yùn)行)。微指令格式如下：【試驗(yàn)步驟】機(jī)器指令對(duì)應(yīng)的參考微程序流程圖，如下圖將所有微程序指令格式變成二進(jìn)制代碼，可得到如下圖所示的二進(jìn)制代碼表。連接電路圖：按照下圖所示連接試驗(yàn)電路圖。（3）觀測(cè)時(shí)序信號(hào)觀測(cè)方波信號(hào)源的輸出端H23，調(diào)整電位器W1，使輸出波形的頻率最慢。將時(shí)序電路中的“STOP”開(kāi)關(guān)置為“RUN”，“STEP”開(kāi)關(guān)置為“EXEC”。按動(dòng)START鍵，測(cè)量TS1~TS4各點(diǎn)的波形，比較他們的相互關(guān)系，畫(huà)出波形，并標(biāo)注測(cè)量所得的脈沖寬度，見(jiàn)下圖：注：其中TS2~TS4的高電平寬度所測(cè)成果與TS1的相同，在圖中未標(biāo)注。（四）實(shí)際操作①編程：將編程開(kāi)關(guān)置為PROM(編程狀態(tài))。將“STATEUNIT”單元中的STEP開(kāi)關(guān)置為“STEP”，STOP開(kāi)關(guān)置為“RUN”狀態(tài)。用二進(jìn)制模擬開(kāi)關(guān)置微地址UA5~UA0。在MK24~MK1開(kāi)關(guān)上置微代碼，置0顯示燈亮，置1滅。按動(dòng)START鍵，則將微代碼寫(xiě)入到對(duì)應(yīng)的地址單元中。重復(fù)后三步操作，將需要的微代碼寫(xiě)入到芯片中。②校驗(yàn)：將編程開(kāi)關(guān)READ(校驗(yàn))狀態(tài)。將“STATEUNIT”單元中的STEP開(kāi)關(guān)置為“STEP”，STOP開(kāi)關(guān)置為“RUN”狀態(tài)。用二進(jìn)制開(kāi)關(guān)置好微地址UA5~UA0。按動(dòng)START鍵，讀出微代碼，觀測(cè)顯示燈的狀態(tài)是否與寫(xiě)入的相同。若不一樣，則編寫(xiě)錯(cuò)誤，重新編程。③單步運(yùn)行：將編程開(kāi)關(guān)置于“RUN(運(yùn)行)”狀態(tài)。將“STATEUNIT”單元中的STEP開(kāi)關(guān)置為“STEP”，STOP開(kāi)關(guān)置為“RUN”狀態(tài)。使CLR開(kāi)關(guān)從1→0→1,此時(shí)微地址存儲(chǔ)器MA5-MA0清“0”，從而給出運(yùn)行微指令的入口地址為000000(二進(jìn)制)。按動(dòng)START鍵，開(kāi)啟時(shí)序電路，則每按動(dòng)一次，讀出一條微指令后停機(jī)，微地址顯示燈和微命令顯示燈將顯示所讀出的一條指令。④強(qiáng)置運(yùn)行：通過(guò)UA5~UA0端口人為置分支地址，試驗(yàn)中置微地址為001010（12）⑤連續(xù)運(yùn)行：將編程開(kāi)關(guān)置于“RUN(運(yùn)行)”狀態(tài)。將單步開(kāi)關(guān)“STEP”置為“EXEC”狀態(tài)。使CLR開(kāi)關(guān)從1→0→1,此時(shí)微地址存儲(chǔ)器清“0”，從而給出運(yùn)行微指令的入口地址為000000(二進(jìn)制)。按動(dòng)START鍵，則可連續(xù)讀出微指令。【試驗(yàn)成果】