1、沈陽(yáng)理工大學(xué)課程專用紙 成 績(jī) 評(píng) 定 表學(xué)生姓名班級(jí)學(xué)號(hào)專 業(yè)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)課程設(shè)計(jì)題目單寄存器算術(shù)加法左移位存數(shù)轉(zhuǎn)移指令實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)（第2組）評(píng)語(yǔ)組長(zhǎng)簽字：成績(jī)?nèi)掌?2012 年7月 日 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué) 院信息學(xué)院專 業(yè)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)生姓名學(xué) 號(hào)設(shè)計(jì)題目單寄存器算術(shù)加法左移位存數(shù)轉(zhuǎn)移指令實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)（第2組）內(nèi)容及要求：利用EL-JY-II型計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)儀提供的硬件資源，通過設(shè)計(jì)（包括整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、指令設(shè)計(jì)、微程序設(shè)計(jì)、微指令設(shè)計(jì)、調(diào)試程序設(shè)計(jì)等）、組裝、調(diào)試三個(gè)步驟完成一臺(tái)微程序控制的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)的研制。設(shè)計(jì)總要求：1 實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)整機(jī)應(yīng)由如下幾個(gè)模塊組成：運(yùn)算器、寄存

2、器、指令部件、微程序控制部件、內(nèi)存、總線緩沖電路、輸入和輸出控制電路。2 運(yùn)算器采用雙數(shù)據(jù)暫存器單寄存器結(jié)構(gòu)，并帶移位運(yùn)算功能。3 設(shè)計(jì)如下幾條機(jī)器指令的格式，指令格式可以采用單字長(zhǎng)或雙字長(zhǎng)設(shè)計(jì)。輸入輸出指令：IN #DATA，R0 （功能DATA - R0）OUT ADDR （功能（ADDR）- LED輸出）算術(shù)加法運(yùn)算指令：ADD R0，ADDR （功能R0+（ADDR）- R0）左移位運(yùn)算指令：RL R0 （功能R0的值循環(huán)左移一位- R0） RLC R0 （功能R0的值帶進(jìn)位循環(huán)左移一位- R0）存數(shù)指令： STA R0，ADDR （功能R0 -ADDR）轉(zhuǎn)移指令： JMP ADDR

3、（功能ADDR - PC）4. 設(shè)計(jì)微指令的格式, 編寫上述每條機(jī)器指令所對(duì)應(yīng)的微程序，并上機(jī)調(diào)試。5. 通過如下程序的編寫調(diào)試，驗(yàn)收機(jī)器指令、微指令、微程序的設(shè)計(jì)結(jié)果。IN #data，R0ADD R0，addr1RL R0RLC R0STA R0，addr2OUT addr2JMP 00HAddr1: XXAddr2: XX進(jìn)度安排：第19周：布置課程設(shè)計(jì)任務(wù)，查閱資料，分組設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)室組裝與調(diào)試。 第20周：調(diào)試，驗(yàn)收，答辯，編寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。指導(dǎo)教師： 2012年 月 日專業(yè)負(fù)責(zé)人： 2012年 月 日學(xué)院教學(xué)副院長(zhǎng)： 2012年 月 日 目 錄1.計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)1.1設(shè)計(jì)目的：1.2設(shè)

4、計(jì)要求：1.3設(shè)計(jì)設(shè)備：1.4模型機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：1.5指令系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：1.6微指令的格式設(shè)計(jì)及微操作控制部件的組成原理1.6.2微操作控制信號(hào)功能：1.6.3微程序的控制方式設(shè)計(jì)1.6.4微程序控制部件組成原理1.7微程序設(shè)計(jì)1.7.1微指令流程圖1.7.2微程序中各微指令的二進(jìn)制編碼，十六進(jìn)制編碼1.8編寫調(diào)試程序1.8.1調(diào)試程序的微代碼：1.8.2調(diào)試程序的機(jī)器代碼：2.計(jì)算機(jī)的組裝3.計(jì)算機(jī)的調(diào)試3.1調(diào)試前準(zhǔn)備工作3.1.1寫入微代碼3.1.2讀微代碼及校驗(yàn)微代碼：3.1.3寫機(jī)器指令3.1.4讀機(jī)器指令及校驗(yàn)機(jī)器指令：3.1.5運(yùn)行程序3.2調(diào)試步驟和調(diào)試結(jié)果3.2.1調(diào)試步驟操作3

5、.2.2結(jié)果顯示：3.3分析結(jié)果是否正確3.4設(shè)計(jì)困難和心得體會(huì)4.參考文獻(xiàn) 1.計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)1.1設(shè)計(jì)目的：EL-JY-II型計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)儀提供的硬件資源，通過設(shè)計(jì)（包括整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、指令設(shè)計(jì)、微程序設(shè)計(jì)、微指令設(shè)計(jì)、調(diào)試程序設(shè)計(jì)等）、組裝、調(diào)試三個(gè)步驟完成一臺(tái)微程序控制的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)的研制。1.2設(shè)計(jì)要求：1 實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)整機(jī)應(yīng)由如下幾個(gè)模塊組成：運(yùn)算器、寄存器、指令部件、微程序控制部件、內(nèi)存、總線緩沖電路、輸入和輸出控制電路。2 運(yùn)算器采用雙數(shù)據(jù)暫存器單寄存器結(jié)構(gòu)，并帶移位運(yùn)算功能。3 設(shè)計(jì)如下幾條機(jī)器指令的格式，指令格式可以采用單字長(zhǎng)或雙字長(zhǎng)設(shè)計(jì)。輸入輸出指令：IN #DATA，

6、R0 （功能DATA - R0）OUT ADDR （功能（ADDR）- LED輸出）算術(shù)加法運(yùn)算指令：ADD R0，ADDR （功能R0+（ADDR）- R0）左移位運(yùn)算指令：RL R0 （功能R0的值循環(huán)左移一位- R0） RLC R0 （功能R0的值帶進(jìn)位循環(huán)左移一位- R0）存數(shù)指令： STA R0，ADDR （功能R0 -ADDR）轉(zhuǎn)移指令： JMP ADDR （功能ADDR - PC）4. 設(shè)計(jì)微指令的格式, 編寫上述每條機(jī)器指令所對(duì)應(yīng)的微程序，并上機(jī)調(diào)試。6. 通過如下程序的編寫調(diào)試，驗(yàn)收機(jī)器指令、微指令、微程序的設(shè)計(jì)結(jié)果。IN #data，R0ADD R0，addr1RL R0R

7、LC R0STA R0，addr2OUT addr2JMP 00HAddr1: XXAddr2: XX1.3設(shè)計(jì)設(shè)備：EL-JY-II型計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一套，排線若干。1.4模型機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：此模型機(jī)是由運(yùn)算器，控制器，存儲(chǔ)器，輸入設(shè)備，輸出設(shè)備五大部分組成。1.運(yùn)算器又是有299，74LS181完成控制信號(hào)功能的算邏部件，暫存器LDR1，LDR2，及三個(gè)通用寄存器R0，R1，R2等組成。2.控制器由程序計(jì)數(shù)器PC、指令寄存器、地址寄存器、時(shí)序電路、控制存儲(chǔ)器及相應(yīng)的譯碼電路組成。3.存儲(chǔ)器RAM是通過CE和W/R兩個(gè)微命令來完成數(shù)據(jù)和程序的的存放功能的。4輸入設(shè)備是由置數(shù)開關(guān)SW控制完成

8、的。5.輸出設(shè)備有兩位LED數(shù)碼管和W/R控制完成的數(shù)據(jù)總線(D_BUS) 74299 LPC299-G 程序計(jì)數(shù)器PCALU-G LOAD PC-G M CN ALU S3S2S1S0 數(shù)據(jù)暫存器LT1 數(shù)據(jù)暫存器LT2 LAR 地址寄存器 地址總線（ADDR_BUS）LDR1 LDR2 存儲(chǔ)器(MEM) READ WRITE 寄存器R0 微控器 脈沖源及時(shí)序 LDR0 R0-G 指令寄存器 C-G LDIR 輸入設(shè)備 W/R 控制門 輸出設(shè)備 數(shù)據(jù) D-G 控制信號(hào) 圖1-1 模型機(jī)結(jié)構(gòu)框圖 圖1.1中運(yùn)算器ALU由U7-U10四片74LS181構(gòu)成，暫存器1由U3、U4兩片74LS273

9、構(gòu)成，暫存器2由U5、U6兩片74LS273構(gòu)成。微控器部分控存由U13-U15三片2816構(gòu)成。除此之外，CPU的其他部分都由EP1K10集成。存儲(chǔ)器部分由兩片6116構(gòu)成16位存儲(chǔ)器，地址總線只有低八位有效，因而其存儲(chǔ)空間為00H-FFH。輸出設(shè)備由底板上的四個(gè)LED數(shù)碼管及其譯碼、驅(qū)動(dòng)構(gòu)成，當(dāng)D-G和W/R均為低電平時(shí)將數(shù)據(jù)總線的數(shù)據(jù)送入數(shù)碼管顯示。在開關(guān)方式下，輸入設(shè)備由16位電平開關(guān)及兩個(gè)三態(tài)緩沖芯片74LS244構(gòu)成，當(dāng)DIJ-G為低電平時(shí)將16位開關(guān)狀態(tài)送上數(shù)據(jù)總線。在鍵盤方式或聯(lián)機(jī)方式下，數(shù)據(jù)可由鍵盤或上位機(jī)輸入，然后由監(jiān)控程序直接送上數(shù)據(jù)總線，因而外加的數(shù)據(jù)輸入電路可以不用。

10、本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線為16位，指令、地址和程序計(jì)數(shù)器均為8位。當(dāng)數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)打入指令寄存器、地址寄存器和程序計(jì)數(shù)器時(shí)，只有低八位有效。1.5指令系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：指令格式、指令編碼、指令助記符、指令功能、操作數(shù)的尋址方式如下：1)輸入指令:IN #DATA, R0指令功能：#DATA R0指令格式： 表1-17 6 5 43 2 1 000 0 00 0 0 0機(jī)器碼：000000002)加法指令：ADD ADDR，R0 指令功能： R0+ADDR- R0指令格式： 表1-27 6 5 43 2 1 00 0 0 10 0 0 0ADDR機(jī)器碼：00010000 0000xxxx3)左位移運(yùn)算 RL

11、 RO 指令功能：R0的值循環(huán)左移一位- R0 指令格式： 表1-37 6 5 43 2 1 00 1 1 10 0 0 0機(jī) 器 碼： 01110000 4)帶符號(hào)左移運(yùn)算：RLC R0 指令功能：R0的值帶進(jìn)位循環(huán)左移一位- R0 指令格式： 表1-47 6 5 43 2 1 01 0 0 00 0 0 0機(jī) 器 碼： 100000005）轉(zhuǎn)移指令：JMP ADDR指令功能：ADDR- PC指令格式： 表1-57 6 5 43 2 1 00 1 0 00 0 0 0 ADDR機(jī)器碼：01000000 xxxxxxxx6)存數(shù)指令：STA ADDR，R0 指令功能： ADDR+R0 - R0

12、指令格式： 表1-67 6 5 43 2 1 00 0 1 00 0 0 0ADDR 機(jī) 器 碼： 00100000 xxxxxxxx7)輸出指令：OUT ADDR，R0 指令功能： ADDR - LED指令格式： 表1-77 6 5 43 2 1 00 0 1 10 0 0 0ADDR機(jī)器碼： 00110000 xxxxxxxx1.6微指令的格式設(shè)計(jì)及微操作控制部件的組成原理1.6.1微指令格式：本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的微指令字長(zhǎng)共24位，其控制位順序如下表1-8： 表1-8微指令格式24232221201918171615 14 1312 11 109 8 7654321S3S2S1S0MCnWE1A

13、1BF1F2F3uA5uA4uA3uA2uA1uA0其中uA5-uA0為6位后續(xù)地址，F(xiàn)1,F2,F3為三個(gè)譯碼字段，分別由三個(gè)控制位譯出多位，。S3S0為選擇運(yùn)算，M為邏輯算數(shù)操作選擇，Cn表示有無進(jìn)位，WE是讀寫控制，1A和1B控制規(guī)則如下：兩者均為00時(shí)為無操作，01是輸出LED選通控制，10是內(nèi)存RAM選通控制，11是輸入電路選通控制。1.6.2微操作控制信號(hào)功能：S3、S2、S1、S0、M、CN是控制運(yùn)算器的邏輯和算術(shù)運(yùn)算的微命令。WE是寫內(nèi)存的微命令，狀態(tài)“1”有效。1A、1B是輸入電路選通、內(nèi)存RAM選通、輸出LED選通控制微命令，分別對(duì)應(yīng)狀態(tài)“11”、“10”、“01”。 狀態(tài)

14、“00”為無效。F1、F2、F3為三個(gè)譯碼字段，分別由三個(gè)控制位經(jīng)指令譯碼電路74138譯碼輸出8種狀態(tài)，前7種狀態(tài)分別對(duì)應(yīng)一組互斥性微命令中的一個(gè)，狀態(tài)“111”為無效。F3字段包含P1- P4四個(gè)測(cè)試字位。其功能是根據(jù)機(jī)器指令代碼及相應(yīng)微指令代碼進(jìn)行譯碼測(cè)試，使微程序轉(zhuǎn)入相應(yīng)的微地址入囗，從而實(shí)現(xiàn)微程序的順序、分支、循環(huán)運(yùn)行。、三個(gè)字段的編碼方案如表1-9： 表1-9譯碼字段編碼F1字段F2字段F3字段15 14 13選擇12 11 10選擇9 8 7選擇0 0 0LDRi0 0 0RAG0 0 0P10 0 1LOAD0 0 1ALU-G0 0 1AR0 1 0LDR20 1 0RCG0

15、 1 0P30 1 1自定義0 1 1自定義0 1 1自定義1 0 0LDR11 0 0RBG1 0 0P21 0 1LAR1 0 1PC-G1 0 1LPC1 1 0LDIR1 1 0299-C1 1 0P4控制操作為P4測(cè)試，它以CA1、CA2作為測(cè)試條件，出現(xiàn)了寫機(jī)器指令、讀機(jī)器指令和運(yùn)行機(jī)器指令3路分支，占用3個(gè)固定微地址單元。當(dāng)分支微地址單元固定后，剩下的其它地方就可以一條微指令占用控存一個(gè)微地址單元隨意填寫。其中微命令LDRi表示寫寄存器操作；微命令LOAD表示程序計(jì)數(shù)器PC寫操作；微命令LDR2表示數(shù)據(jù)暫存器LT2寫操作；微命令LDR1表示數(shù)據(jù)暫存器LT1寫操作；微命令LAR表示

16、地址寄存器AR寫操作；微命令LDIR表示指令寄存器寫操作；微命令RAG表示源寄存器讀操作；微命令A(yù)LU-G表示運(yùn)算器輸出操作；微命令RCG表示目的寄存器讀操作；微命令PC-G表示程序計(jì)數(shù)器PC讀操作；微命令LPC表示程序計(jì)數(shù)器PC選通操作；微命令299-G表示移位寄存器讀寫操作；微命令RBG表示變址寄存器讀操作。機(jī)器指令的執(zhí)行過程如下：首先將指令在外存儲(chǔ)器的地址送上地址總線，然后將該地址上的指令傳送至指令寄存器，這就是“取指”過程。之后必須對(duì)操作碼進(jìn)行P1測(cè)試，根據(jù)指令的譯碼將后續(xù)微地址中的某幾位強(qiáng)制置位，使下一條微指令指向相應(yīng)的微程序首地址，這就是“譯碼”過程。然后才順序執(zhí)行該段微程序，這是

17、真正的指令執(zhí)行過程。在所有機(jī)器指令的執(zhí)行過程中，“取指”和“譯碼”是必不可少的，而且微指令執(zhí)行的操作也是相同的，這些微指令稱為公用微指令。1.6.3微程序的控制方式設(shè)計(jì) 微程序入口地址形成方法：斷定方式與增量方式不同，它不采用PC，微指令地址由微地址寄存器AR提供。在微指令格式中，設(shè)置一個(gè)下地址字段，用于指明下一條要執(zhí)行的微指令地址。當(dāng)一條微指令被取出時(shí)，下一條微指令的地址(即下地址字段)送AR。它相當(dāng)于每條微指令都具有轉(zhuǎn)移微指令的功能。采用這種方法就不必設(shè)置專門的轉(zhuǎn)移微指令，但增加了微指令字的長(zhǎng)度。 1.6.4微程序控制部件組成原理1 運(yùn)算器單元（ALU UINT）運(yùn)算器單元由以下部分構(gòu)成：

18、兩片74LS181構(gòu)成了并串型8位ALU；兩個(gè)8位寄存器DR1和DR2為暫存工作寄存器，保存參數(shù)或中間運(yùn)算結(jié)果。ALU的S0S3為運(yùn)算控制端，Cn為最低進(jìn)位輸入，M為狀態(tài)控制端。ALU的輸出通過三態(tài)門74LS245連到數(shù)據(jù)總線上，由ALU-B控制該三態(tài)門。2 寄存器堆單元（REG UNIT）該部分由3片8位寄存器R0、R1、R2組成，它們用來保存操作數(shù)用中間運(yùn)算結(jié)構(gòu)等。三個(gè)寄存器的輸入輸出均以連入數(shù)據(jù)總線，由LDRi和RS-B根據(jù)機(jī)器指令進(jìn)行選通。3 指令寄存器單元（INS UNIT）指令寄存器單元中指令寄存器（IR）構(gòu)成模型機(jī)時(shí)用它作為指令譯碼電路的輸入，實(shí)現(xiàn)程序的跳轉(zhuǎn)，由LDIR控制其選通

19、。4 時(shí)序電路單元（STATE UNIT）用于輸出連續(xù)或單個(gè)方波信號(hào)，來控制機(jī)器的運(yùn)行。5 微控器電路單元（MICROCONTROLLER UNIT）微控器主要用來完成接受機(jī)器指令譯碼器送來的代碼，使控制轉(zhuǎn)向相應(yīng)機(jī)器指令對(duì)應(yīng)的首條微代碼程序，對(duì)該條機(jī)器指令的功能進(jìn)行解釋或執(zhí)行的工作。由輸入的W/R信號(hào)控制微代碼的輸出鎖存。由程序計(jì)數(shù)器（PC）和地址寄存器（AR）實(shí)現(xiàn)程序的取指功能。6 邏輯譯碼單元（LOG UNIT）用來根據(jù)機(jī)器指令及相應(yīng)微代碼進(jìn)行譯碼使微程序轉(zhuǎn)入相應(yīng)的微地址入口，從而實(shí)現(xiàn)微程序的順序、分支、循環(huán)運(yùn)行，及工作寄存器R0、R1、R2的選通譯碼。7 主存儲(chǔ)器單元（MAIN MEM）

20、用于存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)中的機(jī)器指令。8 輸入輸出單元（INPUT/OUTPUT DEVICE）輸入單元使用八個(gè)撥動(dòng)開關(guān)作為輸入設(shè)備，SW-B控制選通信號(hào)。輸出單元將輸入數(shù)據(jù)置入鎖存器后由兩個(gè)數(shù)碼管顯示其值。微程序控制原理圖： 圖1-2微程序控制原理圖1.7微程序設(shè)計(jì) 1.7.1微指令流程圖 開始 01 PC AR，PC+102RAM D_BUS IR 45 P(1)測(cè)試 IN ADD STA OUT JMP RL RLC 20 21 22 23 24 27 30D_INPUT R0 PC AR PC AR PC AR PC AR R0 299 R0 299 01 PC+1 PC+1 PC+1 PC+1

21、03 07 31 34 41 43 RAM D_BUS RAM D_BUS RAM D_BUS RAM D_BUS 左環(huán)移 帶進(jìn)位 D_BUS AR D_BUS AR D_BUS AR D_BUS PC 左環(huán)移 04 17 32 42 44 RAM D_BUS R0 D_BUS RAM D_BUS 01 299 R0 299 R0 D_BUS LT2 D_BUS RAM D_BUS LT1 05 33 01 01 R0 LT1 01 LT1 LED 06 (LT1)+(LT2) R0 01 01 圖1-3 控制開關(guān) 00 10 P(4)測(cè)試 MWE（10） MRD(00) RUN(11) PC

22、 AR,PC+1 11 PC AR,PC+1 10 13(D_INPUT) D_BUS LT1 14 RAM D_BUS LT1 12 01 LT1 RAM 15 LT1 LED 16 圖1-41.7.2微程序中各微指令的二進(jìn)制編碼，十六進(jìn)制編碼下表為根據(jù)微程序流程圖設(shè)計(jì)的各指令二進(jìn)制微代碼表（10）IN #DATA，R0 表1-10輸入指令代碼表微地址S3 S2 S1 S0 M CN WE 1A 1BF1F2F3UA5UA00000010 0 0 0 0 0 0 0 01011011010000100000100 0 0 0 0 0 0 1 01101111111001011001010 0

23、 0 0 0 0 0 1 01101110000100000100000 0 0 0 0 0 0 1 1000111111000001（2）ADD R0，addr1 表1-11加法指令代碼表微地址S3 S2 S1 S0 M CN WE 1A 1BF1F2F3UA5UA00000010 0 0 0 0 0 0 0 01011011010000100000100 0 0 0 0 0 0 1 01101111111001011001010 0 0 0 0 0 0 1 01101110000100010100010 0 0 0 0 0 0 0 01011011010000110000110 0 0 0

24、 0 0 0 1 01011111110001000001000 0 0 0 0 0 0 1 00101111110001010001010 0 0 0 0 0 0 0 01000001110001100001100 1 1 0 0 0 0 0 0000001111000001（3）RL R0 表1-12左位移指令代碼表微地址S3 S2 S1 S0 M CN WE 1A 1BF1F2F3UA5UA00000010 0 0 0 0 0 0 0 01011011010000100000100 0 0 0 0 0 0 1 01101111111001011001010 0 0 0 0 0 0 1 0

25、1101110000101110101110 0 1 1 0 0 0 0 00000001111000011000010 0 0 1 0 0 0 0 01111101111000101000100 0 0 0 0 0 0 0 0000110111000001（4）RLC R0 表1-13帶符號(hào)左位移指令代碼表微地址S3 S2 S1 S0 M CN WE 1A 1BF1F2F3UA5UA00000010 0 0 0 0 0 0 0 01011011010000100000100 0 0 0 0 0 0 1 01101111111001011001010 0 0 0 0 0 0 1 0110111

26、0000110000110000 0 1 1 0 0 0 0 00000001111000111000110 0 0 1 1 0 0 0 01111101111001001001000 0 0 0 0 0 0 0 0000110111000001（5）STA R0，addr2 表1-14存數(shù)指令代碼表微地址S3 S2 S1 S0 M CN WE 1A 1BF1F2F3UA5UA00000010 0 0 0 0 0 0 0 01011011010000100000100 0 0 0 0 0 0 1 01101111111001011001010 0 0 0 0 0 0 1 01101110000

27、100100100100 0 0 0 0 0 0 0 01011011010001110001110 0 0 0 0 0 0 1 01011111110011110011110 0 0 0 0 0 1 1 0111000111000001（6）OUT addr2 表1-15輸出指令代碼表微地址S3 S2 S1 S0 M CN WE 1A 1BF1F2F3UA5UA00000010 0 0 0 0 0 0 0 01011011010000100000100 0 0 0 0 0 0 1 01101111111001011001010 0 0 0 0 0 0 1 011011100001001101

28、00110 0 0 0 0 0 0 0 01011011010110010110010 0 0 0 0 0 0 1 01011111110110100110100 0 0 0 0 0 0 1 01001111110110110110110 0 0 0 0 1 1 0 1111001111000001（7）JMP 00H 表1-16轉(zhuǎn)移指令代碼表微地址S3 S2 S1 S0 M CN WE 1A 1BF1F2F3UA5UA00000010 0 0 0 0 0 0 0 01011011010000100000100 0 0 0 0 0 0 1 01101111111001011001010 0 0

29、 0 0 0 0 1 01101110000101000101000 0 0 0 0 0 0 0 01011011010111000111000 0 0 0 0 0 0 0 00011111010000011.8編寫調(diào)試程序1.8.1調(diào)試程序的微代碼： 表1-17微代碼表微地址（八進(jìn)制）微地址（二進(jìn)制）微代碼（十六進(jìn)制）00000000007F8801000001005B4202000010016FE503000011015FC404000100012FC5050001010041C6060001109403C107000111015FCF10001000005B4A11001001005B4

30、C12001010014FCC11400110001CFCD15001101FF73C91600111006F3C8170011110371C120010000018FC121010001005B4322010010005B4723010011005B5924010100005B5C250101013001DD260101103001DF270101113001E1300110003001E331011001015FDA32011010014FDB3301101106F3C134011100011F4135011101147DDE36011110000DC137011

31、111287DE040100000000DC141100001107DE242100010000DC143100011187DE444100100000DC145100101016E101.8.2調(diào)試程序的機(jī)器代碼： 1-18機(jī)器代碼表地址（十六進(jìn)制）指令助記符機(jī)器指令（十六進(jìn)制）00IN #data,R0001ADD R0,OCH10020C03RL,R07004RLC R08005STA R0,0DH20060D07OUT 0DH30080D09JMP 00H400A000B000C01H010D04H042.計(jì)算機(jī)的組裝 2-1組裝連線圖3.計(jì)算機(jī)的調(diào)試3.1調(diào)試前準(zhǔn)備工作3.1.1寫入

32、微代碼1)寫:在編輯框中輸入實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中的微指令程序(格式：兩位八進(jìn)制微地址+空格+六位十六進(jìn)制微代碼),或直接打開隨機(jī)附帶的程序EX8.MSM，將實(shí)驗(yàn)箱上的K4K3K2K1撥至“0010”寫狀態(tài)，然后按寫入按鈕,微程序?qū)懭肟刂拼鎯?chǔ)器電路;2)讀:將實(shí)驗(yàn)箱上的K4K3K2K1撥至“0100”讀狀態(tài)，在“讀出微地址”欄中填入兩位八進(jìn)制地址，按讀出按鈕,則相應(yīng)的微代碼顯示在“讀出微代碼”欄中;3)保存:按保存按鈕,微程序代碼保存在一給定文件(*.MSM)中;4)打開:按打開按鈕,打開已有的微程序文件,并顯示在編輯框中 寫入機(jī)器指令操作代碼將開關(guān)K1K2K3K4撥到寫狀態(tài)即K1 off、K2 on、

33、K3 off、K4 off，其中K1、K2、K3在微程序控制電路，K4在24位微代碼輸入及顯示電路上。在監(jiān)控指示燈滾動(dòng)顯示【CLASS SELECt】狀態(tài)下按【實(shí)驗(yàn)選擇】鍵，顯示【ES-_ _ 】輸入07或7，按【確認(rèn)】鍵，顯示為【ES07】，表示準(zhǔn)備進(jìn)入實(shí)驗(yàn)七程序，也可按【取消】鍵來取消上一步操作，重新輸入。再按下【確認(rèn)】鍵，顯示為【CtL1=_】，表示對(duì)微代碼進(jìn)行操作。輸入1顯示【CtL1_1】，表示寫微代碼，也可按【取消】鍵來取消上一步操作，重新輸入。按【確認(rèn)】顯示【U-Addr】，此時(shí)輸入【000000】6位二進(jìn)制數(shù)表示的微地址，然后按【確認(rèn)】鍵，也可按【取消】鍵來取消上一步操作，重新

34、輸入，微地址顯示燈（六個(gè)黃色指示燈，八進(jìn)制）全滅，顯示剛才輸入的微地址，也可按【取消】鍵來取消上一步操作，重新輸入。同時(shí)監(jiān)控指示燈顯示【U_CodE】，顯示這時(shí)輸入微代碼【007F88】，該微代碼是用6位十六進(jìn)制數(shù)來表示前面的24位二進(jìn)制數(shù)，注意輸入微代碼的順序，先右后左，此過程中可按【取消】鍵來取消上一次輸入，重新輸入。按【確認(rèn)】鍵則顯示【PULSE】，按【單步】完成一條微代碼的輸入，重新顯示【U-Addr】提示輸入表1-17第二條微代碼地址。 圖3-1輸入代碼3.1.2讀微代碼及校驗(yàn)微代碼：先將開關(guān)K1K2K3K4撥到讀狀態(tài)即K1 off、K2 off、K3 on、K4 off，在監(jiān)控指示

35、燈顯示【U_Addr】狀態(tài)下連續(xù)按兩次【取消】鍵，退回監(jiān)控指示燈顯示【ES07】狀態(tài)，也可按【RESET】按鈕對(duì)單片機(jī)復(fù)位，使監(jiān)控指示燈滾動(dòng)顯示【CLASS SELECt】狀態(tài)，按【實(shí)驗(yàn)選擇】鍵，顯示【ES-_ _ 】輸入07或7，按【確認(rèn)】鍵，顯示【ES07】。按【確認(rèn)】鍵，顯示【CtL1=_】時(shí)，輸入2，按【確認(rèn)】顯示【U_Addr】 ，此時(shí)輸入6位二進(jìn)制微地址，進(jìn)入讀代碼狀態(tài)。再按【確認(rèn)】顯示【PULSE】，此時(shí)按【PULSE】鍵，顯示【U_Addr】，微地址指示燈顯示輸入的微地址，微代碼顯示電路上顯示該地址對(duì)應(yīng)的微代碼，至此完成一條微指令的讀過程。對(duì)照表7-2表檢查微代碼是否有錯(cuò)誤，如

36、有錯(cuò)誤，可按步驟2寫微代碼重新輸入這條微代碼的微地址及微代碼。1)寫:在編輯框中輸入實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中機(jī)器指令程序(格式：兩位十六進(jìn)制地址+空格+2位或 4位十六進(jìn)制代碼),或直接打開隨機(jī)附帶的程序EX8.ASM，將實(shí)驗(yàn)箱上的K4K3K2K1撥至 “0101”運(yùn)行狀態(tài)，撥動(dòng)“CLR”開關(guān)對(duì)地址和微地址清零，然后按寫入按鈕,機(jī)器指令寫 入存儲(chǔ)器電路;注：對(duì)于8位機(jī)，十六進(jìn)制代碼為2位；對(duì)于16位機(jī)，十六進(jìn)制代碼可以是2位，也可以是4位。 2)讀:將實(shí)驗(yàn)箱上的K4K3K2K1撥至“0101”運(yùn)行狀態(tài)，在“讀出指令地址”欄中填入兩位十六進(jìn)制地址，撥動(dòng)“CLR”開關(guān)對(duì)地址和微地址清零，然后按讀出按鈕,則相應(yīng)

37、的指令代碼顯示在“讀出指令代碼”欄中。 3)保存:按保存按鈕,機(jī)器指令程序保存在一給定文件(*.ASM)中。 4)打開:按打開按鈕,打開已有的機(jī)器指令程序文件,并顯示在編輯框中。 5)單步:在運(yùn)行狀態(tài)下運(yùn)行程序前，先撥動(dòng)“CLR”開關(guān)對(duì)地址和微地址清零，然后每按一次單步按鈕,執(zhí)行一條微指令。可從實(shí)驗(yàn)箱的指示燈和顯示LED觀察單步運(yùn)行的結(jié)果。 6)連續(xù):在連續(xù)運(yùn)行程序前，先撥動(dòng)“CLR”開關(guān)對(duì)地址和微地址清零，然后按連續(xù)按鈕,可連續(xù)執(zhí)行程序。可從實(shí)驗(yàn)箱的指示燈和顯示LED觀察連續(xù)運(yùn)行的結(jié)果。 7)停止:在連續(xù)運(yùn)行程序過程中，可按停止”按鈕暫停程序的執(zhí)行。此時(shí)地址和微地址并不復(fù)位，仍可以從暫停處單

38、步或連續(xù)執(zhí)行.3.1.3寫機(jī)器指令先將K1K2K3K4撥到運(yùn)行狀態(tài)即K1 on、K2 off、K3 on、K4 off，按【RESET】按鈕對(duì)單片機(jī)復(fù)位，使監(jiān)控指示燈滾動(dòng)顯示【CLASS SELECt】狀態(tài)，按【實(shí)驗(yàn)選擇】鍵，顯示【ES-_ _ 】輸入07或7，按【確認(rèn)】鍵，顯示【ES07】，再按【確認(rèn)】，顯示【CtL1=_】,按【取消】鍵，監(jiān)控指示燈顯示【CtL2=_】，輸入1顯示【CtL2_1】表示進(jìn)入對(duì)機(jī)器指令操作狀態(tài)，此時(shí)撥動(dòng)CLR清零開關(guān)（在控制開關(guān)電路上，注意對(duì)應(yīng)的JUI應(yīng)短接）對(duì)地址寄存器、指令寄存器清零，清零結(jié)果是地址指示燈（8個(gè)黃色指示燈，在地址寄存器電路上）全滅，如不清零則

39、會(huì)影響機(jī)器指令的輸入！，清零步驟是使其電平高低高即CLR指示燈狀態(tài)為亮滅亮。確定清零后，按【確認(rèn)】顯示閃爍的【PULSE】，按【單步】鍵，微地址顯示燈（黃色）顯示“001001”時(shí)，再按【單步】，微地址顯示燈（黃色）顯示“001100”，地址指示燈（8個(gè)黃色指示燈）顯示“000000”，數(shù)據(jù)總線顯示燈（8個(gè)綠色指示燈）顯示“000001”，此時(shí)按【確認(rèn)】鍵，監(jiān)控指示燈顯示【CodE_ _】，提示輸入機(jī)器指令“00”（兩位十六進(jìn)制數(shù)）,輸入后按【確認(rèn)】，顯示【PULSE】，再按【單步】，微地址顯示燈（黃色）顯示“001101”，再按【單步】，微地址顯示燈（黃色）再次顯示“001001”，數(shù)據(jù)總線顯示燈（8個(gè)綠色指示燈）顯示“000000”，即輸入的機(jī)器指令。連續(xù)按【單步】，微地址顯示燈（黃色）顯示“001100”時(shí)，按【確認(rèn)】輸入第二條機(jī)器指令。依此規(guī)律逐條輸入表74的機(jī)器指令，輸完后，在顯示【PULSE】狀態(tài)下按【確認(rèn)】進(jìn)入顯示【CodE_ _】狀態(tài)，此時(shí)按【取消】鍵可退出寫機(jī)器指令狀態(tài)。按【取消】退