1、實驗六存儲器EM實驗【實驗要求】利用CP226實驗儀上的K16.K23開關做為DBUS的數據，其它開關做為控制信號，實現程序存儲器EM的讀寫操作。【實驗目的】了解模型機中程序存儲器EM的工作原理及控制方法。【實驗涉及的電路及原理】存儲器EM由一片6116RAM構成，是用戶存放程序和數據的地方。存儲器EM通過一片74HC245與數據總線相連。存儲器EM的地址可選擇由PC或MAR提供。存儲器EM的數據輸出直接接到指令總線IBUS,指令總線IBUS的數據還可以來自一片74HC245。當ICOE為0時，這片74HC245輸出中斷指令B8cEM原理圖連接線表連接信號孔接入孔作用狀態說明1J2座J3座將K

2、23-K16接入DBUS7:0實驗模式：手動2IRENK6IR.uPC寫允許低電平有效3PCOEK5PC輸出地址低電平有效4MAROEK4MAR輸出地址低電平有效5MARENK3MAR寫允許低電平有效6EMENK2存儲器與數據總線相連低電平有效7EMRDKI存儲器讀允許低電平有效8EMWRKO存儲器寫允許低電平有效9CK已連PC工作脈沖上升沿打入10CK已連MAR工作脈沖上升沿打入11CK已連存儲器寫脈沖上升沿打入12CK已連IR.uPC工作脈沖上升沿打入計算機組成原理實驗 【實驗內容】實驗1：PC/MAR輸出地址選擇置控制信號為：K5(PC0E)K4(MAROE)地址總線紅色地址輸出指示燈0

3、1PC輸出地址PC地址輸出指示燈亮10MAR輸出地址MAR地址輸出指示燈亮11地址總線浮空00錯誤,PC及MAR同時愉出PC及MAR地址輸出指示燈亮以下存貯器EM實驗均由MAR提供地址實驗2：存儲器EM寫實驗將地址0寫入MAR二進制開關K23-K16用于DBUS7:0的數據輸入，置數據00HK23K22K21K20K19K18K17K16置控制信號為:K6(IREN)K5(PCOE)K4(MAR0E)K3(MAREN)K2(EMEN)Kl(EMRD)KO(EMWR)按STEP鍵，將地址0寫入MAR將數據UH寫入EM0二進制開關K23-K16用于DBUS7:0的數據輸入，置數據11HK23K22

4、K21K20K19K18K17K16置控制信號為:K6(IREN)K5(PC0E)K4(MAROE)K3(MAREN)K2(EMEN)Kl(EMRD)KO(EMWR)1101010按STEP鍵,將數據11H寫入EMO將地址1寫入MAR二進制開關K23-K16用于DBUS7:0的數據輸入，置數據01HK23K22K21K20K19K18K17K16置控制信號為:K6(IREN)K5(PC0E)K4(MAR0E)K3(MAREN)K2(EMEN)Kl(EMRD)KO(EMWR)1110111按STEP鍵，將地址1寫入MAR計算機組成原理實驗 將數據22H寫入EM1二進制開關K23-K16用于DBU

5、S7:0的數據輸入，置數據22HK23K22K21K20K19K18K17K16置控制信號為:K6(IREN)K5(PCOE)K4(MAR0E)K3(MAREN)K2(EMEN)Kl(EMRD)KO(EMWR)11O1O1O按STEP鍵，將數據22H寫入EM實驗3：存儲器EM讀實驗將地址0寫入MAR二進制開關K23-K16用于DBUS7:0的數據輸入，置數據00HK23K22K21K20K19K18K17K16置控制信號為：K6(IREN)K5(PCOE)K4(MAR0E)K3(MAREN)K2(EMEN)Kl(EMRD)KO(EMWR)1110111按STEP鍵，將地址0寫入MAR讀EMO置

6、控制信號為：K6(IREN)K5(PCOE)K4(MAR0E)K3(MAREN)K2(EMEN)Kl(EMRD)KO(EMWR)1101101EMO被讀出：11H將地址1寫入MAR二進制開關K23-K16用于DBUS7:0的數據輸入，置數據01HK23K22K21K20K19K18K17K16置控制信號為：K6(IREN)K5(PCOE)K4(MAR0E)K3(MAREN)K2(EMEN)Kl(EMRD)KO(EMWR)1110111按STEP鍵，將地址0寫入MAR讀EM1置控制信號：K6(IREN)K5(PC0E)K4(MAR0E)K3(MAREN)K2(EMEN)Kl(EMRD)KO(EM

7、WR)1101101EM川被讀出:22H實驗4：存儲器打入IR指令寄存器/uPC實驗將地址0寫入MAR二進制開關K23-K16用于DBUS7:0的數據輸入，置數據00HK23K22K21K20K19K18K17K16置控制信號為:K6(IREN)K5(PCOE)K4(MAR0E)K3(MAREN)K2(EMEN)Kl(EMRD)KO(EMWR)1110111按STEP鍵，將地址0寫入MAR讀EM0,寫入IR及uPC置控制信號為：K6(IREN)K5(PCOE)K4(MAROE)K3(MAREN)K2(EMEN)Kl(EMRD)KO(EMWR)0101101EMO被讀出:11H按STEP鍵,將E

8、MO寫入IR及uPC,IR=UH,uPC=10H將地址1寫入MAR二進制開關K23-K16用于DBUS7:0的數據輸入，置數據01HK23K22K21K20K19K18K17K16置控制信號為:K6(IREN)K5(PCOE)K4(MAR0E)K3(MAREN)K2(EMEN)Kl(EMRD)KO(EMWR)1110111按STEP鍵，將地址1寫入MAR讀寫入IR及uPC置控制信號為：K6(IREN)K5(PC0E)K4(MAR0E)K3(MAREN)K2(EMEN)Kl(EMRD)KO(EMWR)0101101EM1被讀出:22H按STEP鍵，將地址EM寫入IR及uPC,IR=22H,uPC

9、=20H江西師范大學計算機信息工程學院學生實驗報告專業:_姓名學號:日期：_課程名稱計算機組成原理實驗室名稱先駢樓4607實驗名稱實驗六存儲器EM實驗指導教師成績實驗原理、目的：實驗和內容：1.將數據33H寫入存儲器EM單元，然后讀出數據到IR及uPC實現下表中的控制數據選擇：步驟（二5控制信號K23-K16數據輸入作用2.將55H寫入寫入存儲器EM1單元，然后讀出數據到IR及uPC實現下表中的控制數據選擇：步驟（二號）控制信號K23-K16數據輸入作用思考與解答：存貯器EM實驗能不能由PC提供地址？怎么控制？實驗七PC實驗、pPC實驗【實驗要求】1、利用CP226實驗儀上的K16.K23開關

10、做為DBUS的數據，其它開關做為控制信號，實現程序計數器PC的寫入及加1功能。2、利用CP226實驗儀上的K16.K23開關做為DBUS的數據，其它開關做為控制信號，實現微程序計數器jiPC的寫入和加1功能。【實驗目的】1、了解模型機中程序計數器PC的工作原理及其控制方法。2、了解程序執行過程中順序和跳轉指令的實現方法。3、了解模型機中微程序的基本概念。4、了解pPC的結構、工作原理及其控制方法。【實驗涉及的電路及原理】1、PC實驗PC是由兩片74HC161構成的八位帶預置記數器，預置數據來自數據總線。記數器的輸出通過74HC245(PCOE)送到地址總線。PC值還可以通過74HC245(PC

11、OE_D)送回數據總線。DBUSODBUS1)DBUS2；DBUS32PCU)CK)LDPC；4RSTPCOE.D)DBUS4DBUS5QOQ1Q2Q3TCPOP1P2P3CEPSDBUS6PC原理圖在CPP226中，PC+1由PCOE取反產生。當RST=O時，PC記數器被清0當LDPC=O時，在CK的上升沿，預置數據被打入PC記數器當PC+1=1時，在CK的上升沿，PC記數器加一當PCOE=0時，PC值送地址總線PC打入控制原理圖PC打入控制電路由一片74HC151八選一構成（ispl016實現）。ELPIR3IR2cyZLDPC1XXXX1000IX00000X1001X10001X010

12、1XXX0當ELP=1時，LDPC=1,不允許PC被預置當ELPH）時，LDPC由IR3,IR2,Cy,Z確定當IR3IR2=1X時，LDPC=O,PC被預置當IR3IR2=OO時，LDPC=】FCy,當Cy=l時，PC被預置當IR3IR2=O1時，LDPC=】EZ,當Z=1時，PC被預置連接線表連接信號孔接入孔作用狀態說明1J2座J3座將K23-K16接入DBU7:0實驗模式：手動2PCOEK5PC輸出到地址總線低電平有效3JIR3K4預置選擇14JIR2K3預置選擇05JRZK2Z標志輸入6JRCK1C標志輸入7ELPK0預置允許低電平有效8CK已連PC工作脈沖上升沿打入2、iPC實驗74

13、HC161是一片帶預置的4位二進制記數器。功能如下:當RST=0時，記數器被清0當IREN=0時，在CK的上升沿，預置數據被打入記數器當IREN=1時，在CK的上升沿，記數器加一TC為進位，當記數到F(1111)時，TC=1CEP,CET為記數便能，當CEP,CET=1時，記數器工作，CEP,CET=0時，記數器保持原記數值IBUS2R1ST6VCCti2grPOP1P2P3Q1Q2Q3TCCEPCETLKPEMR74HC161IBUS4IBUS5IBUS6IBUS7123cqcqqqtcP0P1P2P3BsuPC4uPC5uPC6uPC774HC161pPC原理圖在CP226中，指令IBUS

14、7:0的高六位被接到pPC預置的高六位，呼C預置的低兩位被置為0。一條指令最多可有四條微指令。微程序初始地址為復位地址00,微程序入口地址由指令碼產生，微程序下一地址有計數器產生。連接線表連接信號孔接入孔作用狀態說明1J2座J3座將K23-K16接入DBU7:0實驗模式：手動2IRENKO預置1-iPC低電平有效3EMENKIEM存儲器工作使能低電平有效4EMWRK2EM存儲器寫使能低電平有效5EMRDK3EM存儲器讀使能低電平有效6CK已連pPC工作脈沖上升沿打入【實驗內容】實驗1：PC加一實驗置控制信號為:K5(PCOE)KO(ELP)TOC o 1-5 h z01按一次STEP脈沖鍵，C

15、K產生一個上升沿，數據PC被加一。實驗2；PC打入實驗二進制開關K23-K16用于DBUS7:0的數據輸入，置數據12HK23K22K21K20K19K18K17K16置控制信號為:K4(IR3)K3(IR2)K2(JRZ)KI(JRC)KO(ELP)LDPC黃色PC預置指示燈XXXX1100X10000X001011X00010X011XXX00每置控制信號后，按一下STEP鍵，觀察PC的變化.實驗3：MPC加一實驗置控制信號為：K3(EMRD)K2(EMWR)Kl(EMEN)KO(IREN)1111按一次STEP脈沖鍵，CK產生一個上升沿，數據pPC被加一.實驗4：rPC打入實驗二進制開關

16、K23-K16用于DBUS7:0的數據輸入，置數據12HK23K22K21K20K19K18K17K1600010010置控制信號為:TOC o 1-5 h zK3(EMRD)K2(EMWR)KI(EMEN)KO(IREN)1000當EMWR,EMEN=O時，數據總線(DBUS)上的數據被送到指令總線(IBUS)上。按住STEP脈沖鍵，CK由高變低，這時寄存器卜iPC的黃色預置指示燈亮，表明pPC被預置。放開STEP鍵，CK由低變高，產生一個上升沿，數據10H被寫入jiPC寄存器。江西師范大學計算機信息工程學院學生實驗報告專業:姓名二學號:日期J課程名稱計算機組成原理實驗室名稱先嘯樓4607實

17、驗名稱實驗七PC實驗、MPC實驗指導教師成績實驗原理、目的：實驗和內容：1.將數據33H寫入PC,然后PC加一實現下表中的控制數據選擇：步驟7,號）控制信號K23-K16數據輸入作用2.將數據10H被寫入pPC寄存器，然后uPC加一實現下表中的控制數據選擇：步驟（信號）控制信號K23-K16數據輸入作用思考與解答:【思考與練習】1、通過實驗，將結果填寫到相應的表格里。2、試描述程序計數器PC的作用。3、試描述微程序計數器pPC的作用。實驗八實驗儀鍵盤使用【實驗要求】利用CP226實驗儀上自帶的鍵盤輸入程序及微程序，并可以單步調試程序和微程序.【實驗目的】掌握的實驗儀鍵盤使用，及其控制方法。并可

18、以單步調試程序和微程序、編輯修改程序和微程序存儲器。【實驗內容】:DICE-CP226計算機組成原理實驗儀可以用實驗儀上自帶的鍵盤輸入程序及微程序，并可以單步調試程序和微程序，在顯示屏上觀察各內部寄存器的值，編輯修改程序和微程序存儲器。顯示屏的顯示內容分四個主菜單:1、觀察內部寄存器：2、觀察和修改程序存儲器：3、觀察和修改微程序存儲器；4、手動狀態。四UPCPCAWM800Po00卜匚=71:IASTINOUT00000000LDRMAR00000000內部寄存器的內容分五頁顯示，用LAST或NEXT鍵向前或向后翻頁。內部寄存器由程序執行結果決定,不能修改。見上右圖:2、觀察、修改程序存儲器

19、內容：顯示屏顯示如右圖，其中“Adr”表示程序存儲器地址，“DB”表示該地址中數據。光標初始停在“Adr”處，此時可以用數字鍵輸入想要修改的程序地址，也可以用NEXT和LAST鍵將光標移到“DB”處，輸入或修改此地址中的數據。再次按NEXT或LAST鍵可自動將地址+1或將地址-1,并可用數字鍵修改數據。按MON鍵可以回到輸入地址00的狀態:見下圖0n3.觀察、修改微程序存儲器內容：微程序存儲器數據的觀察、修改與上面程序存儲器的觀察修改方法相似，不同的是微程序要輸入3個字節，而程序存儲器的修改只要輸入1個字節。微程序觀察修改的顯示屏顯示如下圖，其中“Adr”表示微to程序地址，“MH”表示微程序

20、的高字節，“MM”表示微程序的中字行，“ML”表示微程序的低字1匚“MH”、“MM”、“ML”使用實驗儀鍵盤可以用三種方法調試程序，程序單步、微程序單步、全速執行。當用鍵盤調試程序3個字節和上右圖的燈亮是對應的,uMAdLtMHMMML時，顯示屏顯示寄存器第一頁的內容。STEP）為微程序單步執行鍵，每次按下此鍵，就執行一個微程序指令，同時顯示屏顯示微程序計數器、程序計數器、A寄存器、W寄存器的值。可以通過NX或LS鍵翻頁觀察其它寄存器的值，觀察各個寄存器的輸出和輸入燈的狀態。SCAL為程序單步執行鍵，每次按下此鍵，就執行一條程序指令，同時顯示屏顯示微程序計數器、程序計數器、A寄存器、W寄存器的

21、值。可以通過NX或LS鍵翻頁觀察其它寄存器的值。EX為全速執行鍵，按下此鍵時，程序就會全速執行，按鍵盤任一鍵暫停程序執行，并且顯示當前寄存器的值.RG為中斷請求鍵，按下此鍵時，會產生一個中斷請求信號INT.RST復位鍵，按下此鍵，程序中止運行，所有寄存器清零（IR除外），舉例：用鍵盤輸入以下程序代碼：（見右圖）.按TV鍵，直到顯示屏顯示內容為.按NX鍵，光標移到“DB”下，顯示屏為.按1,2兩個數字鍵，顯示屏為.按NX鍵，地址+1,顯示屏為.按3,4兩個數字鍵，顯示屏為重復4、5兩步，直到輸入所有的程序代碼。在第1步時，光標停在“Adr”處，可以按數字犍00o“F輸入要修改的程序存儲器的地址，

22、然后再按NEXT鍵輸入程序代碼。如果光標移到“DB”下，而此時又想改變地址，可以按MON鍵，將光標移回到“Adr”處，按數字鍵輸入地址。輸入微程序代碼的方法與此相似，不同的是程序只需輸入兩個數字，即一個字行，而微程序要輸入6個數字，即三個字節。如果多于6個數字會自動從右向左移動光標。如果輸入不足6個數字就用NEXT或LAST翻頁，則只有被改動的幾個數字有效，其它數字不變。江西師范大學計算機信息工程學院學生實驗報告專業:姓名二學號:日期J課程名稱計算機組成原理實驗室名稱先駢樓4607實驗名稱實驗八實驗儀鍵盤使用指導教師成績實驗原理、目的:實驗內容:編制一條微指令：FFDFB8”先用8芯電纜連接J

23、1和J2,使系統處于非手動狀態(注意)！L初始化系統(Reset),進入微程序存儲器模式(口EM狀態)，用X鍵觀察OOH,01H,02H和03H地址中原有的微指令。.因為這條指令要放入03單元，為避免00,01和02地址中的指令影響，驗證03中的指令，把這三個地址都送入FFFFFF指令。用LS鍵返回00H地址。給OOH,01H和02H地址打入FFFFFFH。.給03H地址打入FFDFB8H。卜mAdrMHMMML一03FFDFB8.再次觀察OOH、01H.02H和03H地址中的微指令。確定修改成功。uPcPCAw03001122.在Rpc模式下驗證功能：賦初值Ppc(03)pc(00)A(ll

24、)W(22)按STEP鍵觀察微指令執行的過程。當口PC為03時，觀測控制總線的紅燈,觀測A、W、D、L、R和OUT寄存器的數值。第三步、實施實驗步驟：1.按上述5步進行實驗。2.當uPC為03時記錄觀察到的現象。步驟(STEP)PCUPCAWDLROUT控制總線的紅燈(哪個燈亮1234【思考與練習】這條微指令分幾個步驟(STEP)做完？它實現的功能是什么？實驗九程序轉移機制（綜合實驗）一、實驗目的.學習實現程序轉移的硬件機制。.掌握堆棧寄存器的使用。二、實驗原理程序轉移：在任何一個程序段的內部，執行流程有順序、分支、循環三種，而程序段之間又有相互調用（例如：調用子程序、中斷服務、子程序返回、進

25、程調度、任務切換），看似很復雜，其實計算機硬件用非常簡單的技術解決了這些問題。分支和循環總是可以相互替代，所以也常說程序段內的執行流程有順序和轉移兩種，而程序段之間的調用也只是把執行流程轉移到了另外一個程序段上。所以，任何復雜的程序流程，在硬件實現機制上只有兩種情況：順序執行和轉移。硬件實現這兩種情況的技術很簡單：PC寄存器的自動加1功能實現程序順序執行。PC寄存器的打入初值功能實現程序轉移。當轉移目標為本段內未執行過的指令時就形成分支，當轉移目標是本段內執行過的指令時就形成循環，當轉移目標為其他段的指令時就形成段間調用。可見：轉移操作決定于“給PC賦值”，而轉移類型決定于“所賦的值同當前指令

26、的關系”。.實驗箱系統的程序轉移硬件機制：當LDCP有效（0）時，PC被打入新值（賦初值），實現程序的轉移。這一刻DBUS上的值就是轉移的目標地址（被打入PC）,這個地址同轉移指令所在地址的關系決定了轉移類型。若LDCP為0是附帶條件的，就形成“條件轉移”。實驗箱依靠“PC打入電路”實現“有進位”時轉移和“計算結果為零”時轉移，以及無條件轉移。.子程序調用和保護斷點:子程序的調用和返回是兩次轉移，特殊點在于：返回時轉移的目標一定是調用時轉移的出發點。為實現這個特點，在調用轉移時必須把出發地址（斷點）保存起來。這個“保存”還必須有兩個要求：1.不被一般用戶所知或改變。2.返回轉移時能方便地找到它

27、。第一個要求決定了它不能被保存在數據存儲區或程序存儲區，第二個要求決定了返回指令的目標地址獲得方法與其它轉移指令完全不同，返回指令的目標地址一定從這個特殊的“保存區”得到，指令本身不需要再帶目標地址，而其他轉移指令必須自帶目標地址。再考慮到子程序調用的“可嵌套性”，這個“保護區”里的數據應該有“先入后出”特點，這與“貨棧”中堆放的貨物相似，故稱其為“堆棧”。堆棧的容量決定了子程序的嵌套深度。（高級語言程序也建立“堆棧”，但是用變量或數組變量在數據存儲區開辟的一個堆棧功能子區，與這里的堆棧不同。）各系統實現堆棧的技術各不相同。實驗箱系統用一個鎖存器（574）構成堆棧寄存器（ST）由于574只能存

28、一個字節，所以本系統的子程序調用深度只有1級，不能形成子程序嵌套。.ST寄存器結構和子程序調用與返回控制信號:實驗箱子程序調用和返回的結構由PC電路和ST電路組成。調用轉移時，PC的當前值（斷點）經下面的245送上DBUS,進入ST保存：然后給PC打入子程序入口地址（調用指令攜帶的目標地址）完成轉子程序。返回轉移時，返回指令開啟ST的輸出，并給出PC打入信號（無條件轉移），于是ST保存的斷點經由DBUS打入PC,實現子程序返回。三、實驗內容.用手動方式實現子程序調用轉移過程。（假設轉子時PC值為11H,子程序的入口地址為50H）.用手動方式實現子程序返回轉移過程。三、實驗過程實驗一&實驗二1：

29、用手動方式實現子程序調用轉移過程。（假設轉子時PC值為11H,子程序的入口地址為50H）2：2.用手動方式實現子程序返回轉移過程。思路：1：將PC（11H）存入ST（棧寄存器），2：PC改為50H3：程序返回將ST（11H）的值返回到PC步驟：1：K7STENK6連PCOEK5連ELP1101918連*2*/02：進入手動模式（TV/ME（在小鍵盤第一排第五個）按三次）3：實驗步驟將PC改為11H：sten:lpcoe:0elp:0 x2xlx0:000（選中IN,數據通過IN送到PC）K23-kl6:00010001Step（顯示ST:00PC:11）將PC壓入ST：sten:Opcoe:l

30、elp:lx2x1x0:011（選中PC）Step（顯示ST:11PC:11）PC改為50H：sten:1pcoe:0elp:0 x2xlx0:000（選中IN,數據通過IN送到PC）K23-kl6:01010000STEP（顯示ST:11PC:50）將PC出棧到PC：sten:1pcoe:0elp:Ox2xlxO:010（選中ST）STEP（顯示ST:11PC:11）江西師范大學計算機信息工程學院學生實驗報告專業:姓名_：_學號:日期：.課程名稱計算機組成原理實驗室名稱先嘯樓4607實驗名稱實驗九程序轉移機制（綜合實驗）指導教師成績實驗原理、目的：實驗內容:通過小鍵盤輸入，將程序（這是一個有

31、轉移的程序）：Start:MovA,#08HLI：SubA,#01H程序地址機器碼匯編指令指令說明007C08Start:MovA,#08H立即數08H存入累加器A023C01LI：SubA,#01H累加器A減104AC02JMPLI無條件跳轉到程序地址02HJMPL1.先用8芯電纜連接J1和J2,使系統處于非手動狀態.將機器碼7C083C01AC02置入首地址為00H的EM中。輸完機器碼后按RST復位。按STEP鍵單步執行微程序觀察其執行的過程，數據流向，uPCIRuM的變化。觀察執行每條微指令時，寄存器的輸入/輸出狀態,各控制信號的狀態，PC及uPC如何工作。條件跳轉是否正確執行。實施實驗

32、步驟：L按上述進行實驗。2.記錄觀察到的現象。步驟(STEP)PCuPCAIRDLR控制總線的紅燈（哪個燈亮123456789101112【思考與練習】實驗按SCAL鍵單步執行程序的情況j程序它實現的功能是什么？實驗十模型機綜合實驗（微程序控制器）在綜合實驗中，模型機作為一個整體來工作的，所有微程序的控制信號由微程序存儲器皿輸出，而不是由開關輸出。在做綜合實驗之前，先用8芯電纜連接J1和J2,使系統處于非手動狀態，這樣實驗儀的監控系統會自動打開W的輸出允許，微程序的各控制信號就會接到各寄存器、運算器的控制端口。此綜合實驗使用的指令是模型機的缺省指令系統，系統自動默認裝入缺省指令系統/非流水微指

33、令系統文件。在做綜合實驗時，可以用實驗儀自帶的小鍵盤和顯示屏來輸入、修改程序，用鍵盤控制單指令或單微指令執行，用LED或用顯示屏觀察各寄存器的值。實驗儀上的鍵盤使用方法見第實驗八實驗儀鍵盤使用”。在用微程序控制方式做綜合實驗時，在給實驗儀通電前，拔掉實驗儀上所有的手工連接的接線。實驗1：數據傳送實驗/輸入輸出實驗MOVA,#12hMOVA,ROMOVa,ROMOVA,01HINOUTEND2.程序地址、機器碼、匯編指令。程序地址機器碼匯編指令指令說明007C12MOVA,#12立即數12H送到累加器A0270MOVA,R0寄存器R0送到累加器A0374MOVA,gR0間址的存儲器內容送到累加器

34、A047801MOVA,01存儲器01單元內容送到累加器A06C0IN端口IN內容輸入到累加器A07C4OUT累加器A內容輸出到端口011先用8芯電纜連接J1和J2,使系統處于非手動狀態輸入機器碼按TV鍵選擇EM順序輸入機器碼：7C1270747801COC4輸完機器碼后按RST復位二：單步執行微程序按RST復位鍵后，PC=0,uPC=0uM輸出24位微程序：CBFFFF此微指令為取指指令。注意下而這24個小燈，它就是uM的值。第一條微指令，按一次STEP鍵，完成一個時鐘，此時:PC值為01（時鐘上升沿PC+1）IR值為7C,uPC值為7c（指令碼）uM輸出為：C7FFF7（EM值送A）第二條

35、微指令，按一次STEP鍵，完成一個時鐘，此時:PC值為02（時鐘上升沿PC+1）A值為12uPC值為7D（時鐘上升沿uPC+1）uM輸出為：CBFFFF（取指指令）第三條微指令，按一次STEP鍵，完成一個時鐘，此時：PC值為03（時鐘上升沿PC+1）IR值為70,uPC值為70（指令碼）uM輸出為：FFF7F7（R?值送A）第四條微指令，按一次STEP鍵，完成一個時鐘，此時:PC值為03（時鐘上升沿PC+1）A值為00uPC值為71（時鐘上升沿uPC+1）uM輸出為：CBFFFF（取指指令）第五條微指令，按一次STEP鍵，完成一個時鐘，此時:PC值為04（時鐘上升沿PC+1）IR值為74,uP

36、C值為74（指令碼）uM輸出為：FF77FF（R?值送MAR）第六條微指令，按一次STEP鍵，完成一個時鐘，此時：MAR值為00uPC值為75（時鐘上升沿uPC+1）uM輸出為：D7BFF7（EM值送A）第七條微指令，按一次STEP鍵，完成一個時鐘，此時：A值為7cuPC值為76uM輸出為：CBFFFF（取指）用同樣的方法執行余下的指令。按RST復位鍵后，也可以用SCAL或EX鍵執行指令。實驗3：移位/取反實驗先用8芯電纜連接J1和J2,使系統處于非手動狀態1.將程序匯編成機器碼程序地址機器碼匯編指令指令說明007C55MOVA,#55立即數55H存入累加器A02D0RRA不帶進位右移累加器A

37、03DCRLCA帶進位左移累加器A04E4CPLA累加器A內容取反2：輸入機器碼按TV鍵選擇EM順序輸入機器碼：7C55DODCE4輸完機器碼后按RST復位二：單步執行微程序按一次STEP鍵，完成一個時鐘，觀察執行每條微指令時，寄存器的輸入/輸出狀態，各控制信號的狀態，PC及uPC如何工作。用同樣的方法執行余下的指令。也可以用SCAL或EX鍵執行指令。江西師范大學計算機信息工程學院學生實驗報告專業:姓名學號:一日期：一課程名稱計算機組成原理實驗室名稱先嘯樓4607實驗名稱實驗十模型機綜合實驗（微程序控制器）指導教師成績實驗原理、目的：實驗內容：移位/取反實驗程序地址機器碼匯編指令指令說明007

38、C55MOVA.#55立即數55H存入累加器A02DORRA不帶進位右移累加器A03DCRLCA帶進位左移累加器A04E4CPLA累加器A內容取反2：輸入機器碼：按TV鍵選擇EM順序輸入機器碼：7C55DODCE4輸完機器碼后按RST復位，單步執行微程序記錄觀察到的現象。步驟(STEP)PCuPCAIRDLR皿（十六進制）控制總線的紅燈（哪個燈亮12345678910【思考與練習】實驗按SCAL鍵單步執行程序的情況j程序它實現的功能是什么？實驗11微指令系統實驗實驗目的：.讀出系統已有的微指令，并理解其含義。.設計并實現微指令系統。目標.了解譯碼器、微指令結構的基本工作原理。.學習設計微指令的

39、方法。一.背景知識.微指令構造計算機組成原理實驗譯碼器：前5次實驗的每一項操作都是通過人工設置電鍵ki的位置一一Ki編碼，然后給出一個CK脈沖來完成。如果有一個器件能給出對應與每個操作的ki編碼，這個器件就可以代替我們來為操作譯碼產生控制信號，這個器件就是指令譯碼器，也叫控制器。常見的控制器有兩種：用組合邏輯電路實現控制信號的邏輯電路結構和用存儲器實現控制信號的微程序結構。微指令：把一個操作的控制總線編碼放在一個存儲單元中，同時給出調用這個單元的方法（例如：這個單元的地址），則對使用者而言，這個調用方法等價于控制總線編碼本身，二者都稱為微指令（不同場合具體指向不同或沒有區別）。實驗箱的微指令系

40、統：根據這個實驗箱的功能、部件數量、必須的基本操作等要求，給它安排了24條控制線一控制總線寬度為24。相應地，每條微指令有24位、微程序存儲器的每個地址也必須是24位的存儲單元。于是廠家把3片8位存儲器的對應地址并接在一起，構成一個24位的存儲器。具體連接見下圖1。于是，每選中一個地址，就有24位控制信號送上控制總線。控制zpz二二二二二二二二二二二二二二=VCCXRD*ERIEME1JEINTMARENIoUTEnIrrdICN*X2XOi人/Slv手動EMWRPC0EIRENELPMAROESTENRWRFENXJWENS2SO圖1中3個6116的“寫使能”端由兩種控制方式，在手動方式下，

41、它們都接Vcc,所以不能寫入，這意味著不能在手動方式下編寫微指令：在程序（自動）方式下，由程序控制，可以寫入數據編制微指令。開機時系統自動寫入廠家編制的微指令系統。實驗任務：編制一條微指令實現“A+肥后右移一位的值送OUT；把這條微指令放入微程序寄存器的03H單元；驗證它的功能是否實現。第一步、規劃實驗要點：.該操作對應的微指令編碼：由下知：“A+W”運算對應的控制總線編碼為：c2clc0=000：“右移一位的值送數據總線”對應的控制總線編碼為：c7c6c5=101；“數據總線值打入送OUT寄存器”對應的控制總線編碼為：cl3=00這個操作的微指令編碼：c23c0=llll1111110111

42、1110111000=ffdfb8H計算機組成原理實驗 UPC7PPC0第二步、安排實驗步驟：先用8芯電纜連接J1和J2,使系統處于非手動狀態1,初始化系統(Reset),進入微程序存儲器模式(口EM狀態),用NX鍵觀察OOH,01H,02H和03H地址中原有的微指令。.因為這條指令要放入03單元，為避免00,01和02地址中的指令影響驗證03中的指令，把這三個地址都送入FFFFFF指令。用LS鍵返回00H地址。給OOH,01H和02H地址打入FFFFFFH。.給03H地址打入FFDFB8H。4.再次觀察OOH、01H.02H和03H地址中的微指令。確定修改成功。.在Hpc模式下驗證功能賦初值

43、UPC(03)pc(XX)A(ll)W(22)按STEP觀察微指令執行的過程。當RPC為03時，觀測控制總線的紅燈，觀測A、W、D、L、R和OUT,實現A+W右移一位送OUT的功能。第三步、實施實驗步驟：步驟(STEP)PCuPCAWDLROUT控制總線的紅燈(哪個燈亮uM(十六進制)1234L按上述5步進行實驗.2.記錄觀察到的現象。江西師范大學計算機信息工程學院學生實驗報告專業:姓名二導號:日期_課程名稱計算機組成原理實驗室名稱先喊樓4607實驗名稱實驗11微指令系統實驗指導教師成績實驗原理、目的:實驗內容：編制一條微指令實現“A非”運算后左移一位的值送OUT；把這條微指令放入微程序寄存器

44、的02H單元；驗證它的功能是否實現，A中存放數據33H。.這個操作的微指令編碼：c23、。=.初始化系統(Reset),進入微程序存儲器模式(uEM狀態)，這條指令要放入02H單元.在Upc模式下驗證功能賦初值upc()pc(XX)A(88H)W(XX).記錄觀察到的現象。步驟(STEP)PCuPCADLROUT控制總線的紅燈(哪個燈亮uM(十六進制)1234【思考與練習】你對微指令有什么理解了？實驗12中斷實驗實驗要求：利用CPP226實驗儀上的開關做控制信號，實現中斷功能。實驗目的：.學習實驗箱感知中斷的硬件結構和工作原理。.學習使用中斷系統。了解模型機的中斷功能的工作原理及中斷過程中，申

45、請、響應、處理、返回各階段時序實驗原理背景知識程序中斷：因“隨機性”原因，使一個程序暫停執行，轉而執行另一個程序，以處理隨機事件，然后再返回原程序繼續執行的過程成為“中斷工中斷同子程序調用有共同點：執行另一個程序，然后返回。所以在調用另一個程序(中斷服務子程序)時必須保存斷點。中斷與子程序調用有一個根本區別：中斷發生的時間是隨機的(不可預知，但發生后應該如何處理是安排好的)，而子程序調用時間是安排好的，由程序員寫下的調用指令決定。中斷發生的“隨機性”決定了“必須用硬件感知中斷請求二不僅要保存斷點，還必須保存現場二中斷發生時間與正在運行的程序的無關性，使得整個系統在運行一個程序的同時，還能感知其它事件的發生！這是實時監控的技術基礎、是多用戶、