微程序控制器實驗

1、廣東技術師范學院實驗報告廣東技術師范學院實驗報告學院：專業(yè)：班級：成績：姓名：學號：組別：組員：實驗地點：實驗日期：指導教師簽名：45控制器實驗451微程序控制器實驗1實驗目的（1）掌握時序發(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、寫入，觀察微程序的運行。2實驗設備TDNCM或TDNCM教學實驗系統(tǒng)一臺。3實驗原理微程序控制器的基本任務是完成當前指令的翻譯和執(zhí)行，即將當前指令的功能轉換成可以控制硬件邏輯

2、部件工作的微指令序列，以完成數(shù)據(jù)傳輸和各種處理操作。它的執(zhí)行方法就是將控制各部件動作的微指令的集合進行編碼，用數(shù)字代碼的形式表示。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，微程序存儲在控制存儲器中。實驗所用的時序控制電路框圖如圖4.51所示，可產(chǎn)生四個等間隔的時序信號TS1～TS4，其中Φ為時鐘信號，由實驗系統(tǒng)左上方的方波信號源提供，可產(chǎn)生頻率及脈寬可調(diào)的方波信號；STEP（單步）是來自實驗系統(tǒng)上方中部的一個

3、二進制開關STEP的模擬信號；START鍵是來自實驗系統(tǒng)上方左部的一個微動開關START的按鍵信號。當STEP開關為0時（EXEC），一旦按下START啟動鍵，時序信號TS1～TS4將周而復始地發(fā)送出去。當STEP為１（STEP）時，一旦按下SATRT啟動鍵，機器便處于單步運行狀態(tài)，即此時只發(fā)送一個CPU周期的時序信號就停機了。利用單步方式，每次只讀一條微指令，可以觀察微指令的代碼與當前微指令的執(zhí)行結果。另外，當機器連續(xù)運行時，如果ST

4、EP開關置“１”，會使機器停機，CLR開關執(zhí)行1→0→1操作可以使時序清零。時序狀態(tài)圖如圖4.57所示。由于時序電路的內(nèi)部電路已經(jīng)連好，所以只需將時序電路與方波信號源連接，即將時序電路的時鐘脈沖輸入端ф接至方波信號發(fā)生器輸出端H23上，按動啟動鍵START后，就可產(chǎn)生時序信號TS1～TS4。時序電路的CLR已接至實驗系統(tǒng)右下方的CLR模擬開關上。預習情況操作情況考勤情況數(shù)據(jù)處理情況圖中，控制存儲器采用三片2816芯片（E2PROM存儲器

5、），具有掉電保護功能；微指令寄存器18位，用兩片8D觸發(fā)器（74LS273）和一片4D（74LS175）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（74LS74）組成，它們帶有清“0”端和預置端。在不判別測試的情況下，T2時刻輸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。在該實驗電路中設有一個編程開關，位于實驗系統(tǒng)右上

6、方，它具有三種狀態(tài)：PROM（編程）、READ（校驗）、RUN（運行）。當處于“編程狀態(tài)”時，讀者可根據(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2816中。當處于“校驗狀態(tài)”時，可以對寫入控制存儲器中的二進制代碼進行驗證，從而可以判斷寫入的二進制代碼是否正確。當處于“運行狀態(tài)”時，只要給出微程序的入口微地址，則可根據(jù)微程序流程圖自動執(zhí)行微程序。圖中微地址寄存器輸出端增加了一組三態(tài)門，目的是隔離觸發(fā)器的輸出，增加抗干擾能力，并

7、用來驅動微地址顯示燈。2）微指令格式微指令字長共24位，其控制位順序如表4.51所示。表中μA5～μA0為6位后續(xù)微地址，A、B、C為三個譯碼字段，分別由三個控制位譯碼出多位。C字段中的P（1）～P（4）是四個測試字位。其功能是根據(jù)機器指令及相應微代碼進行譯碼，使微程序轉入相應的微地址入口，從而實現(xiàn)微程序的順序、分支、循環(huán)運行，其原理如圖4.53所示，圖中I7～I2為指令寄存器的第7～2位輸出，SE5～SE1為微程序控制器單元微地址鎖存