微程序控制及微程序设计实验报告

一、实验目的
1.掌握微程序控制器的原理;
2.掌握微程序控制器的工作过程。

二、实验设备
EL-JY-II型计算机组成原理实验系统一套,排线若干。

三、实验内容
1利用Logisim软件分析微程序控制器的组成与工作过程;
2.在EL-JY-II型实验仪上完成微程序控制器原理实验。

四、实验步骤
1.微程序控制器原理
(1) 在Logisim中打开电路文件lab3-step1.circ中的子电路LAB3;
解:打开电路图如下
微程序控制及微程序设计实验报告_第1张图片
(2)列举电路图中所有的微命令以及这些微命令之间的相容性与相斥性;
微程序控制及微程序设计实验报告_第2张图片
解:
微命令有:“+”,“-”,“M”,“LDDR’”,“LDR1’”,“LDR2’”,“LDR3’”。

微命令之间的相容性:如LDR3与LDR1连在一根T4上。

微命令之间的相斥性:“+”与“-”直接通过三态门控制,使其相斥,即不能同时工作。

(3)分析电路图中的时钟电路并画出CLK、T1与T4信号的波形图;
微程序控制及微程序设计实验报告_第3张图片
解:
分析:图中T4连在一个与门上,T1连在一个或非门上,其输入连在同样的两个地址线上,由同一个时钟脉冲控制。
波形图如下
微程序控制及微程序设计实验报告_第4张图片

(4)分析电路图中的微控制器电路,说明电路中各个组成部分的作用。
微程序控制及微程序设计实验报告_第5张图片

分析电路图中的微控制器电路:
UIR中用来用来保存传输过来的指令,UAR用来保存当前cpu访问的数据的地址,Cy与P2,ADDRESS共用一个三输入的与门。

各个组成部分的作用:1.用于存储CPU现在用的数据的地址,2.用于分析地址3.用于接收地址,4.用于传输地址。

(5)请结合下面的电路,分析如何完成取指操作,并给出BCD数相加的完整微程序。
微程序控制及微程序设计实验报告_第6张图片

取指操作:
PC接收指令,放入指存中,对指存进行译码,IR保存现在即将取的指令,PC+1,为取下条指令做准备,指令寄存中的OP被译码,至此,取值操作结束。

BCD数相加的完整微程序:
1.在RAM中输入10e200的指令
2.在数据输入中输入0…01,给脉冲至数存入DR,在给一个数000…01,给脉冲即可完成两个数相加,结果会在R3中显示。

2.实验仪操作
参考EL-JY-II型实验仪配套的实验指导(实验四),在EL-JY-II型实验仪上完成微程序控制器原理实验。
解:实验图如下:

微程序控制及微程序设计实验报告_第7张图片
五、实验心得
通过这次的实验 :让我对logism软件使用有了更深刻印象,并可以熟练运用其实现一些简单的功能,如通过导库文件利用其完成一些操作,在其中我也遇到了许多的问题,如导入库后不成功,但是通过问同学解决了,直接在缺少文件内导库即可,通过我对于实验箱上的实验对微程序的设计理解又加强了很多,并结合logism中的实验使我对其微程序的工作原理理解十分深刻。

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