微程序控制器實(shí)驗(yàn)

1、廣東技術(shù)師范學(xué)院實(shí)驗(yàn)報(bào)告廣東技術(shù)師范學(xué)院實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)院：專業(yè)：班級(jí)：成績(jī)：姓名：學(xué)號(hào)：組別：組員：實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)日期：指導(dǎo)教師簽名：45控制器實(shí)驗(yàn)451微程序控制器實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）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、寫入，觀察微程序的運(yùn)行。2實(shí)驗(yàn)設(shè)備TDNCM或TDNCM教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一臺(tái)。3實(shí)驗(yàn)原理微程序控制器的基本任務(wù)是完成當(dāng)前指令的翻譯和執(zhí)行，即將當(dāng)前指令的功能轉(zhuǎn)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(dòng)作的微指令的集合進(jìn)行編碼，用數(shù)字代碼的形式表示。這樣就可以用一個(gè)微指令序列表示一條機(jī)器指令，這種微指令序列稱為微程序，微程序存儲(chǔ)在控制存儲(chǔ)器中。實(shí)驗(yàn)所用的時(shí)序控制電路框圖如圖4.51所示，可產(chǎn)生四個(gè)等間隔的時(shí)序信號(hào)TS1～TS4，其中Φ為時(shí)鐘信號(hào)，由實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)左上方的方波信號(hào)源提供，可產(chǎn)生頻率及脈寬可調(diào)的方波信號(hào)；STEP（單步）是來(lái)自實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上方中部的一個(gè)

3、二進(jìn)制開關(guān)STEP的模擬信號(hào)；START鍵是來(lái)自實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上方左部的一個(gè)微動(dòng)開關(guān)START的按鍵信號(hào)。當(dāng)STEP開關(guān)為0時(shí)（EXEC），一旦按下START啟動(dòng)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１（STEP）時(shí)，一旦按下SATRT啟動(dòng)鍵，機(jī)器便處于單步運(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，可以觀察微指令的代碼與當(dāng)前微指令的執(zhí)行結(jié)果。另外，當(dāng)機(jī)器連續(xù)運(yùn)行時(shí)，如果ST

4、EP開關(guān)置“１”，會(huì)使機(jī)器停機(jī)，CLR開關(guān)執(zhí)行1→0→1操作可以使時(shí)序清零。時(shí)序狀態(tài)圖如圖4.57所示。由于時(shí)序電路的內(nèi)部電路已經(jīng)連好，所以只需將時(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ф接至方波信號(hào)發(fā)生器輸出端H23上，按動(dòng)啟動(dòng)鍵START后，就可產(chǎn)生時(shí)序信號(hào)TS1～TS4。時(shí)序電路的CLR已接至實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)右下方的CLR模擬開關(guān)上。預(yù)習(xí)情況操作情況考勤情況數(shù)據(jù)處理情況圖中，控制存儲(chǔ)器采用三片2816芯片（E2PROM存儲(chǔ)器

5、），具有掉電保護(hù)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(yù)置端。在不判別測(cè)試的情況下，T2時(shí)刻輸入微地址寄存器的內(nèi)容即為下一條微指令地址。當(dāng)T4時(shí)刻進(jìn)行測(cè)試判別時(shí)，轉(zhuǎn)移邏輯滿足條件后輸出的負(fù)脈沖通過(guò)強(qiáng)置端將某一觸發(fā)器置為“1”狀態(tài)，完成地址修改。在該實(shí)驗(yàn)電路中設(shè)有一個(gè)編程開關(guān)，位于實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)右上

6、方，它具有三種狀態(tài)：PROM（編程）、READ（校驗(yàn)）、RUN（運(yùn)行）。當(dāng)處于“編程狀態(tài)”時(shí)，讀者可根據(jù)微地址和微指令格式將微指令二進(jìn)制代碼寫入到控制存儲(chǔ)器2816中。當(dāng)處于“校驗(yàn)狀態(tài)”時(shí)，可以對(duì)寫入控制存儲(chǔ)器中的二進(jìn)制代碼進(jìn)行驗(yàn)證，從而可以判斷寫入的二進(jìn)制代碼是否正確。當(dāng)處于“運(yùn)行狀態(tài)”時(shí)，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(dòng)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(lái)驅(qū)動(dòng)微地址顯示燈。2）微指令格式微指令字長(zhǎng)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(gè)譯碼字段，分別由三個(gè)控制位譯碼出多位。C字段中的P（1）～P（4）是四個(gè)測(cè)試字位。其功能是根據(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，其原理如圖4.53所示，圖中I7～I(xiàn)2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