計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)--多寄存器減法右移位輸入輸出等指令實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p>　學(xué) 院信息學(xué)院專 業(yè)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)</p><p>　學(xué)生姓名班級(jí)學(xué)號(hào)</p><p>　課程設(shè)計(jì)題目多寄存器減法\右移位\輸入輸出等指令實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)</p><p>　實(shí)踐教學(xué)要求與任務(wù):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

2、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)微程序控制的復(fù)雜實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)。具體要求如下：掌握實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)的整機(jī)結(jié)構(gòu)。熟悉實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)的組裝和調(diào)試方法。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或雙字長設(shè)計(jì)。算術(shù)減法運(yùn)算指令：SUB rs，rd （功能rs - rd -> rd）輸入輸出指令：IN #DATA，rd （功能DATA -> rd）

3、OUT Ri （功能Ri的值 -> LED輸出）轉(zhuǎn)移指令： JMP ADDR （功能ADDR -> PC）右移位運(yùn)算指令：RRC rs，rd（功能rs的值帶進(jìn)位循環(huán)右移一位-> rd） 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。4、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，R0 IN #data，R2SUB R0， R2

4、RRC R2， R0OUT R0JMP 00H工作計(jì)劃與進(jìn)度安排:第17周：</p><p>　指導(dǎo)教師：2013年 6月21日專業(yè)負(fù)責(zé)人：2013年 6 月22日學(xué)院教學(xué)副院長：2013年6 月22日</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1. 實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)1</p><p>　　1.1整

5、機(jī)邏輯框圖設(shè)計(jì)及整機(jī)的邏輯框圖1</p><p>　　1.2指令系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3</p><p>　　1.3微操作控制部件的設(shè)計(jì)5</p><p>　　1.3.1微指令編碼的格式設(shè)計(jì)5</p><p>　　1.3.2微操作控制信號(hào)設(shè)計(jì)6</p><p>　　1.3.3微程序順序控制方式設(shè)計(jì)7</p>

6、<p>　　1.4編寫調(diào)試程序15</p><p>　　2． 實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)的組裝15</p><p>　　3． 實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)的調(diào)試16</p><p>　　3.1 調(diào)試前準(zhǔn)備16</p><p>　　3.2調(diào)試步驟和調(diào)試結(jié)果19</p><p>　　3.3心得體會(huì)19</p><

7、;p><b>　　4、參考文獻(xiàn)20</b></p><p>　　1. 實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)</p><p>　　1.1整機(jī)邏輯框圖設(shè)計(jì)及整機(jī)的邏輯框圖</p><p>　　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。</p><p>　　圖1.1模型機(jī)結(jié)構(gòu)圖</p><p&

8、gt;　　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，R2等組成。</p><p>　　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。</p><p>　　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。</p><p>

9、　　4輸入設(shè)備是由置數(shù)開關(guān)SW控制完成的。</p><p>　　輸出設(shè)備有兩位LED數(shù)碼管和W/R控制完成的</p><p>　　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。</p&

10、gt;<p>　　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。</p><p>　　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

11、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。</p><p>　　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。</p><p>　　1.2指令系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　規(guī)定：表1.1寄存器表</p><

12、p>　?。?）存儲(chǔ)器訪問及轉(zhuǎn)移指令</p><p>　　設(shè)計(jì)的2條訪問指令，即存數(shù)（STA），取數(shù)（LDA），2條轉(zhuǎn)移指令，即無條件轉(zhuǎn)移（JMP），結(jié)果為零或有進(jìn)位轉(zhuǎn)移指令（BZC），指令格式見表1.2存儲(chǔ)器的訪問表：</p><p>　　表1.2存儲(chǔ)器的訪問表</p><p>　　其中OP-CODE為操作碼，rd為寄存器。M為尋址模式，D為位移量，D隨M的不

13、同其定義也不相同</p><p>　?。?）尋址方式見表1.3尋址模式表：</p><p><b>　　表1.3尋址模式表</b></p><p>　　注：本機(jī)規(guī)定變址寄存器R1指定為寄存器R2。</p><p><b>　?。?）I/O指令 </b></p><p>　　輸

14、入（IN）和輸出（OUT）指令采用單字節(jié)指令，格式見表1.4I/O操作碼表：</p><p>　　表1.4I/O操作碼表</p><p>　　其中，當(dāng)OP-CODE=0100且addr=10時(shí)，從“數(shù)據(jù)輸入電路”中的開關(guān)組輸入數(shù)據(jù)；當(dāng)OP-CODE=0100且addr=01時(shí)，將數(shù)據(jù)送到“輸出顯示電路”中的數(shù)碼管顯示。</p><p>　　指令助記符，功能及格式見表

15、1.5：</p><p><b>　　表1.5指令格式</b></p><p>　　指令編碼： 表1.6指令編碼表：</p><p>　　1.3微操作控制部件的設(shè)計(jì)</p><p>　　1.3.1微指令編碼的格式設(shè)計(jì)</p><p>　　設(shè)計(jì)三個(gè)控制操作微程序：</

16、p><p>　　存儲(chǔ)器讀操作（MRD）：撥動(dòng)清零開關(guān)CLR對(duì)地址、指令寄存器清零后，指令譯碼輸入CA1、CA2為“00”時(shí)，按“單步”鍵，可對(duì)RAM連續(xù)讀操作。</p><p>　　存儲(chǔ)器寫操作（MWE）：撥動(dòng)清零開關(guān)CLR對(duì)地址、指令寄存器清零后，指令譯碼輸入CA1、CA2為“10”時(shí)，按“單步”鍵，可對(duì)RAM連續(xù)寫操作。</p><p>　　啟動(dòng)程序（RUN）：撥動(dòng)

17、清零開關(guān)CLR對(duì)地址、指令寄存器清零后，指令譯碼輸入CA1、CA2為“11”時(shí)，按“單步”鍵，即可轉(zhuǎn)入到第01號(hào)“取指”微指令，啟動(dòng)程序運(yùn)行</p><p>　　表1.7 本系統(tǒng)的微程序字長共24位，其控制順序</p><p>　　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，。</p><p>　　1.3.2微操作控制

18、信號(hào)設(shè)計(jì)</p><p>　　微指令中個(gè)控制位的含義如下：</p><p>　　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)“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

19、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。</p><p>　　控制操作為P4測試，它以CA1、CA2作為測試條件，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

20、，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。</p><p>　　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，這是真正的指令執(zhí)行過程。</p>

21、<p>　　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。</p><p>　　表1.8Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３三個(gè)字段的編碼方案</p><p>　　1.3.3微程序順序控制方式設(shè)計(jì)</p><p>　　1.微程序控制部件組成原理</p><p>　　[1] 運(yùn)算器單

22、元（ALU UINT）</p><p>　　運(yùn)算器單元由以下部分構(gòu)成：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S0～S3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。</p><p>　　[2] 寄存器堆單元（REG UNIT）

23、</p><p>　　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。</p><p>　　[3] 指令寄存器單元（INS UNIT）</p><p>　　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

24、控制其選通。</p><p>　　[4] 時(shí)序電路單元（STATE UNIT）</p><p>　　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。</p><p>　　[5] 微控器電路單元（MICRO－CONTROLLER UNIT）</p><p>　　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

25、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。</p><p>　　[6] 邏輯譯碼單元（LOG UNIT）</p><p>　　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。</p&g

26、t;<p>　　[7] 主存儲(chǔ)器單元（MAIN MEM）</p><p>　　用于存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)中的機(jī)器指令。</p><p>　　[8] 輸入輸出單元（INPUT/OUTPUT DEVICE）</p><p>　　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。</p><

27、p>　　圖1.2微程序控制原理圖</p><p>　　2.微程序入口地址形成方法</p><p>　　由于每條機(jī)器指令都需要取指操作，所以將取指操作編制成一段公用微程序，通常安排在控存的0號(hào)或特定單元開始的一段控存空間內(nèi)。</p><p>　　每一條機(jī)器指令對(duì)應(yīng)著一段微程序，其入口就是初始微地址。首先由“取指令”微程序取出一條機(jī)器指令到IR中，然后根據(jù)機(jī)器指令

28、操作碼轉(zhuǎn)換成該指令對(duì)應(yīng)的微程序入口地址。這是一種多分支(或多路轉(zhuǎn)移)的情況，常用三種方式形成微程序入口地址。</p><p><b>　?。?）一級(jí)功能轉(zhuǎn)移</b></p><p>　　如果機(jī)器指令操作碼字段的位數(shù)和位置固定，可以直接使操作碼與入口地址碼的部分位相對(duì)應(yīng)。例如，某計(jì)算機(jī)有16條機(jī)器指令，指令操作碼用4位二進(jìn)制數(shù)表示，分別為0000、0001、…、1111

29、?，F(xiàn)以字母Q表示操作碼，令微程序的入口地址為Q11B，例如000011B為MOV指令的入口地址，000111B為ADD指令的入口地址，001011B為SUB指令的入口地址……。</p><p>　　由此可見，相鄰兩段微程序的入口地址相差4個(gè)單元</p><p><b>　?。?）二級(jí)功能轉(zhuǎn)移</b></p><p>　　若各類指令的操作碼的位數(shù)

30、和位置不固定時(shí)，需采用分級(jí)轉(zhuǎn)移，第一次先按指令類型標(biāo)志轉(zhuǎn)移，以區(qū)分出指令屬于哪一類，如單操作數(shù)指令、雙操作數(shù)指令等。在每一類機(jī)器指令中的操作碼的位數(shù)和位置應(yīng)當(dāng)是固定的，第二次即可按操作碼區(qū)分出具體是哪條指令，以便轉(zhuǎn)移到相應(yīng)微程序入口。</p><p>　　（3）通過PLA電路實(shí)現(xiàn)功能轉(zhuǎn)移</p><p>　　可編程邏輯陣列PLA實(shí)質(zhì)上是一種譯碼-編碼陣列，具有多個(gè)輸入和多個(gè)輸出，PLA的輸

31、入是機(jī)器操作碼和其他判別條件，PLA的輸出就是相應(yīng)微程序的入口地址，這種方法對(duì)于變長度、變位置的操作碼的處理更為有效而且轉(zhuǎn)移速度較快。</p><p>　　3.控存的下地址確定方法</p><p>　　在轉(zhuǎn)移到一條機(jī)器指令對(duì)應(yīng)的微程序入口地址后，則開始執(zhí)行微程序，每條微指令執(zhí)行完畢時(shí)，需根據(jù)其中的順序控制字段的要求形成后繼微指令地址。</p><p>　　（1）增量

32、方式(順序-轉(zhuǎn)移型微地址)</p><p>　　這種方式和機(jī)器指令的控制方式相類似，它也有順序執(zhí)行、轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)子之分。順序執(zhí)行時(shí)，后繼微地址就是現(xiàn)行微地址加上一個(gè)增量(通常為“1”)；轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)子時(shí)，由微指令的順序控制字段產(chǎn)生轉(zhuǎn)移微地址。因此，微程序控制器中應(yīng)當(dāng)有一個(gè)微程序計(jì)數(shù)器(μPC)。為了降低成本，一般情況下部是將微地址寄存器μAR改為具有計(jì)數(shù)功能的寄存器以代替μPC。</p><p>

33、　　在非順序執(zhí)行微指令時(shí)，用轉(zhuǎn)移微指令實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移。轉(zhuǎn)移微指令的順序控制字段分成兩部分：轉(zhuǎn)移控制字段(BCF)與轉(zhuǎn)移地址字段(BAF) </p><p>　　“起始和轉(zhuǎn)移地址發(fā)生器”的功能有兩個(gè)：其一是當(dāng)一條新的機(jī)器指令裝入IR時(shí)，它就形成機(jī)器指令的微程序段的起始地址且裝入μPC，而且隨著節(jié)拍電位信號(hào)的到來，μPC自動(dòng)地增加一個(gè)增量，以便連續(xù)地從CM中讀出微指令，相應(yīng)的微操作控制信號(hào)按規(guī)定順序發(fā)送到CPU的各個(gè)部分。

34、第二個(gè)功能是當(dāng)微指令指示其測試狀態(tài)標(biāo)志、條件代碼或機(jī)器指令的某些位時(shí)，它就對(duì)指定的條件進(jìn)行測試，若滿足轉(zhuǎn)移條件，就把新的轉(zhuǎn)移地址裝入μPC，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移；否則不裝入新地址，微程序就順序執(zhí)行。所以，每次從CM中取出一條新的微指令時(shí)，μPC都增加，只有下列情況例外：</p><p>　　? 遇到END微指令時(shí)，就把“取指”微程序的入口地址裝入μPC，開始取指令周期；</p><p>　　? 當(dāng)一條

35、新的指令裝入IR時(shí)，就把該指令的微程序的入口地址裝入μPC；</p><p>　　? 遇到轉(zhuǎn)移微指令且滿足轉(zhuǎn)移條件時(shí)，就把轉(zhuǎn)移地址裝入μPC。</p><p>　　增量方式的優(yōu)點(diǎn)是簡單，易于掌握，編制微程序容易，每條機(jī)器指令所對(duì)應(yīng)的一段微程序一般安排在CM的連續(xù)單元中；其缺點(diǎn)是這種方式不能實(shí)現(xiàn)兩路以上的并行微程序轉(zhuǎn)移，因而不利于提高微程序的執(zhí)行速度。</p><p>

36、;<b>　　（2）斷定方式</b></p><p>　　斷定方式與增量方式不同，它不采用μPC，微指令地址由微地址寄存器μAR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μAR。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度。 </p&g

37、t;<p>　?。?）增量方式與斷定方式的結(jié)合</p><p>　　這種控制方式中，微地址寄存器μAR有計(jì)數(shù)的功能(斷定方式中的微地址寄存器μAR無計(jì)數(shù)功能)，但在微指令中仍設(shè)置一個(gè)順序控制字段，這是一種增量方式與斷定方式相結(jié)合的方式。其順序控制字段一般由兩部分組成：順序地址字段和測試字段。</p><p>　?、?順序地址字段。可由設(shè)計(jì)者指定一般是微地址的高位部分，用來指定

38、后繼微地址在CM中的某個(gè)區(qū)域內(nèi)。</p><p>　　② 測試字段。根據(jù)有關(guān)狀態(tài)的測試結(jié)果確定其地址值，一般對(duì)應(yīng)于微地址的低位部分，相當(dāng)于在指定區(qū)域內(nèi)確定具體的分支。所依據(jù)的測試狀態(tài)可能是指定的開關(guān)狀態(tài)、指令操作碼、狀態(tài)字等。測試字段如果只有一位，則微地址特產(chǎn)生兩路分文；若有兩位，則最多可產(chǎn)生四路分支；依此類推，測試字段為n位為最多可產(chǎn)生2n路分支。</p><p>　?、?若無轉(zhuǎn)移要求，

39、則微地址寄存器計(jì)數(shù)得到后繼微指令的地址。</p><p>　　1.3.4微程序設(shè)計(jì)：</p><p>　　每條指令對(duì)應(yīng)的微程序流程圖:</p><p><b>　　圖1.3總流程圖</b></p><p>　　(1) 輸入指令I(lǐng)N </p><p>　　圖1.4 IN指令的微程序流程圖</

40、p><p>　　(2) 輸出指令OUT</p><p>　　圖1.5 OUT指令的微程序流程圖</p><p>　　(3) 轉(zhuǎn)移指令JMP</p><p>　　圖1.6 JMP指令相 對(duì)尋址的微程序流程圖</p><p><b>　　減法指令SUB</b></p><p>　

41、　圖1.7 SUB指令相對(duì)尋址的微程序流程圖</p><p><b>　　移位指令RRC</b></p><p>　　圖1.8 移位指令相對(duì)尋址的微程序流程圖</p><p>　　1.3.5微程序中各微指令的二進(jìn)制編碼、16進(jìn)制編碼</p><p>　　表5 微指令代碼</p><p>&

42、lt;b>　　1.4編寫調(diào)試程序</b></p><p>　?。?）具體代碼以每條指令代碼所對(duì)應(yīng)的機(jī)器碼（16進(jìn)制編碼）和地址碼：</p><p>　　IN #data，R0 </p><p>　　IN #data，R2</p><p>　　SUB R0-R2→R2</p><p>　　RRC

43、 </p><p><b>　　R2 R0</b></p><p><b>　　OUT R0</b></p><p>　　JMP 00H </p><p>　?。?）每條指令代碼所對(duì)應(yīng)的機(jī)器碼和地址碼：</p><

44、;p>　　地址（十六進(jìn)制） 機(jī)器碼（十六進(jìn)制）</p><p>　　00 44</p><p>　　01 46</p><p>　　02 A2</p><p>　　03 E8</p><p>

45、　　04 58</p><p>　　05 08</p><p>　　06 00</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)的組裝</b></p><p>　　連接硬件系統(tǒng)連接硬件系統(tǒng)，如圖2.1連線圖：</p><p

46、><b>　　圖2.1連線圖</b></p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)的調(diào)試</b></p><p><b>　　3.1 調(diào)試前準(zhǔn)備</b></p><p>　　1、按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)說明書連接硬件系統(tǒng)如圖3.1</p><p><b>　　圖3.1</b

47、></p><p>　　2、啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)軟件，打開實(shí)驗(yàn)課題菜單，選中實(shí)驗(yàn)課題打開實(shí)驗(yàn)課題參數(shù)對(duì)話窗口：</p><p>　　微指令操作如圖3.2微指令操作圖：</p><p>　　啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)軟件，打開實(shí)驗(yàn)課題菜單，選中實(shí)驗(yàn)課題打開實(shí)驗(yàn)課題參數(shù)對(duì)話窗口：</p><p>　　圖3.2微指令操作圖</p><p><

48、b>　　微指令操作:</b></p><p>　　1)寫:在微指令操作編輯框（如圖3.2）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;</p><p>　　2)讀:將實(shí)驗(yàn)箱上的

49、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;</p><p>　　3)保存:按"保存"按鈕,微程序代碼保存在一給定文件(*.MSM)中;</p><p>　　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 </p&g

50、t;<p>　　圖3.3機(jī)器指令操作</p><p><b>　　機(jī)器指令操作：</b></p><p>　　1)寫:在機(jī)器指令編輯框（如圖3.3）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)

51、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。</p><p>　　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)的指令代碼顯示在“讀出指令代

52、碼”欄中。</p><p>　　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。</p><p>　　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。</p><p>　　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&qu

53、ot;按鈕,執(zhí)行一條微指令?？蓮膶?shí)驗(yàn)箱的指示燈和顯示LED觀察單步運(yùn)行的結(jié)果。</p><p>　　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?？蓮膶?shí)驗(yàn)箱的指示燈和顯示LED觀察連續(xù)運(yùn)行的結(jié)果。</p><p>　　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)

54、位，仍可以從暫停處單步或連續(xù)執(zhí)行.</p><p>　　3.2調(diào)試步驟和調(diào)試結(jié)果</p><p>　　做完調(diào)試前準(zhǔn)備工作后，可以通過聯(lián)機(jī)上的“運(yùn)行”或者“單步”進(jìn)行調(diào)試，通過數(shù)據(jù)顯示燈讀出結(jié)果并分析。</p><p>　　單步：在運(yùn)行狀態(tài)前提下，選擇操作→單步，點(diǎn)擊彈出窗口如圖，然后</p><p>　　撥動(dòng)“CLR”開關(guān)對(duì)地址和微地址清零，

55、然后每按一次"單步"按鈕，執(zhí)行一條微指令?？蓮膶?shí)驗(yàn)箱的指示燈和顯示LED觀察單步運(yùn)行的結(jié)果。 </p><p>　　連續(xù)：在運(yùn)行狀態(tài)前提下，選擇操作→連續(xù)，點(diǎn)擊彈出窗口如圖，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?？蓮膶?shí)驗(yàn)箱的指示燈和顯示LED觀察連續(xù)運(yùn)行的結(jié)果。 </p><p>　　停止：在連續(xù)運(yùn)行程序過程中，

56、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，仍可以從暫停處單步或連續(xù)執(zhí)行。</p><p>　　輸入：23H,16H</p><p><b>　　輸出：86H</b></p><p>　　通過以上結(jié)果可知，此次機(jī)器指令、微指令、微程序設(shè)計(jì)正確。</p><p><b>　　3.3心得體會(huì)

57、</b></p><p>　　通過本次試驗(yàn)，我學(xué)到了很多，包括我在課堂上沒有掌握的內(nèi)容。所以我很珍惜這次的實(shí)驗(yàn)經(jīng)歷。并且通過者從實(shí)驗(yàn)我感受到了同學(xué)合作的重要性?？梢哉f，沒有同學(xué)的幫助我就很難完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)。通過這次實(shí)驗(yàn)怎樣去思考，怎樣去做好實(shí)驗(yàn)記錄。同時(shí)我也認(rèn)識(shí)到了自己的不足，與別人之間還存在一定的差距，以后要更努力的學(xué)習(xí)，縮小與別人的差距。</p><p><b>　

58、　4、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　白中英著 《計(jì)算機(jī)組成原理第四版》 北京：科學(xué)出版社 2008</p><p>　　楊雨彤著 《計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》 沈陽：沈陽理工大學(xué) 2010</p><p>　　馬秀麗，劉念著 《EL--JY--II型計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書