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实验六实验报告模板 CPU组成与机器指令执行周期实验(1) 课程 计算机组成原理 实验名称 CPU组成与指令周期实验 专业：计算机 班级：3 学号：105032021118 姓名：林加明 实验日期 2021 年 6 月 10 日 报告退发 (订正、重做) 实验六 CPU组成与指令周期实验 一、实验目的 1.用微程序控制器控制数据通路，将相应的信号线连接，构成一台能运行测试程序的模型计算机。 2.执行一个简单的程序，掌握机器指令与微指令的关系。 3.理解计算机如何取出指令、如何执行指令、如何在一条指令执行结束后自动取出下一条指令并执行，牢固建立的计算机整机概念。 二、实验内容及说明 1． 实验电路及说明 ZMS0S1S2S3CINC数据总线DBUSINS7―INS0ABUSALUA端口A7―A04选1选择器ARD0RD1B端口B7―B04选1选择器BLDCLDZT3MBUSMEMWT2D7L―D0LD7R―D0R双端口RAMA7L―A0LA7R―A0RPC7―PC0CLR#PCADDLPCPCINCT3IR3―IR0IRBUSRS0RS1AR7―AR0CLR#LARARINCT3DBUSRD1RD0LR0LR1LR2LR3SWDRD0RD1RS0数据开关SD7―SD0A组控制信号B组控制信号独立K15-K0IR7―IR4RS1W3INTQW1W2T1T2T3ZCCLR#T3ZCCLR#T3MFCLR#QDSTOPDPINTENINTDIINTPSHORTLONG 本实验将前面几个实验中的所有电路，包括时序发生器、通用寄存器组、算术逻辑运算部件、存储器、微程序控制器等模块组合在一起，构成一台能够运行程序的简单处理 机。数据通路的控制由微程序控制器完成，由微程序解释指令的执行过程，从存储器 2―4译码器ARPCR0DBUSSBUSLR0DRWT3R1LR1DRWT3R2LR2DRWT3R3LR3DRWT3LIARIABUST3IARIRPC7―PC0LIRT3控制信号控制信号切换电路控制转换微程序控制器硬连线控制器W3―W1IR7―IR42选1选择器IR3―IR0SELCTLSEL3―SEL0IRBUS时序发生器SWC―SWA图6.1 TEC-8模型计算机框图 1 取出一条指令到执行指令结束的一个指令周期，是由微程序完成的，即一条机器指令对应一个微程序序列。 在本实验中，程序装入到存储器中和给寄存器和存储器置初值是在控制台方式下手工完成的，程序执行的结果也需要用控制台操作来检查。 2．实验任务 （1) R2、R3的初值分别为12H、0FH。 手工译码、手工计算每条指令执行结果及该程序段的执行结果，并填写表6－1（要求在预习时完成）。 表6－1 指令、对应的机器代码和执行结果表 地址 00H 01H 02H 03H 04H 05H 06H 07H 08H 09H 0AH 0BH 0CH 0DH 0EH 0FH 10H 11H 12H 指令 LD R0，[R3] INC R3 LD R1,[R3] SUB R0,R1 JZ 0BH ST R0,[R2] INC R3 LD R0，[R3] ADD R0，R1 JC 0CH INC R2 ST R2,[R2] AND R0,R1 OUT R2 STP 85H 23H 0EFH 00H 机器16进制代码 每条指令执行结果 R0=85H R3=10H R1=23H R0=62H 0101 0011【53】 0100 1100【4C】 0101 0111【57】 0010 0001【21】 1000 0110【86】 SUB减法运算结果不为0，程序执行 0110 1000【68】 （12H）=62H 0100 1100【4c】 0101 0011【53】 0001 0001【11】 R3=11H R0=0EFH R0=12H 0111 0010【72】 (=1，加法ADD运算有进位 PC=0CH 开始执行 0100 1000【48】 0110 1010【6A】 0011 0001【31】 1010 0010【A2】 1110 0000【BD】 1000 0101【86】 0010 0011【23】 1110 1111【EF】 0000 0000【00】 R0=02H DBUS=R2=12H 停机 (0FH)=85H (10H)=23H (11H)=0EFH (12H)=BZH 该程序段的执行