实验四 微程序控制器原理实验.doc

2015 年 5 月 24 日 课程名称 实验名称 学号： 姓名： 指导教师评定： 签名： EL-JY-II型计算机组成原理实验系统一台，连接线若干。 四、电路组成： 微程序控制器的原理图见图4-1（a）、4-1（b）、4-1（c）。 图4-1（a） 控制存储器电路 图4-1（b）微地址形成电路 图4-1（c） 微指令译码电路 以上电路除一片三态输出8D触发器74LS374、三片EFPROM2816和一片三态门74LS245，其余逻辑控制电路均集成于EP1K10内部。28C16、74LS374、74LS245芯片的技术资料分别见图4-2~图4-4. 图4-2（a）28C16引脚 图4-2（b） 28C16引脚说明 工作方式 /CE /OE /WE 输入/输出 读 后 备 字 节 写 字节擦除 写 禁 止 写 禁 止 输出禁止 L L H H × × L H L L 12V L × × H × L × × H × 数据输出 高 阻 数据输入 高 阻 高 阻 高 阻 高 阻 图4-2（c）28C16工作方式选择 图4-5（a）74LS374引脚 图4-5（b）74LS374功能 图4-8（a）74LS245引脚 图4-8（b）74LS245功能 五、工作原理： 1．写入微指令 在写入状态下，图4-1（a）中K2须为高电平状态，K3必须接至脉冲/T1端，否则无法写入。MS1-MS24为24位写入微代码，由24位微代码开关（此次实验采用开关方式）。uA5-uA0为写入微地址，采用开关方式则由微地址开关提供。K1须接低电平使74LS374有效，在脉冲T1时刻，uAJ1的数据被锁存形成微地址（如图4-1（b）所示），同时写脉冲将24位微代码写入当前微地址中（如图4-1（a）所示）。 读出微指令 在写入状态下，图4-1（a）中K2须为低电平状态，K3须接至高电平。K1须接低电平使74LS374有效，在脉冲T1时刻，uAJ1的数据被锁存形成微地址uA5-uA0（如图4-1（b）所示），同时将当前微地址的24位微代码由MS1-MS24输出。 运行微指令 在运行状态下，K2接低电平，K3接高电平。K1接高电平。使控制存储器2816处于读出状态，74LS374无效因而微地址由微程序内部产生。在脉冲T1时刻，当前地址的微代码由MS1-MS24输出；T2时刻将MS24-MS7打入18位寄存器中，然后译码输出各种控制信号（如图4-1（c）所示，控制信号功能见实验五）；在同一时刻MS6-MS1被锁存，然后在T3时刻，由指令译码器输出的SA5-SA0将其中某几个触发器的输出端强制置位，从而形成新的微地址uA5-uA0，这就是将要运行的下一条微代码的地址。当下一个脉冲T1来到时，又重新进行上述操作。 4．脉冲源和时序电路： 实验所用的脉冲源和时序电路中“脉冲源输出”为时钟信号，f的频率 为500KHz，f/2的频率为250KHz，f/4的频率为125KHz，f/8的频率为 62.5KHz，共四种频率的方 波信号，可根据实验自行选择一种方波信号的频 率。每次实验时，只需将“脉冲源输出”的四个方波信号任选一种接至 “信号输入”的“fin”，时序电路即可产生4种相同频率的等间隔的时序 信号T1~T4。电路提供了四个按钮开关，以供对时序信号进行控制。工作时， 如按一下“单步” 按钮，机器处于单步运行状态，即此时只发送一个CPU 周期的时序信号就停机，波形见图4-8。利用单步运行方式，每次只读一条 微指令，可以观察微指令的代码与当前微指令的执行结果。如按一下“启动” 按钮，机器连续运行，时序电路连续产生如图4-9的波形。此时，按一下“停 止” 按钮，机器停机。 图4-8 单步运行波形图 图4-9 全速运行波形图 按动“单脉冲”按钮，“ T+”和“T-”输出图4－10的波形： T+ T－ 图4－10 单脉冲输出波形 各个实验电路所需的时序信号端均已分别连至“读写控制电路”的“T1、T2、T3、T4”，实验时只需将“脉冲源及时序电路”模块的“T1、T2、T3、T4” 端与“