微控制器实验.doc

微控制器实验本科学生实验报告姓名xxx学院xxx专业xxx班级xxx实验课程名称计算机组成原理试验时间2011年11月21日指导教师及职称xxxx实验成绩开课时间2011学年一学期甘肃政法学院实验管理中心印制实验题目微控制器实验小组合作是xxx姓名xxx班级学号xxx一、实验目的:。。、写入,观察微程序的运行。二、T-TV计算机组成原理教学实验系统一台,排线若干。三、实验内容与步骤:-1所示,可产生4个间隔的时序信号TS1-TS4,其中Φ为时钟信号,由实验台左上方的方波信号源提供,可产生频率及脉宽可调的方波信号。学生可根据实验自行选择方波信号的频率及脉宽。为了便于控制程序的运行,时序电路发生器也设置了一个启停控制触发器Cr,使TS1-TS4信号输出可控。图中STEP(单步)、stop(停机)分别是来自实验板上方中部的两个二进制开关STEP、STOP的模拟信号。当STEP开关为0时(EXEC),一旦按下启动键,运行触发器Cr一直处于“1”状态,因此时序信号TS1-TS4将周而复始的发送出去。当STEP为1(STEP)时,一旦按下启动键,机器便处于单步运行状态,即此时只发送一个CPU周期的时序信号就停机。利用单步方式,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。另外,当机器连续运行时,如果STOP开关置“1”(STOP),也会使机器停机。由于时序电路的内部线路已经连好,所以只需将时序电路与方波信号源连接(即将时序电路的时钟脉冲输出端Φ接至方波信号发生器输出端H),时序电路的CLR已接至实验板左下方的CLR模拟开关上。(1)、微程序控制电路图3-1时序电路原理图微程序控制器的组成见图3-2.,其中控制存储器采用3片28162的EPROM,具有掉电保护功能,微命令寄存器18位,用两片8D触发器(273)和一片4D(175)触发器组成。微地址寄存器6位,用三片正沿触发的双D触发器(74)组成。它们带有清“0”端和顶置端。在不断测试的情况下,T时刻打入微地址寄存器的内容即为下一条微指令2地址。当T时刻进行测试判别时,转移逻辑满足条件后输出的负脉冲4通过强置端将某一个触发器为“1”状态,完成地址修改。在将实验电路中设有一个编程开关(位于实验板右上方),它具有三种状态:PROM(编程)、READ(校验)、RUN(运行)。当处于“编程状态”时,学生可根据微地址和微指令格式将微指令二进制代码写入到控制存储器2813中。当处于“校验状态”时,可以对写入的二进制代码是否正确。当处于“运行状态”时,只要给出微程序的入口微地址,则可根据微程序流程图自动执行微程序。图中微地址寄存器输出端增加了一组三态门,目的是隔离触发器的输出,增加抗干扰能力,并用来驱动微地址显示灯。(2).微指令格式微指令字长共24位,其控制位顺序如下:WEA9A8A1211**********BCμA5μA4μA3μA2μA1μA0151413选择121110选择987选择000000000001LDRi001P(1)001RS-B010LDDR1010P(2)010RD-B011LDDR2011P(3)011RI-B100LDIR100P(4)100299-B101LOAD101AR101ALU-B110LDAR110LDPC110PC-BA字段B字段C字段其中UA5-UA0为6位的后续微地址,A,B,C三个译码地段,分别由三个控制位译码多出位。C字段中的P(1)-P(4)是四个测试字位。其功能是根据机器指令及相应微代码进行译码,使微程序转入相应的微地址入口,从而实现微程序的顺序,分支,循环进行,其原理如图3-3所示,图中17-12为指令寄存器的第7-2位输出,SE5-SE1为微控器单元微地址锁存器的强置端输出,AR为算术运算是否影响进位及判零标志控制位,其为零有效。B字段中的RD-B,RO-B,RI-B分别为原寄存器选通信号,目的寄存器选通信号及变址寄存器选通信号,其功能是根据机器指令寄存器的第0-4位,LDRi打入工作寄存器信号的译码器使能控制位。图3-3图3-(1).图3-5为几条机器指令对应的参考微程序流程图,将全部微程序按伪指令格式变成二进制代码,可得到表3-2的二进制代码表:图3-WEA9A8UA5„„UA00000000001100000010001000001000000011110110110000010020000000011000000010010000300000000111000000000010004000000001011000000000101050000000110