计算机原理实验

计算机组成原理实验指导书

计算机组成原理实验

实 验 指 导 书

太原理工大学计算机与软件学院

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实验一 运算器实验

一、实验目的：

1． 掌握运算器的组成及工作原理；

2．了解4位函数发生器74LS181的组合功能，熟悉运算器执行算术操作和逻辑操作的具体实现过程；

3． 验证带进位控制的74LS181的功能。 二、预习要求：

１ 复习本次实验所用的各种数字集成电路的性能及工作原理； ２ 预习实验步骤，了解实验中要求的注意之处。 三、实验设备：

EL-JY-II型计算机组成原理实验系统一套，排线若干。 四、电路组成：

本模块由算术逻辑单元ALU 74LS181（U7、U8、U9、U10）、暂存器74LS273（U3、U4、U5、U6）、三态门74LS244（U11、U12）和控制电路（集成于EP1K10内部）等组成。电路图见图1-1(a)、1-1(b)。

图1-1（a）ALU电路

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图1-1（b）ALU控制电路

算术逻辑单元ALU是由四片74LS181构成。74LS181的功能控制条件由S3、S2、S1、S0、 M、Cn决定。高电平方式的74LS181的功能、管脚分配和引出端功能符号详见表1-1、图1-2和表1-2。

四片74LS273构成两个16位数据暂存器，运算器的输出采用三态门74LS244。它们的管脚分配和引出端功能符号详见图1-3和图1-4。

图1-2 74LS181管脚分配 表1-2 74LS181输出端功能符号 74LS181功能表见表1－1，其中符号“＋”表示逻辑“或”运算，符号“*”表示逻辑“与”运算，符号“/”表示逻辑“非”运算，符号“加”表示算术加运算，符号“减”表示算术减运算。

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选择 S3 S2 S1 S0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 M=1 逻辑操作 F=/A F=/(A+B) F=/A*B F=0 F=/(A*B) F=/B F=(/A*B+A*/B) F=A*/B F=/A+B F=/(/A*B+A*/B) F=B F=A*B F=1 F=A+/B F=A+B F=A M=0 算术操作 Cn=1（无进位） F=A F=A+B F=A+/B F=－1 F=A加A*/B F=(A+B)加A*/B F=A减B减1 F=A*/B减1 F=A加A*B F=A加B F=(A+/B)加A*B F=A*B减1 F=A加A F=(A+B)加A F=(A+/B)加A F=A减1 Cn=0（有进位） F=A加1 F=(A+B)加1 F=(A+/B)加1 F=0 F=A加A*/B加1 F=(A+B) 加A*/B加1 F=A减B F=A*/B F=A加A *B加1 F=A加B加1 F=(A+/B)加A*B加1 F=A*B F=A加A 加1 F=(A+B)加A加1 F=(A+/B)加A加1 F=A 表1-1 74LS181功能表

图1-3（a） 74LS273管脚分配 图1-3（b）74LS273功能表

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图1-4（a） 74LS244管脚分配 图1-4（b） 74LS244功能

五、工作原理：

运算器的结构框图见图1-5：

算术逻辑单元ALU是运算器的核心。集成电路74LS181是4位运算器，四片74LS181以并／串形式构成16位运算器。它可以对两个16位二进制数进行多种算术或逻辑运算，74LS181 有高电平和低电平两种工作方式，高电平方式采用原码输入输出，低电平方式采用反码输入输出，这里采用高电平方式。

三态门74LS244作为输出缓冲器由ALU-G信号控制，ALU-G 为“0”时，三态门开通，此时其输出等于其输入；ALU-G 为“1”时，三态门关闭，此时其输出呈高阻。

四片74LS273作为两个16数据暂存器，其控制信号分别为LDR1和LDR2，当LDR1和LDR2 为高电平有效时，在T4脉冲的前沿，总线上的数据被送入暂存器保存。

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六、实验内容：

验证74LS181运算器的逻辑运算功能和算术运算功能。 七、实验步骤：

Ⅰ、单片机键盘操作方式实验

注：在进行单片机键盘控制实验时，必须把开关K4置于“OFF”状态，否则系统处于自锁状态，无法进行实验。 1、实验连线（键盘实验）： 实验连线如图1－6所示。

（连线时应按如下方法：对于横排座，应使排线插头上的箭头面向自己插在横排座上；对于竖排座，应使排线插头上的箭头面向左边插在竖排座上。注意：F4只用一个排线插头孔）

运算器接口

S3S2S1S0MCn ALU-G AR LDR1 LDR2

C1… ...C6 E5 E4 F5 E3 控制总线

F4 T4

控制总线 图1－6 实验一 键盘实验连线图

2、实验过程：

（1） 拨动清零开关CLR，使其指示灯灭。再拨动CLR，使其指示灯亮。

（2） 在监控滚动显示【CLASS SELECt】时按【实验选择】键，显示【ES--_ _ 】输入01或1，按【确认】键，监控显示为【ES01】，表示准备进入实验一程序，也可按【取消】键来取消上一步操作，重新输入。

（3） 再按【确认】键，进入实验一程序，监控显示【InSt--】，提示输入运算指令，输入两位十六进制数（参考表1－3和表1－1），选择执行哪种运算操作，按【确认】键。

（4） 监控显示【Lo=0】,此处Lo相当于表1－1中的M，默认为“0”，进行算术运算，也可以输入“1”，进行逻辑运算。按【确认】，显示【Cn=0】,默认为“0”，由表1－1可见，此时进行带进位运算，也可输入“1”，不带进位运算（注：如前面选择

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为逻辑运算，则Cn不起作用）。按【确认】，显示【Ar=1】，使用默认值“1”，关闭进位输出。也可输入“0”，打开进位输出，按【确认】。

（5） 监控显示【DATA】，提示输入第一个数据，输入十六进制数【1234H】，按【确认】，显示【DATA】，提示输入第二个数据，输入十六进制数【5678H】，按【确认】键，监控显示【FINISH】，表示运算结束，可从数据总线显示灯观察运算结果，CY指示灯显示进位输出的结果。按【确认】后监控显示【ES01】，可执行下一运算操作。

运算指令（ S3 S2 S1 S0） 输入数据（十六进制） 0 0 0 0 00或0 0 0 0 1 01或1 0 0 1 0 02或2 0 0 1 1 03或3 0 1 0 0 04或4 0 1 0 1 05或5 0 1 1 0 06或6 0 1 1 1 07或7 1 0 0 0 08或8 1 0 0 1 09或9 1 0 1 0 0A或A 1 0 1 1 0B或B 1 1 0 0 0C或C 1 1 0 1 0D或D 1 1 1 0 0E或E 1 1 1 1 0F或F 表1-3 运算指令关系对照表 在给定LT1=1234H、LT2=5678H的情况下，改变运算器的功能设置，观察运算器的输出，填入表中，并和理论值进行比较和验证： LT1

LT2 M=0（算术运算） S3S2S1S0 Cn=1（无进位） Cn= 0（有进位） F= F= 00或0 F= F= 01或1 F= F= 02或2 F= F= 03或3 F= F= 04或4 F= F= 05或5 F= F= 06或6 F= F= 07或7 F= F= 08或8 F= F= 09或9 M=1（逻辑运算） F= F= F= F= F= F= F= F= F= F=

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F= F= 0A或A F= F= F= 0B或B F= F= F= 0C或C F= F= F= 0D或D F= F= F= 0E或E F= F= F= 0F或F F= Ⅱ、开关控制操作方式实验

注：为了避免总线冲突，首先将控制开关电路的ALU-G和C-G拨到输出高电平“1”状态(所对应的指示灯亮。)本实验中所有控制开关拨动，相应指示灯亮代表高电平“1”，指示灯灭代表低电平“0”。 1、 按图1－7接线图接线：

连线时应注意：为了使连线统一，对于横排座，应使排线插头上的箭头面向自己插在横排座上；对于竖排座，应使排线插头上的箭头面向左边插在竖排座上。

运算器接口 S3S2S1S0MCn ALU-G AR LDR1 LDR2 BD15 ……. BD8 BD7 ……. BD0 数据总线 DIJ1 DIJ-G C-G S3S2S1S0MCn ALU-G AR LDR1 LDR2 控制开关电路 控制总线T4 DIJ2 数据输入电路 T+ fin f/8 脉冲源及时序电路 图1－7 实验一 开关实验 接线图

2、通过数据输入电路的拨开关开关向两个数据暂存器中置数：

注意：本实验中ALU-G和C-G不能同时为0，否则造成总线冲突，损坏芯片！故每次实验时应时刻保持只有一路与总线相通。

1）拨动清零开关CLR，使其指示灯。再拨动CLR，使其指示灯亮。置ALU-G＝1：

关闭ALU的三态门；再置C-G=0：打开数据输入电路的三态门； 2） 向数据暂存器LT1（Ｕ3、U4）中置数：

（1）设置数据输入电路的数据开关“D15……D0”为要输入的数值；

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（2）置LDR1＝1：使数据暂存器LT1（Ｕ3、U4）的控制信号有效，置 LDR2＝0：使 数据暂存器LT2（Ｕ5、U6）的控制信号无效；

（3）按一下脉冲源及时序电路的【单脉冲】按钮，给暂存器LT1送时钟，上升沿有效，把数据存在LT1中。

3）向数据暂存器LT2（Ｕ5、U6）中置数：

（1）设置数据输入电路的数据开关“D15……D0”为想要输入的数值； （2）置LDR1＝0：数据暂存器LT1的控制信号无效；置LDR2＝1：使数据暂存

器LT2的控制信号有效。

（3）按一下脉冲源及时序电路的“单脉冲”按钮，给暂存器LT2送时钟，上升沿有效，把数据存在LT2中。

（4）置LDR1＝0、LDR2＝0，使数据暂存器LT1、LT2的控制信号无效。

4 ）检验两个数据暂存器LT1和LT2中的数据是否正确：

（1）置C-G=1，关闭数据输入电路的三态门，然后再置ALU-G=0，打开ALU

的三态门 ；

（2）置“S3S2S1S0M”为“11111”，数据总线显示灯显示数据暂存器LT1中的

数 ，表示往暂存器LT1置数正确；

（3）置“S3S2S1S0M”为“10101”，数据总线显示灯显示数据暂存器LT2中

的数 ，表示往暂存器LT2置数正确。

3、验证74LS181的算术和逻辑功能: LT1 1234H

LT2 5678H S3S2S1S0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 M=0（算术运算） Cn=1（无进位） F= F= F= F= F= F= F= F= F= F= F= F= F= F= Cn= 0（有进位） F= F= F= F= F= F= F= F= F= F= F= F= F= F= M=1（逻辑运算） F= F= F= F= F= F= F= F= F= F= F= F= F= F=

1 1 1 0 1 1 1 1 计算机组成原理实验指导书 F= F= F= F= F= F= 按实验步骤2往两个暂存器LT1和LT2分别存十六进制数“1234H”和“5678H”，在给定LT1=1234H、LT2=5678H的情况下，通过改变“S3S2S1S0MCn”的值来改变运算器的功能设置，通过数据总线指示灯显示来读出运算器的输出值F，填入上表中，参考表1－1的功能表，分析输出F值是否正确。分别将“AR”开关拨至“1”和“0”的状态，观察进位指示灯“CY”的变化并分析原因。

八、实验报告要求：

1、实验记录：所有的运算结果，故障现象及排除经过； 2、谈谈本次实验的收获及想法。

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实验二 移位运算实验

一、实验目的：

掌握移位控制的功能及工作原理 二、预习要求：

1．了解移位寄存器的功能及用FPGA的实现方法。 三、实验设备：

EL-JY-II型计算机组成原理实验系统一套，排线若干。 四、工作原理：

移位运算实验电路结构如图2-1所示：

图2-1 移位运算器电路结构

功能由S1、S0、M控制，具体功能见表2-2： G-299 0 0 0 0 0 1 0 0 S1 0 1 1 0 0 1 1 1 S0 0 0 0 1 1 1 1 1 M × 0 1 0 1 × 0 1 T4 ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ 功 能 保持 循环右移 带进位循环右移 循环左移 带进位循环左移 置数(进位保持) 置数（进位清零） 置数（进位置1） 表2-2 五、实验内容：

输入数据，利用移位寄存器进行移位操作。 六、实验步骤

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Ⅰ、单片机键盘操作方式实验。

注：在进行单片机键盘控制实验时，必须把K4开关置于“OFF”状态，否则系统处于自锁状态，无法进行实验。 1、实验连线：

实验连线图如图2－3所示。

图2—3 键盘方式接线图

注：连线时应按如下方法：为了连线统一，对于横排座，应使排线插头上的箭头面向自己插在横排座上；对于竖排座，应使排线插头上的箭头面向左边插在竖排座上。注意：F4只用一个排线插头孔

2、实验过程：

(1) 拨动清零开关CLR，使其指示灯灭。再拨动CLR，使其指示灯亮。在监控指示灯滚动

显示【CLASS SELECt】时按【实验选择】键，显示【ES--_ _ 】输入02或2，按【确认】键，监控指示灯显示为【ES02】，表示准备进入实验二程序，也可按【取消】键来取消上一步操作，重新输入。

(2) 再按【确认】键，进入实验二程序，显示为【E1E0--】，提示输入操作指令（参考表

2－2，E1E0相当于G_299，二进制，“11”为关闭输出，“00”为允许输出），输入二进制数“11”，关闭输出，在输入过程中，可按【取消】键进行输入修改。按【确认】键。

(3) 监控指示灯显示【Lo=0】，可输入二进制数“0”或“1”，此处Lo相当于表2－2的

M，默认为“0”，按【确认】键。

(4) 监控指示灯显示【S0S1--】，提示输入移位控制指令（参考表2－2），输入二进制数

“11”，对寄存器进行置数操作，按【确认】键。

(5) 监控指示灯显示【DATA】，提示输入要移位的数据，输入十六进制数“0001”，按

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【确认】，显示【PULSE】，此时按【单步】，将数据存入移位寄存器，可对它进行移位操作。

(6) 监控指示灯显示【ES02】，按【确认】键，进行移位操作，显示为【E1E0--】，提示

输入操作指令（E1E0同上），输入二进制数“00”，允许输出，按【确认】键。 (7) 监控指示灯显示【Lo=0】。和前面一样，输入“0”，选择不带进位操作，按【确

认】键。监控指示灯显示【S0S1--】，提示输入移位控制指令（参考表2－2），输入二进制数“01”，表示对输入的数据进行循环右移，显示【PULSE】。按【单步】键，则对十六进制数据“0001”执行一次右移操作。数据总线指示灯显示“1000000000000000”，再按【单步】，数据总线指示灯显示“0100 000000000000”，连续按【单步】，可以单步执行，按【全速】键，监控指示灯显示【Run】，则可连续执行移位操作。观察数据总线显示灯的变化，判断结果是否正确。

(8) 重新置入数据“FFFF”，进行带进位的循环右移，观察数据总线显示灯的变化，判断

结果是否正确。 Ⅱ、开关控制操作方式实验

本实验中所有控制开关拨动，相应指示灯亮代表高电平“1”，指示灯灭代表低电平“0”。

1、按图2－4接线：

连线时应注意：对于横排座，应使排线插头上的箭头面向自己插在横排座上；对于竖排座，应使排线插头上的箭头面向左边插在竖排座上。为了避免总线冲突，首先将控制开关电路的所有开关拨到输出高电平“1”状态，所对应的指示灯亮。 DIJ1 DIJ-G DIJ2 数据输入电路 C-G S3S2S1S0MCn 299-G 控制开关电路 控制总线T4 图2－4 实验二开关实验接线图

BD15……BD8 数据总线 BD7……BD0 运算器电路 S3S2S1S0MCn G-299 T4 fin f/8 脉冲源及时序电路 计算机组成原理实验指导书

2、实验过程：（以左移为例）

开始实验前要把所有控制开关电路上的开关置为高电平“1”状态。拨动清零开关CLR，使其指示灯灭。再拨动CLR，使其指示灯亮。

（1） 置数：

置C-G＝1，299-G＝0，通过数据输入电路输入要移位的数据，置D15---D0= “0000000000000001”，然后置C-G＝0，数据总线显示灯显示

“0000000000000001”，置S0=1，S1=1，M=1参考功能表表2－2可见，此时为置数状态，按脉冲源及时序电路上的【单步】按钮，置C-G=1，完成置数的过程，进位指示灯亮表示进位“Z”已置位。 （2） 不带进位移位：

置299-G＝0，S0=1，S1=0，M=0，参考功能表2－2，此时为循环左移状态，数据总线显示灯显示“0000000000000001”， 按【单步】，数据总线显示灯显示“0000000000000010”， 再按一次【单步】，数据总线显示的数据向左移动一位。连续按【单步】，观察不带进位移位的过程。如想进行右移，参考表2－2，置S0=0，S1＝1，再按【单步】即可实现右移操作。 （3） 带进位移位

当数据总线显示“0000000000000001”时，置299-G＝0，S0=1，S1=0，M=1，参考功能表2－2，此时为带进位循环左移状态。按【单步】按钮，数据总线显示灯显示“0000000000000011”，进位指示灯灭，表示进位“1”已经进入移位寄存器，同时“0”进入进位单元。连续按【单步】，观察带进位移位的过程。如想进行带进位右移，参考表2－2，置S0=0，S＝1，M=1,再按【单步】即可实现带进位右移操作。 3、按以上的操作方法验证表2－2所列的移位运算试验电路的所有功能。

七、实验报告要求：

1、实验记录：所有的运算结果，故障现象及排除经过；

2、谈谈本次实验的收获及想法。

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实验三 存储器读写和总线控制实验

一、实验目的：

1、掌握半导体静态随机存储器RAM的特性和使用方法。 2、掌握地址和数据在计算机总线的传送关系。 3、了解运算器和存储器如何协同工作。 二、预习要求：

预习半导体静态随机存储器6116的功能 。 三、实验设备：

EL-JY-II型计算机组成原理实验系统一套，排线若干。 四、电路组成：

电路图见图3-1，6116的管脚分配和功能见图3-2。

图3-1 存储器电路

3-2（a） 6116管脚分配 图3-2（b） 6116功能

图

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图 3-3

五、工作原理：

实验中的静态存储器由2片6116（2K×8）构成，其数据线D0~D15接到数据总线，地址线A0~A7由地址锁存器74LS273(集成于EP1K10内)给出。黄色地址显示灯A7-A0与地址总线相连，显示地址总线的内容。绿色数据显示灯与数据总线相连，显示数据总线的内容。

因地址寄存器为8位，接入6116的地址A7-A0，而高三位A8-A10接地，所以其实际容量为28＝256字节。6116有三个控制线，/CE（片选）、/R（读）、/W（写）。其写时间与T3脉冲宽度一致。

当LARI为高时，T3的上升沿将数据总线的低八位打入地址寄存器。当WEI为高时，T3的上升沿使6116进入写状态。 六、实验内容：

学习静态RAM的存储方式，往RAM的任意地址里存放数据，然后读出并检查结果是否正确。

注：6116为静态随机存储器，如果掉电，所存的数据全部丢失！ 七、实验步骤

Ⅰ、单片机键盘操作方式实验

注：在进行单片机键盘控制实验时，必须把K4开关置于“OFF”状态，否则系统处于自锁状态，无法进行实验。

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1. 实验连线：

实验连线图如图3－4所示。

连线时应按如下方法：对于横排座，应使排线插头上的箭头面向自己插在横排座上；对于竖排座，应使排线插头上的箭头面向左边插在竖排座上。(注意：F3只用一个排线插头孔）

MDJ1BD15??BD8BD7??BD0CEMDJ2主存储器电路WEMAJ1AD7??AD0地址总线数据总线E4WR控制总线E5WEI微控器接口F3T3E3LARI 图3－4 实验三键盘实验接线图

2．写数据：

(1) 拨动清零开关CLR，使其指示灯显示状态为亮—灭—亮。

(2) 在监控指示灯滚动显示【CLASS SELECt】时按【实验选择】键，显示【ES--_ _ 】输

入03或3，按【确认】键，监控指示灯显示为【ES03】，表示准备进入实验三程序，也可按【取消】键来取消上一步操作，重新输入。再按【确认】键，进入实验三程序。

(3) 监控指示灯显示为【CtL= - -】，输入1,表示准备对RAM进行写数据，在输入过程

中，可按【取消】键进行输入修改，按 【确认】键。

(4) 监控指示灯显示【Addr- -】，提示输入2位16进制数地址，输入“00”按【确认】

键，监控指示灯显示【dAtA】，提示输入写入存储器该地址的数据（4位16进制数），输入“3344”按【确认】键，监控指示灯显示【PULSE】，提示输入单步，按【单步】键，完成对RAM一条数据的输入，数据总线显示灯（绿色）显示“0011001101000100”，即数据“3344”，地址显示灯显示“0000 0000”，即地址“00”。

(5) 监控指示灯重新显示【Addr- -】，提示输入第二条数据的2位十六进制的地址。重复

上述步骤，按表3－1输入RAM地址及相应的数据。

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地址（十六进制） 00 71 42 5A A3 CF F8 E6 表3－1 实验三数据表 3．读数据及校验数据：

（1） 按【取消】键退出到监控指示灯显示为【ES03】，或按【RST】退到步骤2初始

状态进行实验选择。

（2） 拨动清零开关CLR，使其指示灯显示状态为亮—灭—亮。在监控指示灯显示

【ES03】状态下，按 【确认】键。

（3） 监控指示灯显示为【CtL= - -】，输入2,表示准备对RAM进行读数据，按【确

认】键。

（4） 监控指示灯显示【Addr- -】，提示输入2位16进制数地址，输入“00”，按【确

认】键，监控指示灯显示【PULSE】，提示输入单步，按【单步】键，完成对RAM一条数据的读出，数据总线显示灯（绿色）显示“0011001101000100”，即数据“3344”，地址显示灯显示“0000 0000”，即地址“00”。

（5） 监控指示灯重新显示【Addr- -】，重复上述步骤读出表3－1的所有数据，注意观

察数据总线显示灯和地址显示灯之间的对应关系，检查读出的数据是否正确。 注：6116为静态随机存储器，如果掉电，所存的数据全部丢失！

Ⅱ、开关控制操作方式实验

注：为了避免总线冲突，首先将控制开关电路的所有开关拨到输出高电平“1”状态，所有对应的指示灯亮。

本实验中所有控制开关拨动，相应指示灯亮代表高电平“1”，指示灯灭代表低电平“0”。 连线时应注意：对于横排座，应使排线插头上的箭头面向自己插在横排座上；对于竖排座，应使排线插头上的箭头面向左边插在竖排座上。

1、按图3－5接线图接线：

数据（十六进制） 3333 3434 3535 5555 6666 ABAB 7777 9D9D

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MDJ1BD15??BD8BD7??BD0WEMDJ2主存储器电路MAJ1AD7??AD0CE地址总线数据总线WRDIJ2DIJ-Gfin脉冲源DIJ1数据输入电路f/8T3控制总线T3控制开关CEWELARC-G微控器接口WEILARI

图3－5 实验三开关实验接线图

2、拨动清零开关CLR，使其指示灯显示状态为亮—灭—亮。 3、往存储器写数据：

以往存储器的（FF） 地址单元写入数据“AABB”为例，操作过程如下： (操作) (显示) (操作) (显示) (操作) 1.C –G=1 1.C-G=1 地址寄存器2.置数据输入电路 D15—D0＝ “000000001111 1111” 3.CE=1 4.C-G=0 绿色数据总线显示灯显示 “000000001111 1111” 1.LAR=1 2.T3=1 （按【单步】） 电路黄色地址显示灯显示 ―11111111‖ (显示) (操作) 1.WE=1 绿色数据总线显示灯显示 “1010101010111011” 2.CE=0 3.T3=1 (按【单步】) 4 WE=0 2.置数据输入电路 D15—D0＝ “1010101010111011” 3. LAR=0 4. C-G=0 4、按上述步骤按表3－2所列地址写入相应的数据 地址（二进制） 00000000 01110001 01000010 01011010 10100011 11001111 11111000 11100110 表3－2

数据（二进制） 0011001100110011 0011010000110100 0011010100110101 0101010101010101 0110011001100110 1010101110101011 0111011101110111 1001110110011011 计算机组成原理实验指导书

5、从存储器里读数据：

以从存储器的（FF） 地址单元读出数据“AABB”为例，操作过程如下：

(操作) (显示) (操作) (显示) (操作) (显示) 1.C-G=1 MAR电路黄 1.LAR=1 1. C-G=1 2. 置数据输入电路 绿色数据总线显色地址显示2.T3=1 2. LAR=0 绿色数据总线显D15—D0＝示灯显示 灯显示 3. WE=0 (按【单示灯显示 \―0000000011111―11111111‖ 4.CE=0 步】) ” 111” “1010101010111 3.CE=1 011” 4.C-G=0 6、按上述步骤读出表3－2数据，验证其正确性。

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附加实验 总线控制实验

一、实验目的：

1、 了解总线的概念及其特性。 2、 掌握总线的传输控制特性。 二、实验设备：

EL-JY-II型计算机组成原理实验系统一套，排线若干。 三、实验说明

1、 总线的基本概念

总线是多个系统部件之间进行数据传送的公共通路，是构成计算机系统的骨架。借助总线连接，计算机在系统各部件之间实现传送地址、数据和控制信息的操作。因此，所谓总线就是指能为多个功能部件服务的一组公用信息线。

2、 实验原理说明

在本实验中，挂接在数据总线上的有输入设备、输出设备、存储器和加法器。为了使它们的输出互不干扰，就需要这些设备都有三态输出控制，且任意两个输出控制信号不能同时有效。其结构如下图所示：

图3-6 总线结构图

其中，数据输入电路和加法器电路结构见图1-5，地址寄存器和存储器电路见图3-1、3-3。数码管显示电路用可编程逻辑芯片ATF16V8B进行译码和驱动，D-G为使能信号，W/R为写信号。当D-G为低电平时，W/R的下降沿将数据线上的数据打入显示缓冲区，并译码显示。

本实验的流程为：

（1）输入设备将一个数打入LT1寄存器。 （2）输入设备将一个数打入LT2寄存器。

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（3）LT1与LT2寄存器中的数相加。 （4）输入设备将另一个数打入地址寄存器。

（5）将两数之和写入当前地址的存储器中。

（6）将当前地址的存储器中的数用数码管显示出来。 四、实验连线

本实验采用开关方式，连线见下图。（连线时应按如下方法：对于横排座，应使排线插头上的箭头面向自己插在横排座上；对于竖排座，应使排线插头上的箭头面向左边插在竖排座上）

图3-7 总线控制实验接线图 五、实验步骤

1、 按照上图所示将所有连线接好。

2、 总线初始化。关闭所有三态门置控制开关ALU_G=1(加法器控制信号)，CA1=1(显

示输出)，CA2=1(数据输入)，CE=1(存储器片选)。其它控制信号为LOAD=0，AR=0，LPC=0，C=1，WE=1，A=1，B=1。

3、 将D15—D0拨至“0001001000110100”，置CA2=0，LOAD=1，然后置

LOAD=0，将“1234H”打入LT1寄存器。

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4、 将D15—D0拨至“0101011001111000”，置AR=1，然后置AR=0，将“5678H”

打入LT2寄存器。

5、 将S3S2S1S0MCN拨至“100101”，计算两数之和。

6、 将D7—D0拨至“00000001”，置LPC=1，然后置LPC=0，将“01H”打入地址寄

存器。

7、 置CA2=1，ALU-G=0，WE=0，CE=0，将上述计算结果写入当前地址的存储器

中。然后置CE=1，WE=1。

8、 置ALU-G=1，CE=0，CA1=0，C=0，将当前地址的存储器中的数输出至数码管，

然后置C=1，CE=1，CA1=1。

六、实验结果

照以上8步操作完成后，输出显示电路LED上显示“68AC”。

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实验四 微程序控制器原理实验

一、实验目的：

1． 掌握微程序控制器的组成及工作过程； 二、预习要求：

1．复习微程序控制器工作原理；

2．预习本电路中所用到的各种芯片的技术资料。 三、实验设备：

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

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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EEPROM2816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

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工作方式 读 后 备 字 节 写 字节擦除 写 禁 止 写 禁 止 输出禁止 /CE /OE /WE L L H H × × L H L L 12V L × × H × L × × H × 输入/输出 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4-3（a）74LS374引脚 图4-3（b）74LS374功能

图4-4（a）74LS245引脚 图4-4（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须接至脉冲/T1端，否则无法写入。MS1—MS24为24位写入微代码，在键盘方式时由键盘输入，在开关方式时由24位微代码开关提供。uA5—uA0为写入微地址，在键盘方式时由键盘输入，在开关方式

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时由微地址开关提供。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）。 2、 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。 3、 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：

在开关方式下，用脉冲源和时序电路中“脉冲源输出”作为时钟信号，f的频率为1MHz，f/2的频率为500KHz，f/4的频率为250KHz，f/8的频率为125KHz，可根据实验自行选择一种频率的方波信号。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

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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“控制总线”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“控制总线”的“T1、T2、T3、T4” 端相连，即可给电路提供时序信号。

对于键盘方式的实验，所需脉冲信号由系统监控产生（其波形与脉冲方式相同），并通过控制总线的F1—F4输出。实验时只需将“控制总线”的“F4F3F2F1”与“T4T3T2T1” 相连，即可给电路提供时序信号。 六、实验内容：

往EEPROM里任意写24位微代码，并读出验证其正确性。 七、实验步骤

Ⅰ、单片机键盘操作方式实验

在进行单片机键盘控制实验时，必须把K4开关置于“OFF”状态，否则系统处于自锁状态，无法进行实验。 2. 实验连线：

实验连线图如图4－11所示。

连线时应按如下方法：对于横排座，应使排线插头上的箭头面向自己插在横排座上；对于竖排座，应使排线插头上的箭头面向左边插在竖排座上。

微程序接口 UAJ1 C1C2C3C4C5C6 F1F2F3F4 控制总线 T1T2T3T4

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图4－11 实验四键盘实验接线图

3. 写微代码：

将开关K1K2K3K4拨到写状态即K1 off、K2 on、K3 off、K4 off，其中K1、K2、K3在微程序控制电路，K4在24位微代码输入及显示电路上。

a) 在监控指示灯滚动显示【CLASS SELECt】状态下按【实验选择】键，显示【ES--_ _ 】输入04或4，按【确认】键，显示为【ES04】，表示准备进入实验四程序，也可按【取消】键来取消上一步操作，重新输入。

b) 再按下【确认】键，显示为【CtL1=_】，表示对微代码进行操作。输入1显示【CtL1_1】，表示写微代码，也可按【取消】键来取消上一步操作，重新输入。按【确认】。

c) 监控显示【U-Addr】，此时输入【000000】6位二进制数表示的微地址，然后按【确认】键，监控指示灯显示【U_CodE】，这时输入微代码【000001】，该微代码是用6位十六进制数来表示前面的24位二进制数，注意输入微代码的顺序，先右后左，此过程中可按【取消】键来取消上一次输入，重新输入。按【确认】键则显示【PULSE】，按【单步】完成一条微代码的输入，重新显示【U-Addr】提示输入表4-1第二条微代码地址。

d) 按照上面的方法输入表4－1微代码，观察微代码与微地址显示灯的对应关系（注意输入微代码的顺序是由右至左）。 微地址（二进制） 000000 000001 000010 000011 000100 001000 001001 010000 010101 011000 011001 微代码（十六进制） 000001 000002 000003 015FC4 012FC8 018E09 005B50 005B55 06F3D8 FF73D9 017E00 表4-1 实验四微代码表

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3、读微代码：

（1） 先将开关K1K2K3K4拨到读状态即K1 off、K2 off、K3 on、K4 off，按【RESET】按钮复位，使监控指示灯滚动显示【CLASS SELECt】状态。

（2） 按【实验选择】键，显示【ES--_ _ 】输入04或4，按【确认】键，显示【ES04】。按【确认】键。

（3）监控显示【CtL1=_】时，输入2，按【确认】显示【U_Addr】，此时输入6位二进制微地址，进入读微代码状态。再按【确认】显示【PULSE】，此时按【单步】键，监控显示【U_Addr】，微地址指示灯显示输入的微地址，微代码显示电路上显示该地址对应的微代码，至此完成一条微指令的读过程。观察黄色微地址显示灯和微代码的对应

关系，对照表4-1表检查微代码是否有错误，如有错误，可按步骤2重写这条微代码。 Ⅱ、开关控制操作方式实验

本实验中所有控制开关拨动，相应指示灯亮代表高电平“1”，指示灯灭代表低电平“0”。 为了避免总线冲突，首先将控制开关电路的所有开关拨到输出高电平“1”状态，所有对应的指示灯亮。连线时应注意：对于横排座，应使排线插头上的箭头面向自己插在横排座上；对于竖排座，应使排线插头上的箭头面向左边插在竖排座上。

1、按图4－12接线图接线：

图4－12 开关控制电路接线

2、实验步骤：

1) 观测时序信号：

用双踪示波器观察脉冲源及时序电路的“f/4”、“T1、T2、T3、T4”端，按动【启动】按钮，观察“f/4”、“T1、T2、T3、T4”各点的波形，比较它们的相互关系，画出其波形，并与图4－9比较。 2）写微代码 (以写表4-1的微代码为例) ：

UA5…UA0 控制开关电路 T1T2T3T4 脉冲源及时序电路 fin f/4 微程序控制器电路 UAJ1 控制总线 T1T2T3T4

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首先将微程序控制电路上的开关K1K2K3拨到写入状态，即K1 off、K2 on、K3 off，然后将24位微代码输入及显示电路上的开关K4拨到on状态。置控制开关UA5 …… UA0=“000000”，输入微地址“000000”， 置24位微代码开关MS24---MS1为：“00000000 00000000 00000001”，按脉冲源及时序电路的【单步】，黄色微地址灯显示“000 000”，表明已写入微代码。保持K1K2K3K4状态不变，写入表4－1的所有微代码。

3）读微代码并验证结果：

将微程序控制电路上的开关K1K2K3拨到读出状态，即K1 off、K2 off、K3 on，然后将24位微代码输入及显示电路上的开关K4拨到off状态。置控制开关UA5 …… UA0=“000000”，输入微地址“000000”， 按脉冲源及时序电路的【单步】，黄色微地址灯显示“000 000”，24位微代码显示“00000000 00000000 00000001”，即第一条微代码。保持K1K2K3K4状态不变，改变UA5 …… UA0微地址的值，读出相应的微代码，并和表4－1的微代码比较，验证是否正确。

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实验五 微程序设计实验

一、实验目的：

深入掌握微程序控制器的工作原理，学会设计简单的微程序。 二、预习要求：

1．复习微程序控制器工作原理； 2．复习计算机微程序的有关知识。 三、实验设备：

EL-JY-II型计算机组成原理实验系统一台，连接线若干。 四、微程序的设计： 1．微指令格式

设计微指令编码格式的主要原则是使微指令字短、能表示可并行操作的微命令多、微程序编写方便。

微指令的最基本成份是控制场，其次是下地址场。控制场反映了可以同时执行的微操作，下地址场指明下一条要执行的微指令在控存的地址。微指令的编码格式通常指控制场的编码格式，以下几种编码格式较普遍。 1）最短编码格式

这是最简单的垂直编码格式，其特点是每条微指令只定义一个微操作命令。采用此格式的微指令字短、容易编写、规整直观，但微程序长度长，访问控存取微指令次数增多从而使指令执行速度慢。 2）全水平编码格式

这种格式又称直接编码法，其特点是控制场每一位直接表示一种微操作命令。若控制场长n位，则至多可表示n个不同的微操作命令。

采用此格式的微指令字长，但可实现多个允许的微操作并行执行，微程序长度短，指令执行速度快。

3）分段编码格式是将控制场分成几段。若某段长i位，则经译码，该段可表示2i 个互斥的即不能同时有效的微操作命令。

采用这种格式的微指令长度较短，而可表示的微操作命令较多，但需译码器。 2．微程序顺序控制方式的设计

微程序顺序控制方式指在一条指令对应的微程序执行过程中，下一条微指令地址的确定方法，又叫后继地址生成方式。下面是常见的两种。

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1）计数增量方式

这种方式的特点是微程序控制部件中的微地址中的微地址产生线路主要是微地址计数器MPC。MPC的初值由微程序首址形成线路根据指令操作码编码形成。在微程序执行过程中该计数器增量计数，产生下一条微指令地址。这使得微指令格式中可以不设置“下地址场”。缩短了微指令长度，也使微程序控制部件结构较简单。但微程序必须存放在控存若干连续单元中。 2）断定方式

微指令中设有“下地址场”，它指出下条微指令的地址，这使一条指令的微程序中的微指令在控存中不一定要连续存放。在微程序执行过程中，微程序控制部件中的微地址形成电路直接接受微指令下地址场信息来产生下条微指令地址，微程序的首址也由此微地址形成电路根据指令操作码产生。 3．本系统的微指令格式

微程序设计的关键技术之一是处理好每条微指令的下地址，以保证程序正确高效地进行。本系统采用分段编码的指令格式，采用断定方式确定下一条微指令的地址。 微操作控制信号

控制场 下地址场 微指令寄存器MIR 微指令 微指令

控存CM 微地址 状态条件

指令操作码

图5-2 断定方式微程序控制部件示意图

其中“微地址形成电路”对应于实验四的图4-1（b）；“控存CM”对应于实验四的图4-1（a）；“微指令寄存器及控制、地址场”对应于实验四的图4-1（c）。

微地址形成电路

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每条微指令由24位组成，其控制位顺序如下：

24 23 S3 S2 22 21 20 M 19 Cn 18 WE 17 1A 16 1B 15 14 13 F1 12 11 10 F2 9 8 7 F3 6 5 4 uA3 3 uA2 2 uA1 1 uA0 S1 S0 uA5 uA4 微指令译码电路如下：

图5—3 微指令译码电路

图中MS24—MS16对应于微指令的第24—16位，S3S2S1S0MCn为运算器的方式控制，详见实验一和实验二；WE为外部器件的读写信号，‘1’表示写，‘0’表示读；1A、1B用于选通外部器件，通常接至底板IO控制电路的1A1B端，四个输出Y0Y1Y2Y3接外部器件的片选端。（注：再实验六及以后的实验中，Y3被系统占用，用于输入中断，Y0Y1Y2仍能被用户使用）

图5—3中MS15—MS13对应于微指令中的F1，经锁存译码后产生6个输出信号：LRi、LDR1、LDR2、LDIR、LOAD、LAR。其中LDR1、LDR2为运算器的两个锁存控制（见实验一）；LDIR为指令寄存器的锁存控制（见系统介绍中指令寄存器电路）；LRi为寄存器堆的写控制，它与指令寄存器的第0位和第1位共同决定对哪个寄存器进行写操作（见系统介绍中寄存器堆电路和图5-4）；LOAD为程序计数器的置数控制，LAR为地址寄存器的锁存控制（见系统介绍中程序计数器和地址寄存器电路）。以上6个输出信号均为‘1’有效。

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图5—3中MS12—MS10对应于微指令中的F2，经锁存译码后产生6个输出信号：RAG、RBG、RCG、299-G、ALU-G、PC-G。其中RAG、RBG、RCG分别为寄存器Ax、Bx、Cx的输出控制（见系统介绍中寄存器堆电路）；299-G为移位寄存器的输出控制（见实验二）；ALU-G为运算器的输出控制（见实验一）；PC-G为程序计数器的输出控制（见系统介绍中程序计数器和地址寄存器电路）。以上信号均为‘0’有效。

图5—3中MS9—MS9对应于微指令中的F3，经锁存译码后产生6个输出信号：P1、P2、P3、P4、AR、LPC。其中P1、P2、P3、P4位测试字，其功能是对机器指令进行译码，使微程序转入相应的微地址入口，从而实现微程序的顺序、分支和循环运行（见实验4的图4-1（b）和图5-4）；AR为运算器的进位输出控制（见实验一）；LPC为程序计数器的时钟控制（见系统介绍中程序计数器电路）。以上信号均为‘1’有效

图5-4 指令译码器电路

微指令中的uA5-uA0为6位的后续微地址（见实验4的微地址形成电路图4-1（b））。

Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３三个字段的编码方案如表5－1： F1字段 15 14 13

选择 F2字段 12 11 10 选择 F3字段 9 8 7 选择

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0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 LDRi LOAD LDR2 自定义 LDR1 LAR LDIR 无操作 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 RAG ALU-G RCG 自定义 RBG PC-G 299-G 无操作 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 P1 AR P3 自定义 P2 LPC P 4 无操作 表5－1 五、实验内容：

编写几条可以连续运行的微代码，熟悉本实验系统的微代码设计方式。表5－2为几条简单的可以连续运行的二进制微代码表：

注意UA5-------UA0的编码规律，观察后续地址。 S3 S2 S1 S0 M CN WE 1A 1B 微地址（二进制） 000000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 000001 0 0 0 0 0 0 0 0 0 000010 0 0 0 0 0 0 0 0 0 000011 0 0 0 0 0 0 0 1 0 000100 0 0 0 0 0 0 0 1 0 001000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 001001 0 0 0 0 0 0 0 1 1 010000 0 0 0 0 0 0 0 1 1 010101 0 0 0 0 0 1 1 0 1 011000 1 1 1 1 1 1 1 1 0 011001 0 0 0 0 0 0 0 1 0 表5-2 实验五微代码表

以下举例说明微代码的含义：

1、 微地址“000011”：读Y1设备上的数据，并将该数据打入地址寄存器。然后跳转至

微地址“000100”。

2、 微地址“000100”：读Y1设备上的数据，并将该数据打入运算暂存器2，然后跳转

至微地址“001000”。

3、 微地址“011000”：运算暂存器1数据输出至数据总线，将该数据写入Y1设备，然

后跳转至微地址“011001”。

4、 微地址“011001”：读Y1设备上的数据，然后进行P1测试。由于未对指令寄存器操

作，I7—I0均为0，强制置位无效，仍跳转至后续微地址“000000”。 六、实验步骤：

Ⅰ、单片机键盘操作方式实验

F1 000 000 000 101 010 000 101 101 111 111 111 F2 000 000 000 111 111 111 101 101 001 001 111 F3 000 000 000 111 111 000 101 101 111 111 000 UA5...UA0 000001 000010 000011 000100 001000 001001 010000 010101 011000 011001 000000 计算机组成原理实验指导书

在进行单片机键盘控制实验时，必须把K4开关置于“OFF”状态，否则系统处于自锁状态，无法进行实验。 1.实验连线：

实验连线图如图5-5所示。

连线时应按如下方法：对于横排座，应使排线插头上的箭头面向自己插在横排座上；对于竖排座，应使排线插头上的箭头面向左边插在竖排座上。

图5—5 实验五键盘实验连线图

2.写微代码：

（1） 将开关K1K2K3K4拨到写状态即K1 off、K2 on、K3 off、K4 off，其中K1、K2、K3在微程序控制电路，K4在24位微代码输入及显示电路上。在监控指示灯滚动显示【CLASS SELECt】状态下按【实验选择】键，显示【ES--_ _ 】输入05或5，按【确认】键，显示为【ES05】，再按下【确认】键。

（2） 监控显示为【CtL1=_】，表示对微代码进行操作。输入1显示【CtL1_1】，表示写微代码，按【确认】。

（3） 监控显示【U-Addr】，此时输入【000000】6位二进制数表示的微地址，然后按【确认】键，监控指示灯显示【U_CodE】，这时输入微代码【000001】，该微代码是用6位十六进制数来表示前面的24位二进制数，注意输入微代码的顺序，先右后左，此过程中可按【取消】键来取消上一次输入，重新输入。按【确认】键则显示【PULSE】，按【单步】完成一条微代码的输入，重新显示【U-Addr】提示输入表5-3第二条微代码地址。

（4） 按照上面的方法输入表5-3微代码,观察微代码与微地址显示灯的对应关系（注意输入微代码的顺序是由右至左）。

微地址（二进制） 000000 000001 000010

微代码（十六进制） 000001 000002 000003

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000011 000100 001000 001001 010000 010101 011000 011001 015FC4 012FC8 018E09 005B50 005B55 06F3D8 FF73D9 017E00 表5－3 实验五微代码表

3.读微代码：

（1） 先将开关K1K2K3K4拨到读状态即K1 off、K2 off、K3 on、K4 off，按【RESET】按钮对单片机复位，使监控指示灯滚动显示【CLASS SELECt】状态。

（2） 按【实验选择】键，显示【ES--_ _ 】输入05或5，按【确认】键，显示【ES05】。按【确认】键。

（3） 监控显示【CtL1=_】时，输入2，按【确认】显示【U_Addr】 ，此时输入6位二进制微地址，进入读微代码状态。再按【确认】显示【PULSE】，此时按【单步】键，监控显示【U_Addr】，微地址指示灯显示输入的微地址，微代码显示电路上显示该地址对应的微代码，至此完成一条微指令的读过程。对照表5-3表检查微代码是否有错误，如有错误，可按步骤2写微代码重新输入这条微代码。 4.微代码的运行：

（1） 先将开关K1K2K3K4拨到运行状态即K1 on、K2 off、K3 on、K4 off，按【RESET】按钮对单片机复位，使监控指示灯滚动显示【CLASS SELECt】状态。 （2） 按【实验选择】键，显示【ES--_ _ 】输入05或5，按【确认】键，显示【ES05】。按【确认】键。

（3） 监控指示灯显示【CtL1=_】，输入3，显示【CtL1_3】，表示进入运行微代码状态，拨动CLR清零开关（在控制开关电路上，注意对应的JUI应短接）对程序计数器清零，清零结果是地址指示灯（A7—A0）和微地址显示灯（uA5—uA0）全灭，清零步骤是使其电平高－低－高即CLR指示灯状态为亮－灭－亮，使程序入口地址为000000。 1）、单步运行

在监控指示灯显示【CtL1_3】状态下，确认清零后，按【确认】键，监控指示灯滚动显示【Run CodE】,此时可按【单步】键单步运行微代码，观察微地址显示灯，显示

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“000001”，再按【单步】，显示为“000010”，连续按【单步】，则可单步运行微代码，注意观察微地址显示灯和微代码的对应关系。 2）、全速运行

在控指示灯滚动显示【Run CodE】状态下，按【全速】键，开始自动运行微代码，微地址显示灯显示从“000000”开始，到“000001”、“000010”、“000011”、“000100”、“001000”、“001001”、“010000”、“010101”、“011000”、“011001”再到“000000”，循环显示。 Ⅱ、开关控制操作方式实验

本实验中所有控制开关拨动，相应指示灯亮代表高电平“1”，指示灯灭代表低电平“0”。

为了避免总线冲突，首先将控制开关电路的所有开关拨到输出高电平“1”状态，所有对应的指示灯亮。连线时应注意：对于横排座，应使排线插头上的箭头面向自己插在横排座上；对于竖排座，应使排线插头上的箭头面向左边插在竖排座上。

1． 按图5－6接线图接线：

2．实验步骤：

2) 写微代码 (以写表5-3的微代码为例) ：

首先将微程序控制电路上的开关K1K2K3拨到写入状态，即K1 off、K2 on、K3 off，然后将24位微代码输入及显示电路上的开关K4拨到on状态。置控制开关UA5 …… UA0=“000000”，输入微地址“000000”， 置24位微代码开关MS24---MS1为：“00000000 00000000 00000001”，输入24位二进制微代码，按【单步】，红色微地址灯显示“000 000”，写入微代码。保持K1K2K3K4状态不变，写入表4－1的所有微代码。

3) 读微代码并验证结果：

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将微程序控制电路上的开关K1K2K3拨到读出状态，即K1 off、K2 off、K3 on，然后将24位微代码输入及显示电路上的开关K4拨到off状态。置控制开关UA5 …… UA0=“000000”，输入微地址“000000”， 按【单步】，黄色微地址灯显示“000 000”，24位微代码显示“00000000 00000000 00000001”，即第一条微代码。保持K1K2K3K4状态不变，改变UA5 …… UA0微地址的值，读出相应的微代码，并和表5－3的微代码比较，验证是否正确。如发现有误，则需重新输入微代码。

4) 运行微代码：

将微程序控制电路上的开关K1K2K3拨到运行状态，即K1 on、K2 off、K3 on，然后将24位微代码输入及显示电路上的开关K4拨到off状态。拨动控制开关电路上的清零开关CLR，使微地址和地址指示灯全灭。置控制开关“UA5------UA0＝“000 000”，程序运行入口地址为000000，按【单步】，运行微代码，观察黄色微地址显示灯，显示 “000001”，再按【单步】，显示为“000010”，连续按【单步】，则可单步运行微代码，注意观察微地址显示灯和微代码的对应关系，微地址显示灯显示从“000000”开始，到“000001”、“000010”、“000011”、“000100”、“001000”、“001001”、“010000”、“010101”、“011000”、“011001”再到“000000”，循环显示。

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