数 学 学 院 实 验 报 告
课程名称:计算机组成原理
实验项目名称:微程序控制器组成与微程序设计实验
成 绩:
指导老师(签名):
一、实 验 目 的
(1) 掌握微程序控制器的组成原理。
(2) 掌握微程序的编制、写入,观察微程序的运行过程。
二、实验设备与器件
PC 机一台,TD-CMA 实验系统一套。
三、实 验 原 理
微程序控制器的基本任务是完成当前指令的翻译和执行,即将当前指令的功能转换成可以控制的硬件
逻辑 部件工作的微命令序列,完成数据传送和各种处理操作。它的执行方法就是将控制各部件动作的微
命令的集合进行编码,即将微命令的集合仿照机器指令一样,用数 字代码的形式表示,这种表示称为微
指令。这样就可以用一个微指令序列表示一条机器指令,这种微指令序列称为微程序。微程序存储在一种
专用的存储器中,称为 控制存储器,微程序控制器原理框图如图 3-2-1 所示。
指令寄存器IR OP
状态条件
...
地址译码
控制存储器
微地址寄存器
地址转移逻辑
微命令信号
...
P字段 控制字段
图 3-2-1 微程序控制器组成原理框图
控制器是严格按照系统时序来工作的,因而时序控制对于控制器的设计是非常重要的,从前面的实验
可以很清楚地了解时序电路的工作原理,本实验所用的时序由时序单元来提供,分为四拍TS1、TS2、TS3、
TS4,时序单元的介绍见附录 2。
2
微程序控制器的组成见图 3-2-2,其中控制存储器采用 3 片 2816 的 E PROM,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”端和预置端。在不判别测试的情况下,T2 时刻打入微
地址寄存器的内容 即为下一条微指令地址。当 T4 时刻进行测试判别时,转移逻辑满足条件后输出的负脉
冲通过强置端将某一触发器置为“1”状态,完成地址修改。