山东大学计算机组成与设计实验13 控制器实验_山东大学计算机组成原理实验

作者：Gausst松鼠会 | 2024-05-19 01:24:28

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山东大学计算机组成原理实验

1、实验内容及说明

目前控制器设计大都采用微程序设计方法，又称存储逻辑控制器。微程序控制器电路结构如图13-1所示。它由控制存储器CROM、微程序 $\mu$ PC计数器和微指令寄存器 $\mu$ IR构成。

其中，微程序计数 $\mu$ PC向控制存储器提供8位微地址，在控存读信号 $\overline{\mu RD}$ 的作用下，读出一条长24位的微指令代码，并在打入命令CP $\mu$ IR的作用下，送入 $\mu$ IR。

每当按一次脉冲键便产生一个负脉冲，该脉冲的作用是：

·作为读控存的命令 $\overline{\mu RD}$ 。

·负脉冲当作CP $\mu$ IR将读出的微指令打入微指令寄存器 $\mu$ IR。

·负脉冲的上升沿使 $\mu$ PC+1形成下一条微指令的地址。

·负脉冲反相后的上升沿作为寄存器打入脉冲。

2、实验步骤

（1）微程序计数器 $\mu$ PC的设计，完成8位具有加1功能和清除功能的计数器设计并封装。

其中，CLR：清零端，低电平有效；CLR=0时，Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0=00000000；

LOAD：置数端，低电平有效；LOAD=0时，在CLK的上升沿，Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0=D7D6D5D4D3D2D1D0；

当CLR=1，LOAD=1，ET=1，EP=1时，对CLK进行增1计数。

注意：本实验使用时，只有clk、CLR两引脚引出，其它引脚，ET、EP、LOAD接高电平。

（2）按图13-1完成微程序控制器的连线及引脚锁定。

* 用单脉冲驱动μPC的计数脉冲CPPC、μRD、CPμIR。

* 将μPC的8位输出锁定在A7－A0上。

* 实验平台工作于模式5，将单脉冲锁定于键8，将μPC的复位端CLR锁定在键7，输出UIR的24位接数显3—数显8。

（3）设计并初始化控制存储器。

从ROM的0号单元开始写入、写入的微程序代码随意确定。

（4）读出微指令

◆按CPU复位按键，清除微指令计数器。

◆按单脉冲键

读出0号单元中的微指令代码送 $\mu$ IR23- $\mu$ IR0同时显示在数显上；

将微指令计数器 $\mu$ PC十1为读下条微指令做准备。

◆连续按单脉冲键

微指令连续从ROM中读出并显示。

（1）upc

（2）uir

（3）实验原理图

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