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实验五　微程序控制单元实验

一、实验目的

1. 熟悉微程序控制器的工作原理。

2. 掌握微程序编制及微指令格式。

二、实验要求

按照实验步骤完成实验项目，熟悉微程序的编制、写入、观察运行状态。

三、实验原理

⒈ 微程序控制电路

微程序控制器的组成见图7-1，其中控制存储器采用4片2764静态存储器 ，微命令寄存器32位，用三片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，它们带有清零端和置位端。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置位端将某一触发器输出端置为“1”状态，完成地址修改。



图7-1微程序控制器组成

7-2微程序存储器通路

⒉ 微指令格式

表7-1

M25

M24

M23

M22

M21

M20

M19

M18



C

B

A

AR

未用

P（3）

A9

A8



M17

M16

M15

M14

M13

M12

M11

M10



CE

LOAD

CN

M

S0

S1

S2

S3



M9

M8

M7

M6

M5

M4

M3

M2



P（2）

LDAR

LDPC

LDIR

LDDR2

LDDR1

LDR0

WE



8

7

6

5

4

3

M1

M0



UA0

UA1

UA2

UA3

UA4

UA5

P（1）

SW-B



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

A字段

C

B

A

选择



0

0

0

禁止



0

0

1

PC-B



0

1

0

ALU-B



0

1

1

299-B



1

0

0

Rs-B



1

0

1

Rd-B



1

1

0

保留位



1

1

1

保留位



　　　

B字段

M20

M9

M1

选择

测试字_



PX3

PX2

PX1







0

0

0

?

关闭测试



0

0

1

P(1)

识别操作码



0

1

0

P(2)

判寻址方式



0

1

1

P(Z)

Z标志测试



1

0

0

P(I)

中断响应



1

0

1

P(D)

中断服务



1

1

0

P(C)

C标志测试



1

1

1

?

保留位



?

?其中UA5~UA0为6位的后续微地址，A、B二译码字段，分别由6个控制位译码输出多位。B段中的PX3、PX2、PX1 三个测试字位。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、循环运行。

⒊ 微程序流程与代码

图7-2为几条机器指令对应的参考微程序流程图，将全部微程序按微指令格式变成二进制代码，可得到模型机（一）所例举的8位指令代码。

?

图7-2　微程序流程图

ORG 0000H

DB 20H ;IN R0,SW

DB 40H

DB 09H ;ADD R0,[09H]

DB 60H

DB 0BH ;STA [0BH],R0

DB 80H

DB 0BH ;OUT [0BH],LED

DB 0A0H

DB 00H ;JMP 00

DB 55H

DB 0AAH ;自定义

END

四、实验内容

（一）微程序的编写

?;32位微控制代码 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 束后的8位数码管结果图

第二个CPU周期结束后的8位数码管结果图

......

五、实验思考题

思考题7.1：本次实验采用的控制存储器芯片属于何种类型的存储器？控制存储器的单元数与字长分别为多少？本机采用的微指令格式如何？IN，ADD，STA，OUT，JMP

指令对应的微程序的长度分别是多少？000010

?

***

001001=001000+001

***

001010=001000+010

***

001011=001000+011

***

001100=001000+100

***

001101=001000+101

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