【正文】 一個(gè)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上增加了三個(gè)部件，一是 PC（程序計(jì)數(shù)器），另一個(gè)是 AR（地址寄存器），還有就是 MEM（主存）。通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)我了解到了微程序和微指令與微程序之間的關(guān)系，這幾次實(shí)驗(yàn)中我獲益良多，平時(shí)我們能見(jiàn)到的都是計(jì)算機(jī)的外部結(jié)構(gòu)，在計(jì)算機(jī)組成原理的學(xué)習(xí)中，逐步對(duì)計(jì)算機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有了一些了解，但始終都停留在理論階段。除了程序計(jì)數(shù)器（PC），其余部件在前面的實(shí)驗(yàn)中都已用到，在此不再討論。圖 48 數(shù)據(jù)通路圖 通過(guò)本次試驗(yàn)，我學(xué)習(xí)到了微程序控制器的組成原理及其編制、寫入。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)提供了比較靈活的手動(dòng)操作方式，比如在上述操作中在對(duì)地址置數(shù)后將開(kāi)關(guān) KK4 撥至‘減 1’檔，則每次隨著開(kāi)關(guān) ST 的兩次撥動(dòng)操作，字節(jié)數(shù)依次從高 8 位到低 8 位遞減，減至低 8 位后，再按動(dòng)兩次開(kāi)關(guān)ST，微地址會(huì)自動(dòng)減一，繼續(xù)對(duì)下一個(gè)單元的操作。當(dāng) T4 時(shí)刻進(jìn)行測(cè)試判別時(shí)，轉(zhuǎn)移邏輯滿足條件后輸出的負(fù)脈沖通過(guò)強(qiáng)置端將某一觸發(fā)器置為“1”狀態(tài)，完成地址修改。學(xué)會(huì)了自己譯碼，自己譯出控制信號(hào)等，感覺(jué)這是一門比較有趣的課程，希望這能在以后的學(xué)習(xí)和工作中帶來(lái)一定的益處。3. 實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)接線圖由于存儲(chǔ)器和輸入、輸出設(shè)備最終是要掛接到外部總線上，所以需要外部總線提供數(shù)據(jù)信號(hào)、地址信號(hào)以及控制信號(hào)。地址寄存器為 8 位，接入 6116 的地址A7…A0，6116 的高三位地址 A10…A8 接地，所以其實(shí)際容量為 256 字節(jié)。6116 有三個(gè)控制線：CS（片選線）、OE（讀線）、WE（寫線），其功能如表 21 所示，當(dāng)片選有效（CS=0）時(shí)，OE=0 時(shí)進(jìn)行讀操作，WE=0 時(shí)進(jìn)行寫操作，本實(shí)驗(yàn)將 CS 常接地?？刂菩盘?hào)中除 T4 為脈沖信號(hào)外，其余均為電平信號(hào)，其中 ALU_B 為低有效，其余為高有效。例如，在 4 位矩陣中使用‘右 1’和‘左 3’對(duì)角線來(lái)實(shí)現(xiàn)右循環(huán) 1 位。運(yùn)算器內(nèi)部含有三個(gè)獨(dú)立運(yùn)算部件，分別為算術(shù)、邏輯和移位運(yùn)算部件，要處理的數(shù)據(jù)存于暫存器 A 和暫存器 B，三個(gè)部件同時(shí)接受來(lái)自 A 和 B 的數(shù)據(jù)（有些處理器體系結(jié)構(gòu)把移位運(yùn)算器放于算術(shù)和邏輯運(yùn)算部件之前，如 ARM），各部件對(duì)操作數(shù)進(jìn)行何種運(yùn)算由控制信號(hào) S3…S0和 CN 來(lái)決定，任何時(shí)候，多路選擇開(kāi)關(guān)只選擇三部件中一個(gè)部件的結(jié)果作為 ALU 的輸出。圖 11 運(yùn)算器原理圖邏輯運(yùn)算部件由邏輯門構(gòu)成，較為簡(jiǎn)單，而后面又有專門的算術(shù)運(yùn)算部件設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，在此對(duì)這兩個(gè)部件不再贅述。運(yùn)算器部件由一片 CPLD 實(shí)現(xiàn)。圖13 A0顯示原理圖運(yùn)算器的邏輯功能表如表11 所示，其中 S3 S2 S1 S0 CN 為控制信號(hào)，F(xiàn)C 為進(jìn)位標(biāo)志，F(xiàn)Z 為運(yùn)算器零標(biāo)志，表中功能欄內(nèi)的 FC、FZ 表示當(dāng)前運(yùn)算會(huì)影響到該標(biāo)志。如表22所示。圖 23 存儲(chǔ)器實(shí)驗(yàn)原理圖 通過(guò)本次試驗(yàn)，了解了靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM工作特性及數(shù)據(jù)的讀寫方法，同時(shí)知道了組成原理的理論課也很重要，沒(méi)有理論課的基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)時(shí)就不知道怎么弄了，只有把理論和實(shí)踐結(jié)合起來(lái)才能學(xué)好這門課。地址總線可以為外部設(shè)備提供地址信號(hào)和片選信號(hào)。這樣就可以用一個(gè)微指令序列表示一條機(jī)器指令，這種微指令序列稱為微程序。此時(shí)被編輯的控存單元地址會(huì)自動(dòng)加 1（01H），由 IN 單元開(kāi)關(guān)依次給出該控存單元數(shù)據(jù)的低 8 位、中 8 位和高 8 位配合每次開(kāi)關(guān) ST 的兩次按動(dòng)，即可完成對(duì)后續(xù)單元的編輯。其功能是根據(jù)機(jī)器指令及相應(yīng)微代碼進(jìn)行譯碼，使微程序轉(zhuǎn)入相應(yīng)的微地址入口，從而實(shí)現(xiàn)完成對(duì)指令的識(shí)別，并實(shí)現(xiàn)微程序的分支，本系統(tǒng)上的指令譯碼原理如圖 43 所示，圖中 I7…I2 為指令寄存器的第 7…2 位輸出，SE5…SE0 為微控器單元微地址鎖存器的強(qiáng)置端輸出，指令譯碼邏輯在 IR 單元的 INS_DEC（GAL20V8）中實(shí)現(xiàn)。要求該程序必須包含IN、ADD、OUT、JMP、HLT指令并且程序的長(zhǎng)度在6條指令以上。圖 52 程序計(jì)數(shù)器(PC)原理圖本模型機(jī)和前面微程序控制器實(shí)驗(yàn)相比，新增加一條跳轉(zhuǎn)指令 JMP，共有五條指令：IN（輸入）、ADD（二進(jìn)制加法）、OUT（輸出）、JMP（無(wú)條件轉(zhuǎn)移），HLT（停機(jī)），其指令格式如下（高４位為操作碼）：其中 JMP 為雙字節(jié)指令，其余均為單字節(jié)指令，********為 addr 對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制地址碼