【文章內(nèi)容簡介】 后 將 緩 沖 寄 存 器 的 內(nèi) 容 傳 送 到 指 令 寄 存 器 。 到 這 里 完 成 了 取指 令 。 比 如 現(xiàn) 在 要 做 的 操 作 為 執(zhí) 行 CLA 指 令 ， 操 作 控 制 器 送 一 控 制 信號 給 ALU， 接 著 ALU 響 應 控 制 信 號 對 AC 清 零 。 如 果 接 下 來 執(zhí) 行ADD 操 作 ， 取 指 令 與 上 面 相 同 ， 然 后 從 內(nèi) 存 中 讀 取 操 作 數(shù) ， 操 作 數(shù) 與 累加 器 相 加 后 存 入 累 加 器 。10圖 31 數(shù)據(jù)通路圖第三章：運算器的物理結(jié)構(gòu)實 驗 中 所 用 16 位 運 算 器 數(shù) 據(jù) 通 路 如 圖 31 所 示 。 其 中 運 算 器 由四 片 74LS181 以 并 \串 形 成 16 位 字 長 的 ALU 構(gòu) 成 ， 低 8 位 運 算 器 的輸 出 經(jīng) 過 一 個 三 態(tài) 門 74LS245（ U33） 到 ALUO1 插 座 ， 進 行 調(diào) 試 時 用8 芯 排 線 和 內(nèi) 部 數(shù) 據(jù) 總 線 BUSD0～ D7 插 座 BUS1～ 6 中 的 任 一 個 相 連 ，低 8 位 數(shù) 據(jù) 總 線 通 過 LZD0～ LZD7 顯 示 燈 顯 示 ； 高 8 位 運 算 器 的 輸出 經(jīng) 過 一 個 三 態(tài) 門 74LS145（ U33,） 到 ALUO1， 插 座 ， 調(diào) 試 時 用 8芯 排 線 和 高 8 位 數(shù) 據(jù) 總 線 BUSD8～ D15 插 座 KBUS1 或 KBUS2 相 連 ，高 8 位 數(shù) 據(jù) 總 線 通 過 LZD8～ LZD15 顯 示 燈 顯 示 ； 參 與 運 算 的 四 個 數(shù)據(jù) 輸 入 端 分 別 由 四 個 鎖 存 器 74LS273（ U2 U U29， 、 U30， 、 ）鎖 存 ， 調(diào) 試 時 四 個 鎖 存 器 的 輸 入 并 聯(lián) 后 用 8 芯 排 線 連 至 外 部 數(shù) 據(jù) 總 線EXD0～ D7 插 座 EXJ1～ EXJ3 中 的 任 一 個 ； 參 與 運 算 的 數(shù) 據(jù) 源 來 自 于 8位 數(shù) 據(jù) 開 關(guān) KD0～ KD7， 并 經(jīng) 過 一 三 態(tài) 門 74LS245（ U51） 直 接 連 至外 部 數(shù) 據(jù) 總 線 EXD0～ EXD7， 輸 入 的 數(shù) 據(jù) 通 過 LD0～ LD7 顯 示表 31 74LS181 功能表11 運算器數(shù)據(jù)通路圖第四章：存儲器系統(tǒng)的組成與說明 主存儲器的組成存 儲 器 由 一 片 6264組 成 ， 實 際 使 用 容 量 為 256字 節(jié) ， 6264有 四 個控 制 線 :CS1第 一 片 選 線 ， CS2第 二 片 選 線 ， OE讀 線 ， WE寫 線 ， 功 能表 如 下 ：12 表 6264功 能 表 存儲器的原理圖 存 儲 器 原 理 圖 如 圖 所 示 ： 本 機 主 存 儲 器 采 用 一 級 cache存 儲 器 結(jié) 構(gòu) 。 主 要 用 于 存 放 試 驗 機 的機 器 指 令 。 它 的 數(shù) 據(jù) 總 線 掛 在 外 部 數(shù) 據(jù) 總 線 EXD0～ EXD7 上 ； 它 的地 址 總 線 由 地 址 寄 存 器 單 元 電 路 中 的 地 址 寄 存 器 74LS273（ U37） 給出 ， 地 址 值 由 8 個 LED 燈 LAD0～ LAD7 顯 示 ， 高 電 平 亮 ， 低 電 平 滅 ；在 手 動 方 式 下 ， 輸 入 數(shù) 據(jù) 由 8 位 數(shù) 據(jù) 開 關(guān) KD0～ KD7 提 供 ， 并 經(jīng) 一三 態(tài) 門 74LS245（ U51） 連 至 外 部 數(shù) 據(jù) 總 線 EXD0～ EXD7， 實 驗 時 將外 部 數(shù) 據(jù) 總 線 EXD0～ EXD7 用 8 芯 排 線 連 到 內(nèi) 部 數(shù) 據(jù) 總 線BUSD0～ BUSD7， 分 時 給 出 地 址 和 數(shù) 據(jù) 。 它 的 讀 信 號 直 接 接 地 ； 它 的 寫信 號 和 片 選 信 號 由 寫 入 方 式 確 定 。 該 存 儲 器 中 機 器 指 令 的 讀 寫 分 手 動 和自 動 兩 種 方 式 。 手 動 方 式 下 ， 寫 信 號 由 W/R` 提 供 ， 片 選 信 號 由I/O 輸 入工 作 方 式DI DO /OE /WE /CS非 選 擇 X HIGHZ X X H讀 出 HIGHZ DO L H L寫 入 DI HIGHZ H L L寫 入 DI HIGHZ L L L選 擇 X HIGHZ H L L13CE`提 供 ； 自 動 方 式 下 ， 寫 信 號 由 控 制 CPU 的 提 供 ， 片 選 信 號由 控 制 CPU 的 提 供 。由 于 地 址 寄 存 器 為 8 位 ， 故 接 入 6264 的 地 址 為 A0～ A7， 而 高4 位 A8～ A12 接 地 ， 所 以 其 實 際 使 用 容 量 為 256 字 節(jié) 。 6264 有 四 個控 制 線 ： CS1 第 一 片 選 線 、 CS2 第 二 片 選 線 、 OE 讀 線 、 WE 寫 線 。CS1 片 選 線 由 CE`控 制 （ 對 應 開 關(guān) CE） 、 OE 讀 線 直 接 接 地 、 WE 寫線 由 W/R`控 制 （ 對 應 開 關(guān) WE） 、 CS2 直 接 接 +5V。 存儲器輸入輸出時序形 成 時 鐘 脈 沖 信 號 T3 的 方 法 如 下 ： 在 時 序 電 路 模 塊 中 有 兩 個 二 進制 開 關(guān) “運 行 控 制 ”和 “運 行 方 式 ”。 將 “運 行 控 制 ”開 關(guān) 置 為 “運 行 ”狀 態(tài) 、“運 行 方 式 ”開 關(guān) 置 為 “連 續(xù) ”狀 態(tài) 時 ， 按 動 “運 行 啟 動 ”開 關(guān) ， 則 T3 有連 續(xù) 的 方 波 信 號 輸 出 ， 此 時 調(diào) 節(jié) 電 位 器 W1， 用 示 波 器 觀 察 ， 使 T3輸 出 實 驗 要 求 的 脈 沖 信 號 ； 本 實 驗 中 “運 行 方 式 ”開 關(guān) 置 為 “單 步 ”狀 態(tài) ，每 按 動 一 次 “啟 動 運 行 ”開 關(guān) ， 則 T3 輸 出 一 個 正 單 脈 沖 ， 其 脈 沖 寬 度 與連 續(xù) 方 式 相 同 。第五章：指令系統(tǒng)的設(shè)計與指令格式分析 數(shù)據(jù)格式模 型 機 規(guī) 定 采 用 定 點 補 碼 表 示 法 表 示 數(shù) 據(jù) ， 且 字 長 為 8 位 ， 其 格式 如 下 ：7 6 5 4 3 2 1 0符號 尾 數(shù)其 中 第 7 位 為 符 號 位 ， 數(shù) 值 表 示 范 圍 是 ： 1≤ X1 指令格式模 型 機 設(shè) 計 指 令 共 10 條 ， 其 中 包 括 算 術(shù) 邏 輯 指 令 、 I/O 指 令 、訪 問 和 轉(zhuǎn) 移 指 令 。 （ 1） ． 算 術(shù) 邏 輯 指 令設(shè) 計 6 條 算 術(shù) 邏 輯 指 令 并 用 單 字 節(jié) 表 示 ， 尋 址 方 式 采 用 寄 存 器 直 接尋 址 ， 其 格 式 如 下 ：7 6 5 4 3 2 1 014OPCODE RS RD其 中 ， OPCODE 為 操 作 碼 ， RS 為 源 寄 存 器 ， RD 為 目 的 寄 存器 ， 并 規(guī) 定 ：RS 或 RD 選定的寄存器000110R0R1R2 （ 2） 訪 問 指 令 及 轉(zhuǎn) 移 指 令模 型 機 設(shè) 計 2 條 訪 問 指 令 ， 即 存 數(shù) （ STA） 、 取 數(shù) （ LDA） ， 指令 格 式 為 ：7 6 5 4 3 2 1 00 0 M OPCODE RD D其 中 ， OPCODE 為 操 作 碼 ， RD 為 目 的 寄 存 器 地 址（ LDA、 STA 指 令 使 用 ） 。 D 為 位 移 量 （ 正 負 均 可 ） ， M 為 尋 址 模式 ， 其 定 義 如 下 ：尋址模式 M 有效地址 E 說 明 00011011E=DE=(D)E=(RI)+DE=(PC)+D直接尋址間接尋址RI 變址尋址相對尋址 本 模 型 機 規(guī) 定 變 址 寄 存 器 RI 指 定 為 寄 存 器 R2。 （ 3） I/0 指 令輸 入 （ IN） 和 輸 出 （ OUT） 指 令 采 用 單 字 節(jié) 指 令 ， 其 格 式 如 下 ：7 6 5 4 3 2 1 0OPCODE ADDR RD 其 中 ， ADDR=01 時 ， 選 中 “INPUT DEVICE”中 的 開 關(guān) 組 作 為 輸 入設(shè) 備 ， ADDR=10 時 ， 選 中 “OUTPUT DEVICE” 中 的 數(shù) 碼 塊 作 為 輸出 設(shè) 備 。 指令系統(tǒng) 本 模 型 機 共 有 10 條 基 本 指 令 ， 其 中 算 術(shù) 運 算 類 指 令 6 條15（ INC、 DEC、 ADC、 SBC、 MOV、 CLR） ， 訪 問 內(nèi) 存 指 令 和 程 序 控制 指 令 4 條 （ STA、 LDA） ， I / O 指 令 2 條 (IN、 OUT)， 下 表 列 出 了各 條 指 令 的 格 式 、 匯 編 符 號 、 指 令 功 能 。 匯編符號 指令格式 功能CLR rd 0110 00 rd 0→rdMOV rs rd 0111 rs rd rs→rd