第3章微型計(jì)算機(jī)的基本工作原理-文庫吧資料
2024-10-25 16:37本頁面
【正文】 器 PC(即 LP=1)，或子程序計(jì)數(shù)器 (LS=1)。 ? 特點(diǎn)：由指令寄存器分出來的地址字段 (8位的地址字段 )必定進(jìn)入 MAR(存儲(chǔ)器地址寄存器 )，這就能夠識(shí)別出 MRI這類指令。 ? 擴(kuò)展 模型機(jī) 的功能 ? 中央處理器 ? 控制器 ? 算術(shù)邏輯部件 (ALU) ? 寄存器的個(gè)數(shù)、性能等 202034 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 _宋廷強(qiáng) 36 ?算術(shù)邏輯部件及控制器的功能有相當(dāng)?shù)臄U(kuò)展，這樣，就既可能進(jìn)行邏輯運(yùn)算，也有跳轉(zhuǎn)和循環(huán)運(yùn)算的功能。 202034 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 _宋廷強(qiáng) 34 其他控制電路 ? 時(shí)鐘脈沖發(fā)生器，包括時(shí)鐘振蕩器及射極跟隨器，輸出 CLK ? 運(yùn)行／停車觸發(fā)器，其輸出去啟動(dòng)時(shí)鐘振蕩器 ? “啟動(dòng)”和“清除”按鈕，由人直接操作的主令電器，命令都是由此開始的 202034 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 _宋廷強(qiáng) 35 微型計(jì)算機(jī)功能的擴(kuò)展 ? 模型機(jī)的不足 ? 硬件過于簡(jiǎn)單，尤其是控制部件只能接受 5條指令而產(chǎn)生相應(yīng)的例行程序。這個(gè)電路共有 12個(gè)輸出端，就是控制字 CON： CON=CPEPIMERLIEILAEASUEULBLO ? 控制矩陣的初始化 ? 開機(jī)前使 CLR為高電位，則此時(shí)環(huán)形計(jì)數(shù)器復(fù)位至 T0=1，其他各位為 0。 202034 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 _宋廷強(qiáng) 30 202034 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 _宋廷強(qiáng) 31 控制矩陣 ? 控制矩陣就是要決定控制字的輸出電平高低 ? 一般每一節(jié)拍大都要求兩個(gè)控制字位為高電位，有的可能只有一位為高電位的 (如 CP=1)，也可能是 3位為高電位。 譯碼器 可以由與門和非門組成，下圖就是一個(gè) 4位譯碼器。 ? 一個(gè)控制動(dòng)作相當(dāng)于一條控制線，就要使該控制線為高電位。 ? 環(huán)形計(jì)數(shù)器、指令譯碼器、控制矩陣稱為 控制器 。 – (5) T4=1應(yīng)將 PROM的數(shù)據(jù)區(qū)的存儲(chǔ)單元 (如 R9，即 1001)的內(nèi)容送入累加器 A，即： ER=1， PROM準(zhǔn)備放出數(shù)據(jù)； LA=1， A準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)； – (6) T5=1因?yàn)?T4=1時(shí)，已將數(shù)據(jù)存放入 A中，所以， LDA的例行程序就已完成， T5節(jié)拍就變成 空拍 202034 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 _宋廷強(qiáng) 28 控制部件 ? 控制部件是使計(jì)算機(jī)能夠成為自動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵部件。此高 4位是與 LDA相應(yīng)的二進(jìn)制碼“ 0000”，控制部件經(jīng)過分析后就發(fā)出命令： EI=1，將 IR的低 4位送至 W總線； LM=1， MAR接收此低 4位數(shù)作為地址并立即送至 PROM；例題中，送至 PROM的地址就是 R9的二進(jìn)制碼地址 (1001)。 202034 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 _宋廷強(qiáng) 27 執(zhí)行指令的例行程序 4 ? 執(zhí)行周期 也需要 3拍 (T3， T4， T5)，這種程序是由廠家編好了的，所以稱為 例行程序 。因此，在此節(jié)拍到來之前，即應(yīng)準(zhǔn)備好： ER=1 即 PROM 準(zhǔn)備放出數(shù)據(jù) LI=1 即 IR 準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù) – (3) 增量節(jié)拍 (T2=1)在 T2=1時(shí)，應(yīng)使 PC加 1，做好下一條指令的取指準(zhǔn)備。取指周期，對(duì)任何一條指令都是一樣的。 ? 環(huán)形計(jì)數(shù)器的輸出看做是一個(gè)字 T，則： T=T5T4T3T2T1T0 ? 下圖是一個(gè) 6位的環(huán)形字，用以控制 6條電路，使它們依次輪流為高電位， T0， T1， T2， T3， T4和 T5稱為 機(jī)器節(jié)拍 。在這些節(jié)拍內(nèi)，每個(gè)寄存器 (PC， MAR， IR， A， B， O等 )的內(nèi)容可能發(fā)生變化。機(jī)器周期又可分為取指周期和執(zhí)行周期。 執(zhí)行 LDA 9H 后 A=0001 0000［ 16(10)］ 執(zhí)行 ADD AH 后 A=0010 0100［ 36(10)］ 執(zhí)行 ADD BH 后 A=0011 1100［ 60(10)］ 執(zhí)行 ADD CH 后 A=0101 1000［ 88(10)］ 執(zhí)行 SUB DH 后 A=0011 1000［ 56(10)］ 執(zhí)行 OUT 后 D=0011 1000［ 56(10)］ 執(zhí)行 HLT 后 D=0011 1000(不變 ) 202034 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 _宋廷強(qiáng) 24 執(zhí)行指令的例行程序 ? 在程序和數(shù)據(jù)裝入之后，啟動(dòng)按鈕將啟動(dòng)信號(hào)傳給控制部件 CON，然后控制部件產(chǎn)生控制字，以便取出和執(zhí)行每條指令。數(shù)據(jù)區(qū)是可以隨時(shí)存入要參與運(yùn)算的數(shù)據(jù)，并在計(jì)算過程中可以取出來 ? 將 PROM的每個(gè)數(shù)據(jù)位的開關(guān)撥向置 0或置 1的位置輸入 ? 在前面例題的計(jì)算程序設(shè)計(jì)好，并輸入至 PROM之后，就可以開始執(zhí)行程序了。由于我們的計(jì)算機(jī)很簡(jiǎn)單，只有 5個(gè)助記符，列成對(duì)照表 助記符 操作碼 LDA 0000 ADD 0001 SUB 0010 OUT 1110 HLT 1111 ? 存儲(chǔ)器分配 在本微型機(jī)中就是要把 PROM中的 16個(gè)存儲(chǔ)單元分配成兩個(gè)區(qū)： 程序存放區(qū) (指令區(qū) )和 數(shù)據(jù)存放區(qū) (數(shù)據(jù)區(qū) )。 ? 存儲(chǔ)器中既要寫入計(jì)算程序，也要存放參與運(yùn)算的數(shù)據(jù)，因此，需要決定存儲(chǔ)器中的存儲(chǔ)單元應(yīng)如何分配，這稱為存儲(chǔ)空間分配。 ((MAR))呢？ ? HLT指令，使時(shí)鐘脈沖停發(fā)，計(jì)算機(jī)停止運(yùn)行，但電源未切斷，顯示器仍繼續(xù)顯示計(jì)算結(jié)果 202034 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 _宋廷強(qiáng) 19 程序設(shè)計(jì) ? 程序設(shè)計(jì)中要包括： ? (1) 編制匯編語言寫的程序； ? (2) 助記符的翻譯； ? (3) 存儲(chǔ)器的分配。 202034 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 _宋廷強(qiáng) 17 指令系統(tǒng) 2 例如一個(gè)計(jì)算程序的格式如下： 助記符 操作數(shù) 注釋 LDA R9 ； 把 R9中的數(shù)據(jù)存入 A ADD RA ； 把 RA中的數(shù)據(jù)與 A的相加 ADD RB ； 把 RB中的數(shù)據(jù)與 A的相加 ADD RC ； 把 RC中的數(shù)據(jù)與 A的相加 SUB RD
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