【正文】 運算暫存器DR2微地址―――――――――――――微地址檢查完畢可以通電；注意事項： 計算機屏幕上所有的按鈕與實驗機上的按鈕完全對應(yīng)。即對總線操作時只有一個操作狀態(tài)有效。二、實驗內(nèi)容：向RAM中任一存儲單元存入數(shù)據(jù)；并讀出任一單元的數(shù)據(jù)。SW7－SW0為邏輯開關(guān)量，與產(chǎn)生地址和數(shù)據(jù)；寄存器AR輸出A7－A0提供存貯器地址，通過顯示燈可以顯示地址，D7－D0為總線，通過顯示燈可以顯示數(shù)據(jù)。當CE為低電平，WE為高電平，SW－BUS為低電平，T3上升沿到來時，開關(guān)SW7－SW0產(chǎn)生的數(shù)據(jù)寫入存貯器的存貯單元內(nèi)，存貯器為讀出數(shù)據(jù)，D7－D0顯示讀出數(shù)據(jù)。四、實驗步驟 （在完成一個實驗后，應(yīng)將所有的信號狀態(tài)置成“1”高電平狀態(tài)）實驗前將TJ，DP對應(yīng)的邏輯開關(guān)置成11狀態(tài)（高電平輸出），使時序發(fā)生器處于單拍輸出狀態(tài)，每按一次P0輸出一拍時序信號，實驗處于單步狀態(tài)，并置ALU－BUS＝1。表格中只列出了存貯器實驗步驟中的一部分，即對幾個存貯器單元進行了讀寫，其它單元的步驟同表格相同。注意：表中列出的總線顯示D7－D0及地址顯示A7－A0，顯示情況是：在寫入RAM地址時，由SW7－SW0開關(guān)量地址送至D7－D0，總線顯示SW7－SW0開關(guān)量，而A7－A0則顯示上一個地址，在按P后，地址才進入RAM，即在單次脈沖（T3）作用后，A7－A0同D7－D0才顯示一樣。 實驗三、數(shù)據(jù)通路組成與故障分析實驗一、實驗?zāi)康氖煜び嬎銠C的數(shù)據(jù)通路掌握數(shù)據(jù)運算及相關(guān)數(shù)據(jù)和結(jié)果的存儲的工作原理二、實驗內(nèi)容： 利用sw0sw7數(shù)據(jù)輸入開關(guān)向DRDR2預(yù)置數(shù)據(jù)，做運算后將結(jié)果存入RAM，并實現(xiàn)任一單元的讀出。原理圖見圖7。我們按圖7進行實驗。實驗步驟見表3。 DR1⊕DR2＝44H011X100XXXXX1AAHAAHAAH↑地址AAH存入AR1001000101011XXHAAHEEH↑DR2內(nèi)容存入RAM0111100XXXXX1ABHABHABH↑地址ABH存入AR1001000111111XXHABHAAH↑DR1內(nèi)容存入RAM0111100XXXXX1AAHAAHAAH↑地址AAH存入AR1100010XXXXX1XXHAAHEEH↑讀RAM內(nèi)容送DR10111100XXXXX1ABHABHABH↑地址ABH存入AR1100001XXXXX1XXHABHAAH↑讀RAM內(nèi)容送DR20111100XXXZXX1ACHACHACH↑地址ACH存入AR0101000XXXXX1FFHACHFFH↑數(shù)據(jù)FFH存入RAM0111100XXXXX1ADHADHADH↑地址ADH存入AR0101000XXXXX100HADH00H數(shù)據(jù)00H存入RAM WORD格式整理 表3中，列出了數(shù)據(jù)通路組成實驗的一部分實驗步驟，其它部分同表中的實驗步驟相同，只是實驗的數(shù)據(jù)及存貯單元不同。表中帶“－”的地方表示需要按單次脈沖P，無“－”的地方則表示不需要按單次脈沖P。實驗四 微程序控制器實驗一、實驗?zāi)康氖煜の⒅噶罡袷降亩x。二、實驗內(nèi)容： 分別完成輸入指令、加法指令、存數(shù)指令、輸出指令、無條件轉(zhuǎn)移指令、強迫RAM讀、強迫RAM寫的微指令流程，并觀察微地址的變化。不同的微指令由不同的微命令和下一微指令地址組成。微程序控制器的電路圖見圖44，UA4－UA0為微地址寄存器。微命令寄存器為20位，由2片8D觸發(fā)器74LS273和1片4D觸發(fā)器74LS175組成。在不判別測試的情況下，T2時刻打入的微地址寄存器內(nèi)容為下一條指令地址。在T4上升沿到來時，根據(jù)P（1）IR7，IR6，IR5的狀態(tài)條件對微地址01000進行修改，然而按修改的微地址讀出下一條微指令，并在下一個T2時刻將讀出的微指令打入到微指令寄存器和微地址寄存器。當CLR為低電平時，微指令寄存器清零，微指令信號均無效。讀出微地址為00000的微指令時，便給出下一條微指令地址00001。微指令地址00001的微指令執(zhí)行的是PC的內(nèi)容送地址寄存器AR及PC加1微指令。微指令地址00010的微指令在T2時序信號是，執(zhí)行的是把RAM的指令送到指令寄存器，同時給出判別信號P（1）及下一條微 指令地址01000，在T4時序信號時，根據(jù)P（1）IR7，IR6，IR5，修改微地址01000，產(chǎn)生下一條微指令地址，不同的指令（IR7，IR6，IR5也就不同）產(chǎn)生不同的下一條微指令地址。從而可對RAM進行連續(xù)讀操作。實驗時，先把J1插座的短路塊向右短接，然后用開關(guān)AN25，AN26，AN27模擬指令的代碼（即IR7，IR6，IR5），不斷改變AN25，AN26，AN27狀態(tài)，模擬不同的指令，從而讀出不同的微指令。實驗用單步的方式，將啟動程序5條指令，強迫RAM讀，強迫RAM寫的微指令逐條讀出。從微地址UA4－UA0和判別標志上可以觀察到微程序的縱向變化。 實驗在系統(tǒng)機上進行時，應(yīng)將“UP”信號設(shè)置成低電平。 SRD：微程序控制器的微地址修改信號，微地址修改為01000，使機器處于讀RAM狀態(tài)。（2）觀察微程序控制器工作原理將TJ，DP置11，微程序控制器處于單步狀態(tài)，按一次單步按鈕產(chǎn)生一拍時序信號T1，T2，T3，T4。SWE，SRD置11，將IR7置0，IR6置0，IR5值0，表示無指令輸入。2，按一次P0執(zhí)行微指令地址為00000的啟動程序，給出一條微指令地址UA4－UA0為00001。4，在執(zhí)行至微地址UA4－UA0顯示為00001時，置IR7，IR6，IR5＝010為加法指令的若干條微指令，直至執(zhí)行到微地址UA4－UA0顯示00001結(jié)束。6，重復(fù)4執(zhí)行為執(zhí)行IR7，IR6，IR5為100（輸出指令）的指令。8，在執(zhí)行到微地址UA4－UA0顯示為00001時，或在開機時，按清零鍵P2使UA4－UA0顯示為00000，置IR7＝0，IR6＝0，IR5＝0，SWE置1，SRD置1，把SWE開關(guān)從“1”－“0”－“1”，使微地址UA4－UA0顯示10000，強迫處于RAM寫，執(zhí)行微指令地址為10000，10001，10010的三條微指令，電平指示燈顯示微指令的微命令及微地址。9，按清零鍵P2，使UA4－UA0顯示為00000，置IR7，IR6，IR5＝000，SWE＝1，SWD＝1，把SRD開關(guān)從“1”－“0”－“1”，使微地址UA4－UA0顯示01000，強迫機器處于RAM讀，執(zhí)行微指令地址為01000，01110，01111的三條微指令，電平指示顯示微指令的微命令及微地址。（3）連續(xù)方式讀出微指令將時序發(fā)生器處于連續(xù)時序循環(huán)狀態(tài)，就可連續(xù)讀出微指令。此時，微程序控制器按某一序列的微指令地址固定的重復(fù)地讀出微指令序列。用微程序控制器控制模型機的數(shù)據(jù)通路。三、實驗原理前面幾個實驗中，控制信號是由實驗者用邏輯開關(guān)來模擬，以完成對數(shù)據(jù)通路的控制。CPU從內(nèi)存取出一條機器指令到執(zhí)行指令的一個指令周期，是由微指令組成的序列來完成，取一條機器指令對應(yīng)一個微程序。四、實驗步驟（一）實驗設(shè)置 實驗時，（在完成一個實驗后，應(yīng)將所有的信號狀態(tài)置成“1”高電平狀態(tài)）將J1設(shè)置成左側(cè)連接。在做模型機實驗時應(yīng)將“UPCOUT”和“UBIN”用26芯電纜連接起來。 實驗在系統(tǒng)機上進行時，應(yīng)將“UP”信號設(shè)置成低電平。再通過邏輯開關(guān)AN31（即SRD），將SRD從“1”－“0”－“1”，使微程序控制器的指令地址為01000，強迫機器處于RAM讀，執(zhí)行微指令地址01000，01110，01111的微指令。（二）指令系統(tǒng)：（1）IN A，DATA。是輸入指令。指令碼40 ADD，A指R0，ADD為存貯器地址。（3）STA（ADD），A。將R0寄存器的內(nèi)容存到以ADD為地址的內(nèi)存單元中。指令碼80（ADD），BUS為數(shù)據(jù)總線，ADD為存貯器地址。（5）JMP ADD。ADD指存貯器地址。（6）WE存貯器寫命令。(三)存貯器寫操作（1）所寫程序IN R0，DATA （輸入指令）ADD R0，（ADD） （加法指令）STA （ADD），R0 （存貯器存數(shù)指令）OUT BUS，（ADD） （輸出指令）JMP ADD （無條件轉(zhuǎn)換指令）（2）起始地址從00開始地址指令碼注釋0020add←090140 addadd←0B0360 addadd←0A0580 addadd←0007A0 add09550AAA（3）操作過程AN26，AN23，AN24，AN30，AN31設(shè)置為01111，即UP＝0。SW7－SW0設(shè)置00000000。存貯器寫是在單步狀態(tài)下進行，其控制信號全部由微程序控制器提供，因此只需操作SW7－SW0（置數(shù)據(jù)）及按P0（單步操作）。如果從30H開始，只要在開始用SWE開關(guān)置UA4為“1”，UA4－UA0顯示為10000，SW7－SW0開關(guān)置30H，寫過程相同。寫過程結(jié)束后，按清零鍵P2。SRD從“1”－“0”－“1”即 ，此時，UA4－UA0顯示為01000。同樣只需按表6操作SW0－SW7及按P0（單步操作）。如果程序?qū)懺?0H單元內(nèi)，只需在開始時將SW7－SW0開關(guān)置30H，A7－A0顯示則從30H開始，其它不變。當單步執(zhí)行時，狀態(tài)設(shè)置為01111，即UP＝0，DP，TJ＝11，SWE＝1，SRD＝1，按清零鍵P2。表7 執(zhí)行過程操作及顯示結(jié)果表P0SW7～SW0A7～A0D7～D0UA4～UA0PC7～PC00000000↑00H0000100H↑00H01H0001001H↑Data(8A)00H20H0100101H↑00H8AH0000101H↑01H02H0001002H↑01H40H0101002H↑02H03H0001103H↑09H55H0010003H↑09H55H0010103H↑09H8AH0011003H↑09HDFH0000103H↑03H04H0001004H↑03H60H0101104H↑04H05H0011105H↑0BHXXH1011005H↑0BHDFH0000105H↑05H06H0001006H↑05H80H0110006H↑06H07H1001107H↑0AHAAH1010007H↑0AHAAH0000107H↑07H08H0001008H↑07HA0H0110108H↑08H09H1010109H↑08H00H0000109H(六)運行情況：（1）先執(zhí)行IN R0，DATA輸入指令 將開關(guān)8A送入R0寄存器。（3）執(zhí)行STA（ADD），R0指令 將R0的內(nèi)容DFH送以ADD為地址的內(nèi)存，ADD為0B，DF送R0存儲器0B中。（5）執(zhí)行JMP ADD指令無條件轉(zhuǎn)換到以ADD為地址的內(nèi)存中執(zhí)行指令。再執(zhí)行IN R0，DATA輸入指令。三、實驗原理 實驗所用的時序與啟停電路原理如圖所示，圖46 時序發(fā)生器及啟停電路其中時序電路由1/2片74LS71片74LS175及6個二輸入與門、2個二輸入與非門和3個反向器構(gòu)成。學生可根據(jù)實驗自行選擇方波信號的頻率。上圖中啟停電路由1/2片74LS774LS00及1個二輸入與門構(gòu)成。當TJ，DP都為低電平時，按一次啟動按鈕P0，產(chǎn)生連續(xù)時序信號，CLR接P2作清除按鈕。圖47 連續(xù)輸出時序波形圖T1，T2，T3，T4有兩組輸出信號，以提高負載能力。如果實驗系統(tǒng)處于系統(tǒng)方式下，當進入“單步”方式命令鍵時管理CPU令“TJ、DP”處于單步控制方式，機器便處于單步運行狀態(tài)，即此時只發(fā)送一個CPU周期的時序信號就停機。另外當機器連續(xù)運行時，如果按動“停機方式”命令鍵管理CPU令工作方式處于停機狀態(tài)，也會使機器停機。 2．為其定義五條機器指令，并編寫相應(yīng)的微程序，上機調(diào)試掌握整機概念。三、實驗內(nèi)容1．實驗原理部件實驗過程中，各部件單元的控制信號是以人為模擬產(chǎn)生為主，而本次實驗將能在微程序控制下自動產(chǎn)生各部件單元的控制信號，實驗特定指令的功能。 本實驗采用五條機器指令：IN〔輸入〕、ADD〔二進制加法〕、STA〔