计算机组成原理实验报告 (1)


    

    郑州航空工业理学院

    计算机科学应系实验报告









    课 程 名: 计算机组成原理
    学 号:
    姓 名:
    指导教师:
    成 绩






    计算机科学应系

    实验 运算器实验()
    1 实验目
    ①深入解AM2901运算器功具体法
    ②深化运算器部件组成设计控制知识
    ③够熟练掌握运算器需控制信号设置完成运算
    ④够独立成功完成指令运算器中运算实验
    2 实验求
    ①实验前认真解AM2901运算器基结构预需实验容课前填写实验步骤表格实验数实验结果进行预期性分析提高实验效率
    ②实验程中正确流程操作防止损坏设备分析遇种现象判断结果否正确记录运算结果
    ③实验认真填写实验报告包括种现象分析实验步骤实验结果
    3 实验原理
    (1) 运算器数通路
    TECXP教学机运算器采4片AM2901芯片级联组成片AM2901芯片实现4位运算4片芯片级联成16位运算器
    AM2901芯片组成包括:14位算术逻辑运算单元ALU164位通寄存器4位商寄存器Q干路选择开关AM2901数通路图示:








    ①算术逻辑运算单元ALU
    ALU两数输入端RSRS种组合中没意思重复8种效组合ALU完成连操作数加减异等种操作ALU输出结果保存通寄存器商寄存器Q值2保存ALU根运算结果会产生4标志位——符号标志位F3零标志位F0溢出标志位OVR进位标志位Cn+4
    ②通寄存器组
    AM2901中通寄存器组16寄存器构成具双端口读写电路通A口B口输入址(4位址)选择寄存器值送入AB锁存器中A口址指定寄存器读B口址指定寄存器读写
    AB锁存器作ALU输入数ALU输出结果值保存B口指定寄存器中写寄存器时通通寄存器组入口三选路开关选择写入ALU结果值左移(2)右移(2)结果
    ③商寄存器
    商寄存器Q配合ALU运算二设置该寄存器输入端三选路开关选择ALU输出结果商寄存器Q身容作输入数时两输入值左移右移送入Q中
    ④低进位信号Cin
    AM2901基运算加法电路减法功实现通减数求补完成ALU运算时应SCI控制位设置低进位信号Cin状态
    (2) AM2901级联结构
    片4位AM2901芯片引脚信号图示中A3~A0B3~B0输入选中通寄存器址I8~I0运算程控制信号D3~D0输入外部数Y3~Y0输出运算结果CP时钟信号OE选通信号RAM3RAM0运算结果左右移动时移出位Q3Q0商寄存器Q左右移时移出位CyF0OverF3分进位标志位零标志位溢出标志位符号标志位Cin外部输入低进位










    注:TECXP教学机16位运算器采4片AM2901芯片级联成芯片间采串行进位方式具体连接图未出
    (3) AM2901时钟信号作
    AM2901ALU操作周期ALU部件执行时间时钟脉高电时寄存器组读出数穿锁存器直接传送ALU数输入端降时AB口数锁存时钟脉低电时通寄存器接收运算器输出结果升时Q寄存器接受数
    (4) 实验控制信号开关说明
    该实验完全脱机方式完成实验程中实验箱面板方标micro switch 1micro switch 2两红色开关设置24位运算控制信号运算完成通实验箱面板中间位置发光二极观察运算结果实验程中会外部输入数通实验箱面板右方16黑色数开关设置控制信号序图示:
    Micro switch 1
    Micro switch 2
    I8~I6
    I5~I3
    I2~I0
    SST
    SSH
    SCI
    B Port
    A Port
    Micro switch开关信号序图
    (5) 指令举例
    指令1:MVRD R0OFFFFII
    分析:
    ①该指令立数寄存器赋值立数应数总线拨入ALU传送目寄存器R0ALU数源应选择D0I2~I0取值111
    ②该赋值指令中数必须ALU写入通寄存器FFFFH+0>R0操作ALU运算类型应该选择算术加I5~I3取值000
    ③ALU运算结果应保存B口址指定通寄存器中I8~I6取值011时B口址输入R0址(0000)
    ④余信号:A口址意值SST取000(标志位保持变传送类指令影响标志位状态)SSH00(移位)Sci00(Cin0)
    4 实验步骤
    ①首先TECXP教学机左方5功开关设置1**00(单步16位脱机)先RESET键START键进行初始化
    ②完成初始化根定指令序控制运算器执行条指令条指令执行时请记录START前START两时刻状态
    ③预AM2901运算器原理步骤完成实验填写实验表格:
    运算
    I80
    SST
    SSH
    SCI
    B
    A
    START前
    START
    ALU输出
    SVZC
    ALU输出
    SVZC
    MVRD R00101
    011000111
    000
    00
    00
    0000
    0000
    0101
    1111
    0101
    1111
    MVRD R11010
    011000111
    000
    00
    00
    0001
    0000
    1010
    1111
    1010
    1111
    ADD R0R1
    011000001
    001
    00
    00
    0000
    0001
    1111
    1111
    2121
    0000
    SUB R0R1
    011001001
    001
    00
    01
    0000
    0001
    0101
    0000
    F0F1
    0001
    SUB R1R0
    011001001
    001
    00
    01
    0001
    0000
    0F0F
    0001
    0E0E
    0001
    OR R0R1
    011011001
    001
    00
    00
    0000
    0001
    0F0F
    0001
    0F0F
    0101

    5 实验结果总结
    通次实验进步解AM2901运算器基结构够熟练操作运算器面板键实验程中遇问题刚开始没设置Micro switch开关中相关信号位置什时候该STARTRESET没弄清楚通断摸索调试终成功完成次实验感觉收获颇
    实验二 运算器实验(二)
    1 实验目
    ①深入解AM2901运算器功具体法
    ②深化运算器部件组成设计控制知识
    ③够熟练掌握运算器需控制信号设置完成运算
    ④够独立成功完成指令运算器中运算实验

    2 实验求
    ①实验前认真解AM2901运算器基结构预需实验容课前填写实验步骤表格实验数实验结果进行预期性分析提高实验效率
    ②实验程中正确流程操作防止损坏设备分析遇种现象判断结果否正确记录运算结果
    ③实验认真填写实验报告包括种现象分析实验步骤实验结果

    3 实验原理
    (1)运算器数通路
    TECXP教学机运算器采4片AM2901芯片级联组成片AM2901芯片实现4位运算4片芯片级联成16位运算器
    AM2901芯片组成包括:14位算术逻辑运算单元ALU164位通寄存器4位商寄存器Q干路选择开关
    ①算术逻辑运算单元ALU
    ALU两数输入端RSRS种组合中没意思重复8种效组合ALU完成连操作数加减异等种操作ALU输出结果保存通寄存器商寄存器Q值2保存ALU根运算结果会产生4标志位——符号标志位F3零标志位F0溢出标志位OVR进位标志位Cn+4
    ②通寄存器组
    AM2901中通寄存器组16寄存器构成具双端口读写电路通A口B口输入址(4位址)选择寄存器值送入AB锁存器中A口址指定寄存器读B口址指定寄存器读写
    AB锁存器作ALU输入数ALU输出结果值保存B口指定寄存器中写寄存器时通通寄存器组入口三选路开关选择写入ALU结果值左移(2)右移(2)结果
    ③商寄存器
    商寄存器Q配合ALU运算二设置该寄存器输入端三选路开关选择ALU输出结果商寄存器Q身容作输入数时两输入值左移右移送入Q中
    ④低进位信号Cin
    AM2901基运算加法电路减法功实现通减数求补完成ALU运算时应SCI控制位设置低进位信号Cin状态

    (二)AM2901级联结构
    片4位AM2901芯片引脚信号运算器实验图中示中A3~A0B3~B0输入选中通寄存器址I8~I0运算程控制信号D3~D0输入外部数Y3~Y0输出运算结果CP时钟信号OE选通信号RAM3RAM0运算结果左右移动时移出位Q3Q0商寄存器Q左右移时移出位CyF0OverF3分进位标志位零标志位溢出标志位符号标志位Cin外部输入低进位
    注:TECXP教学机16位运算器采4片AM2901芯片级联成芯片间采串行进位方式具体连接图未出

    (三)AM2901时钟信号作
    AM2901ALU操作周期ALU部件执行时间时钟脉高电时寄存器组读出数穿锁存器直接传送ALU数输入端降时AB口数锁存时钟脉低电时通寄存器接收运算器输出结果升时Q寄存器接受数

    (四)实验控制信号开关说明
    该实验完全脱机方式完成实验程中实验箱面板方标micro switch 1micro switch 2两红色开关设置24位运算控制信号运算完成通实验箱面板中间位置发光二极观察运算结果实验程中会外部输入数通实验箱面板右方16黑色数开关设置控制信号序图示:

    Micro switch 1
    Micro switch 2
    I8~I6
    I5~I3
    I2~I0
    SST
    SSH
    SCI
    B Port
    A Port

    Micro switch开关信号序图
    (五)指令举例
    指令1:ADD R0R1
    分析:
    ①该指令加法运算指令ALU运算类型应选择算术加:I5~I3取值000
    ②两操作数通寄存器ALU数源应选择ABI2~I0取值001A口址0001B口址0000I8~I6取值011(ALU输出保存B口指定寄存器)
    ③余信号:SST——001(运算结果设置标志位加法指令正常影响标志位)SSH——00(移位)Sci——(Cin0)

    4 实验步骤
    ①首先TECXP教学机左方5功开关设置1**00(单步16位脱机)先RESET键START键进行初始化
    ②完成初始化根定指令序控制运算器执行条指令条指令执行时请记录START前START两时刻状态
    ③预AM2901运算器原理步骤完成实验填写实验表格:
    运算
    I80
    SST
    SSH
    SCI
    B
    A
    START前
    START
    ALU输出
    SVZC
    ALU输出
    SVZC
    MVRD R00101
    011000111
    000
    00
    00
    0000
    0000
    0101
    1111
    0101
    1111
    MVRD R11010
    011000111
    000
    00
    00
    0001
    0000
    1010
    1111
    1010
    1111
    MVRD R20110
    011000111
    000
    00
    00
    0010
    0000
    0110
    1111
    0110
    1111
    SUB R0R1
    011001001
    001
    00
    01
    0000
    0001
    F0F1
    1111
    E0E1
    1000
    ADD R2R1
    011000001
    001
    00
    00
    0010
    0001
    1120
    1000
    2130
    0000

    5 实验结果总结
    实验中需注意操作符控制输入输出控制思想通实验求次运算器做相关设计成功完成相关实验操作次实验更清楚解计算机数存储数运算次实验验次实验中未遇问题利完成实验实验中需注意教学机左方5功开关设置1**00注意RESET’START’键进行初始化













    实验三 存储器实验
    1 实验目
    ①解计算机中半导体存储器RAMEPROME2PROM功区
    ②掌握存储器字扩展位扩展方法
    ③理解掌握半导体存储器芯片扩展验证方式
    ④够进步深入解熟悉做实验容

    2 实验求
    ①开始实验前应该先复存储器字扩展位扩展方法
    ②实验程中应该心TECXP教学机避免造成必损坏
    ③够熟练完成次实验容

    3 实验原理
    TECXP教学机存储系统中2000H~27FFH2K空间6116RAM芯片构成机存储器读写特性:断电情况CPU该存储器单眼进行机读写操作中容长期保存该存储器易失性存储器旦断电中数均清空

    次实验监控状态分监控命令该RAM存储芯片读写特性进行验证联机测试需TECXP功开关先置00110

    断电重新启动教学机D命令次查修改单元容实验中次改动芯片连接时应该先断电进行实验完成取扩展芯片等需注意实验程中意改动芯片位置连接

    4 实验步骤
    ①该实验联机实验开始实验前先进行联机测试需TECXP教学机功开关设置00110
    ②进行联机操作计算机安装开软件板编程器件Pece16选择接口1RESETSTART键回车里面输入命令
    ③先E2PROM芯片插入扩展插槽位置需注意芯片插入时应带半圆形缺口方左插入旦插反会导致芯片烧毁
    ④然进行数址线连接读写控制总线连接片选信号连接
    ⑤进行扩展容量读写特性验证
    扩展E2PROM芯片读操作RAM样写操作先擦信息写入需定延迟时间约1毫秒子啊E2PROM进行写操作时应加入段延时子程序调完成正确读写
    aE修改扩展单元容D查结果
    假设扩展连接采默认址4000H~5FFFHE命令修改该址范围某单元D命令查数修改情况
    b控制程序
    实验E2PROM芯片直接A命令输入程序单字节指令会写进双字节指令低位会出错程序放RAM(6116)中程序读写扩展空间5000H~500FH单元

    2000H单元开始输入程序:
    (2000) MVRD R00030
    MVRD R2 0010 R2记录循环次数
    MVRD R35000 R3容16位存址
    (2006) STRR [R3]R0 R0寄存器容放R3出存单元中
    CALA 2200 调程序址2200延时子程序
    INC R0 R0加1
    INC R3 R3加1
    DEC R2 R2减1
    JRNZ 2006 R20跳转2006H
    RET
    c延时子程序
    2200H单元开始输入延时子程序
    (2002) PUSH R3
    MVRD R30001
    (2203) DEC R3
    JRNZ 2203
    POP R3
    RET
    d运行程序查结果
    命令提示符输入:G 2000回车运行程序D命令查5000H~500FH单元中数

    5 实验结果总结
    次实验联机实验实验前需进行联机测试教学机功开关设置00110应该注意次改动芯片连接时应先断电进行时实验程中意改动芯片位置接通次实验解存储器字位扩展容原理够相关命令完成实验中求实验中然遇问题请教老师学问题终解决成功完成次实验













    实验四 微程序控制器实验 ()
    1 实验目
    ①深入理解微程序控制器功组成结构
    ②学教学计算机指令指令格式寻址方式执行流程
    ③学微程序控制器设计程相关技术
    ④够理解基指令执行流程教学机验证应微指令
    ⑤够设计出条指令功格式指令流程教学计算机进行测试
    2 实验求
    ①实验前认真准备该实验基原理微指令格式相关机器指令微程序等容预先做分析设计
    ②实验程中应该认真进行实验操作仔细思考实验关容难点容通实验理解清楚争取实验结果
    ③实验应该认真思考写出实验总结包括实验中遇问题分析解决方法
    3 实验原理
    () TECXP教学机控制器基原理
    TECXP教学机中包含组合控制逻辑微程序控制逻辑两种结构控制器实验中微程序控制器微程序控制器相关机器结构图示控制器中程序计数器PC踪机器指令执行PC中容访存获取机器指令机器指令送入控制器中指令寄存器IR暂存微程序控制器分析执行执行程中控制信号均微程序控制器中微命令寄存器uIR发出






    微程序控制器工作程:指令寄存器IR中机器指令址映射部件产生该指令应微指令程序入口址通AM2901送控制存储器取出条微指令送入微指令寄存器中微命令字段发出控制信号控制部件执行址字段条件判定线路测试信号起送AM2901确定条指令址继续执行
    (二) 址映射部件
    址映射部件微指令址映射部件片E2PROM构成般称MAPROM指令寄存器IR中高8位指令操作码送MAPROMMAPROM根操作码微址间映射关系出该指令应微程序入口址
    (三) TECXP教学机微指令格式
    TECXP教学机微指令48位16位址字段32位操作控制字段形成格式图:
    微址
    CI3~CI0
    SSC3~SSC0
    IOMRW
    I2~0I8~3
    A口址
    B口址
    SST
    SSH
    SCI
    DC2
    DC1
    8位
    4位
    4位
    3位
    9位
    8位
    8位
    3位
    1位
    2位
    3位
    3位

    (四) 控制存储器
    控制存储器字长48位存放TECXP教学机微指令硬件实现时两片EEPROM芯片(53C64)存放16位址字段信息32位操作控制字段信息存放MACH器件
    次读控制存储器时三芯片中读出条微指令48位微指令寄存器分两段16位址信息32位微命令信息
    (五)ABCD组指令执行流程
    4 实验步骤
    ①设定工作方式
    接通TECXP教学机电源功开关设置11010设单步手动执行指令微程序控制器联机操作
    ②验证A组基指令——加法指令ADD R0R1微程序
    根示ADD指令格式指令ADD R0R1机器代码00000中高8位ADD指令操作码接两4位分应R0R1寄存器
    15 8 7 4 3 0
    OP
    DR
    SR

    先RESET键复位系统然通16位数开关SW拨入指令代码RESET键时指示灯Microp亮灯全灭
    完成设置接次START键控制器会执行条微指令请实验前懂微指令实验中验证条微指令记录条微指令执行时微址微址指示灯状态
    加法指令ADD R0R1微程序
    微址
    操作功

    CI3~0
    SCC3~0
    MRW
    I2~0
    I8~3
    B口
    A口
    SST
    SSH\SC
    DC2
    DC1
    00H
    0—>PC
    DI #0
    00H
    1110
    0000
    100
    001
    011001
    0101
    0101
    000
    001
    111
    000
    01H
    PC>AR
    PC+1>PC
    00H
    1110
    0000
    100
    011
    010000
    0101
    0101
    000
    001
    011
    000
    02H
    MEM>IR
    00H
    1110
    0000
    001
    000
    001000
    0000
    0000
    000
    000
    001
    000
    03H
    MAP
    00H
    0010
    0000
    100
    000
    001000
    0000
    0000
    000
    000
    000
    000
    04H
    R0+R1>R0
    30H
    0011
    0000
    100
    001
    011000
    0000
    0001
    001
    000
    000
    000
    30H
    STR>Q
    CC#INT#
    3AH
    0011
    0010
    100
    111
    000000
    0000
    0000
    000
    000
    000
    011

    ③验证B组基指令——传送指令MVRD R0D微程序
    指令MVRD立数传送指定寄存器数传送类指令该指令时双字长双操作数指令指令格式示指令MVRD R0D机器代码高16位10001中高8位MVRD指令操作码接4位应目寄存器R0次实验知识验证指令微程序该指令传送数D采存储单元中机值
    15 8 7 0
    OP
    DR 0000
    DATA

    先RESET键复位系统然通16位数开关SW拨入指令代码RESET键时指示灯Microp亮全灭
    传送指令MVRD R0D微程序
    微址
    操作功

    CI3~0
    SCC3~0
    MRW
    I2~0
    I8~3
    B口
    A口
    SST
    SSH\SC
    DC2
    DC1
    00H
    0—>PC
    DI #0
    00H
    1110
    0000
    100
    001
    011001
    0101
    0101
    000
    001
    111
    000
    01H
    PC>AR
    PC+1>PC
    00H
    1110
    0000
    100
    011
    010000
    0101
    0101
    000
    001
    011
    000
    02H
    MEM>IR
    00H
    1110
    0000
    001
    000
    001000
    0000
    0000
    000
    000
    001
    000
    03H
    MAP
    00H
    0010
    0000
    100
    000
    001000
    0000
    0000
    000
    000
    000
    000
    IDH
    PC>AR
    PC+1>PC
    CC#0
    ICH
    0011
    0000
    100
    011
    010000
    0101
    0101
    000
    001
    011
    000
    ICH
    MEM>DR
    CC#0
    30H
    0011
    0000
    001
    111
    011000
    0000
    0000
    000
    000
    000
    000
    30H
    STR>Q
    CC#INT#
    3AH
    0011
    0010
    100
    111
    000000
    0000
    0000
    000
    000
    000
    011

    5 实验结果总结
    次实验中根实验求次实验操作记录条微指令执行时微址微址等指示灯亮灯状态预期结果相
    通次实验解微程序控制器相关功组成结构教学计算机类指令格式寻址方式操作流程够熟练教学机面操作类指令
    实验五 微程序程序控制实验(二)
    1 实验目
    ①深入理解微程序控制器功组成结构
    ②学教学计算机指令指令格式寻址方式执行流程
    ③学微程序控制器设计程相关技术
    ④够理解基指令执行流程教学机验证应微指令
    ⑤够设计出条指令功格式指令流程教学计算机进行测试

    2 实验求
    ①实验前认真准备该实验基原理微指令格式相关机器指令微程序等容预先做分析设计
    ②实验程中应该认真进行实验操作仔细思考实验关容难点容通实验理解清楚争取实验结果
    ③实验应该认真思考写出实验总结包括实验中遇问题分析解决方法

    3 实验原理
    TECXP教学机中包含组合控制逻辑微程序控制逻辑两种结构控制器实验中微程序控制器控制器中程序计数器PC踪机器指令执行PC中容访存获取机器指令机器指令送入控制器中指令寄存器IR暂存微程序控制器分析执行执行程中控制信号均微程序控制器中微命令寄存器uIR发出

    微程序控制器工作程:指令寄存器IR中机器指令址映射部件产生该指令应微指令程序入口址通AM2901送控制存储器取出条微指令送入微指令寄存器中微命令字段发出控制信号控制部件执行址字段条件判定线路测试信号起送AM2901确定条指令址继续执行

    A BCD组指令执行流程:TECXP教学机中条指令功实际执行步骤指令分成ABCD4组条指令属组详见具体指令描述
    A组中指令执行时般完成通寄存器间数运算传送取指步完成
    B组中指令般需完成次存IO读写操作取指两步完成:第步址传送址寄存器AR中第二步执行存IO读写操作
    C组中指令取指三步完成:中CALR两步读写存第三步执行寄存器间数传递指令第步置址寄存器ARHARL第二步读存(取址操作数)计算存址置址寄存器ARHARL第三步读写存
    D组中指令完成两次读写存操作取指四步完成

    4 实验步骤
    ①分析D组基指令——子程序调CALA ADR微程序
    指令CALA立数传送指定寄存器数传送类指令该指令时双字长操作数指令指令格式图示指令CALA ADR机器代码高16位11001110 00000000中高8位CALA指令操作码接4位应目寄存器R0次实验中验证指令微程序该指令直接址采存储单元中机值
    15 8 7 0
    OP
    0000 0000
    ADR

    先RESET键复位系统然通16位数开关SW拨入指令代码RESET键时指示灯Microp亮灯全灭

    完成设置接次START键控制器会执行条微指令请实验前懂微指令实验中验证条微指令记录条微指令执行时微址微址指示灯状态
    子程序调指令CALA ADD微程序
    微址
    操作功

    CI3~0
    SCC3~0
    MRW
    I2~0
    I8~3
    B口
    A口
    SST
    SSH\SC
    DC2
    DC1
    00H
    0—>PC
    DI #0
    00H
    1110
    0000
    100
    001
    011001
    0101
    0101
    000
    001
    111
    000
    01H
    PC>AR
    PC+1>PC
    00H
    1110
    0000
    100
    011
    010000
    0101
    0101
    000
    001
    011
    000
    02H
    MEM>IR
    00H
    1110
    0000
    001
    000
    001000
    0000
    0000
    000
    000
    001
    000
    03H
    MAP
    00H
    0010
    0000
    100
    000
    001000
    0000
    0000
    000
    000
    000
    000
    1FH
    PC>AR
    PC+1>PC
    30H
    1110
    0000
    100
    011
    010000
    0101
    0101
    000
    001
    011
    000
    20H
    MEM>Q
    00H
    1110
    0000
    001
    111
    000000
    0000
    0000
    000
    000
    000
    000
    21H
    SP1>SP
    SP>AR
    00H
    1110
    0000
    100
    011
    011001
    0100
    0000
    000
    000
    011
    000
    22H
    PC>MEM
    Q>PC
    CC#0
    30H
    0011
    0000
    000
    010
    010000
    0101
    0101
    000
    000
    000
    001
    30H
    STR>Q
    CC#INT#
    3AH
    0011
    0010
    100
    111
    000000
    0000
    0000
    000
    000
    000
    011

    ②设计扩展指令ADCSTCLDRACALR位程序
    TECXP教学机支持动态微程序设计允许户设计微程序写入控制存储器中扩展指令需执行时直接控制存储器中读取应微指令执行写控制存储器时需硬件描述语言VHDL次实验中扩展实验直接采出厂已设计扩展指令进行验证
    扩展指令ADCSTCLDRACALR执行周期相关微命令示请实验时单步方式进行验证
    干扩展指令执行周期微程序
    指令
    微址
    操作功

    CI3~0
    SCC3~0
    MRW
    I2~0
    I8~3
    B口
    A口
    SST
    SSH\SC
    DC2
    DC1
    ADC
    50H
    DR+SR+CF>DR
    30H
    0011
    0000
    100
    001
    011000
    0000
    0000
    001
    010
    000
    000
    STC
    57H
    1>CF
    30H
    0011
    0000
    100
    001
    001000
    0000
    0000
    100
    000
    000
    000
    LDRA
    5BH
    PC>AR
    PC+1>PC
    00H
    1110
    0000
    100
    011
    010000
    0101
    0101
    000
    001
    011
    000
    5CH
    MEM>AR
    1CH
    0011
    0000
    001
    111
    001000
    0000
    0000
    000
    000
    011
    000
    CALR
    64H
    SP1>SP
    SP>AR
    00H
    1110
    0000
    100
    011
    011011
    0100
    0000
    000
    000
    011
    000
    65H
    PC>MEM
    00H
    1110
    0000
    000
    100
    001000
    0000
    0101
    000
    000
    000
    001
    66H
    SR>PC
    30H
    0011
    0000
    100
    100
    011000
    0101
    0000
    000
    000
    000
    000

    ③测试扩展指令
    扩展指令时基指令基指令监控环境汇编命令A汇编指令格式输入存储单元中扩展指令存储单元修改命令E机器指令形式写入存储单元中

    a设置功开关
    测试扩展指令前先TECXP功开关设置00010
    b测试STCADC指令
    测试程序段输入存2000H开始存储区域中
    A 2000 回车键
    2000:MVRD R00101
    2002:MVRD R11010
    2004:回车键
    >E 2004 回车键
    2004:6D00回车键
    >E 2005
    2005:FFFF:2001
    >A 2006回车键
    2006:RET
    2007:回车键
    >G2000
    R01112
    R11010
    R20020
    R3FFFF
    注意:带*号指令扩展指令E命令写入
    5 实验结果总结
    次实验中次实验记录微指令执行时微址微址等指示灯亮灯状态预期结果致测试STCADC指令通观察运行结果出R01112R11010断修改终够成功完成次实验
    通次微程序控制实验更深入解掌握微程序控制器相关工作原理更加熟练微程序控制器中相关指令操作较难懂知识点更进步认识







    实验六 程序查询方式汇编程序设计

    1 实验目
    ①熟悉理解查询方式数传送程
    ②学TECXP教学实验系统汇编程序设计方法
    ③够编写指定功汇编语言程序调试通

    2 实验求
    ①教学机前应该熟悉查询方式数传递原理
    ②熟悉TECXP教学机指令系统
    ③实验程中正确操作流程设备防止损坏设备实验时应该认真观察实验现象判断实验结果否正确记录结果
    ④实验完成应该认真填写实验报告实验中遇种现象进行分析

    3 实验原理
    ①次实验PC键盘显示器作TECXP教学机外设采程序查询方式进行数输入输出操作

    ②TECXP教学机通串口PC连接联机操作中PC机教学机访问通数端口控制状态端口完成需注意教学机PC传送数时必须先查询相应收发状态位

    ③程序查询方式数传送
    程序查询方式数传送基程:CPU传送数前先检查外设状态没准备继续查询等直外设绪进行数传送
    TECXP教学机查询PC连接TECXP串口状态字次实验室中TECXP教学机串口1状态端口址均81

    a TECXP教学机接受输入数时
    TECXP教学机需键盘接收输入数时需检测读状态字低位RxRDY状态读入数前提键盘键执行IN 80指令时必须确认输入数已达接口中IN 80指令总需查询等RxRDY状态位绪执行

    b TECXP教学机输出显示数时
    TECXP教学机需显示器输出显示数时需检测读状态字低位TxRDY状态单数输出时直接OUT 80指令串口1数端口中输出数必进行状态检测连续输出数时保证数输出显示器接收必须查询等TxRDY状态位绪执行 OUT 80指令免数前没输出数覆盖导致数丢失

    4 实验步骤
    ①完成TECXP教学机PC机联机操作
    汇编实验中程序执行控制组合逻辑控制器实现功开关状态设定00110

    ②输入定汇编程序连续执行观察结果
    程序段完成功:采程序查询方式PC机键盘接收字符TECXP教学机接收字符输出显示PC机屏幕
    2000:IN 81 串行接口状态端口读入状态字保存R0低8位
    2001:SHR R0
    2002:SHR R0状态字低位RxRDY移出标志位C
    2003:JRNC 2000 接收未绪C0跳转
    2004:IN 80接收绪C1读入输入字符R0低8位
    2005:OUT 80 读入字符输出PC机屏显示
    2006:RET 回车键
    2007:回车键
    监控状态输入程序注意事项:
    a 址户区址采绝址形式
    b 数字默认采16进制面加H
    c 程序语句位SET该指令程序法结束

    5 实验结果总结
    次实验中根实验求成功TECXP教学机PC机键盘接收字符接收字符输出显示PC机屏幕通实验明白键盘输入容显示屏幕实验中容易忽略教学机PC机传送数时必须先查询相应收发状态位程序必须RET语句否程序法结束


















    实验七 中断实验()
    1 实验目
    ①加深理解计算机体系中断工作原理处理程
    ②学掌握中断产生中断响应中断处理等技术
    ③实现程序控制功:屏幕循环显示数字字符6时接受中断请求
    ④解中断服务功
    2 实验求
    ①实验前应该先做相关预工作理解TECXP教学机中断实现原理
    ②熟悉TECXP教学机指令系统够编写完成中断功汇编程序
    ③实验程中应该认真实验求正确写入相关操作命令
    ④编写程序三中断服务程序程序执行程中键产生中断请求观察中断服务现象
    3 实验原理
    TECXP教学机中提供外部中断源三教学机面板右方锁键作硬件中断源右左次简称P1P2P3中断源TECXP响应三中断源中断请求时采量址转移法中断请求通硬件电路产生硬件址该址中存放条转移指令执行该指令转入应中断服务程序
    P1P2P3中断量址TECXP部结构确定分2420H2430H2440H户中断时应应址中写入转移指令转户定义中断服务程序
    4 实验步骤
    ①相关扩展指令微程序验证
    次实验中开中断关中断中断返回等扩展指令做具体中断实验前先进行指令微程序分析验证
    该步骤中应功开关拨11010设单步手动执行指令微程序控制器联机操作
    干扩展指令执行周期微程序
    指令
    微址
    操作功

    CI3~0
    SCC3~0
    MRW
    I2~0
    I8~3
    B口
    A口
    SST
    SSH\SC
    DC2
    DC1
    EI
    58H
    EI
    30H
    0011
    0000
    100
    000
    001
    000
    0000
    0000
    000
    000
    110
    000
    DI
    59H
    DI
    30H
    0011
    0000
    100
    000
    001
    000
    0000
    0000
    000
    000
    111
    000
    IRET
    67H
    SP>AR
    SP+1>SP
    00H
    1110
    0000
    100
    011
    010
    000
    0100
    0100
    000
    001
    011
    000
    68H
    MEM>STR
    CC#
    INTOLD#
    23H
    0011
    0000
    001
    000
    001
    000
    0000
    0000
    010
    000
    100
    000
    ②设定工作方式
    中断实验中程序执行控制微程序控制实现功开关状态设定00010联机方式采微程序控制器连续运行程序
    ③编写显示子程序
    实验中需通中断服务程序中字符显示查中断执行情况字符显示时然采程序查询方式程序段中需显示代码作单独子程序
    该显示子程序保存2200H单元代码:
    >A 2200 回车键
    2200:PUSH R0 保护显示字符寄存器R0
    2201:IN 81 查询接口状态判断字符输出否完成
    2202:SHR R0
    2203:JRNC 2201 未完成循环等
    2204:POP R0 显示完成恢复寄存器R0出栈
    2205:OUT 80 输出R0值
    2206:RET
    ④编写中断服务程序
    P1中断服务程序段入口2420H代码:
    2420:PUSH R0 R0进栈
    2421:PUSH R3 R3进栈
    2422:MVRD R331 显示字符’ASCII码送进寄存器R3
    2424:JR 2450
    P2中断服务程序段入口2430H代码:
    2430:PUSH R0 R0进栈
    2431:PUSH R3 R3进栈
    2432:MVRD R332 字符2’ASCII码送寄存器R3
    2434:JR 2450
    P3中断服务程序段入口2440H代码:
    2440:PUSH R0 R0进栈
    2441:PUSH R3 R3进栈
    2442:MVRD R333 字符3’ASCII码送寄存器R3
    2444:JR 2450
    三段代码完成入口参数设置均转入2450单元中执行该址中保存中断服务程序功代码具体:
    >E 2450 回车键
    2450:6E00
    2451:MVRD R042 字符B’赋值R0BBegin缩写
    2453:CALA 2200 调子程序完成显示
    2455:MVRD R049 字符I’赋值R0Interrupt缩写
    2457:CALA 2200 调子程序完成显示
    2459:MVRR R0R3 显示字符——R3容送R0
    245A:CALA 2200 调子程序完成显示
    245C:IN 81 判断键盘否键
    245D:SHR R0 串口否输入字符
    245E:SHR R0
    245F:JRNC 245C 没等
    2460:IN 80 输入字符R0实际读入该字符没处
    2461:MVRD R00045 字符E’赋值R0EEnd缩写
    2463:CALA 2200 调子程序完成显示
    2465:MVRD R00049 字符I’赋值R0Interrupt缩写
    2467:CALA 2200 调子程序完成显示
    2469:MVRR R0R3 R3容送R0
    246A:CALA 2200 调子程序完成显示
    246C:POP R3 R3出栈
    246D:POP R0 R0出栈
    >E 246E 回车键
    246E:0000:EF00
    ⑤填写中断量:根系统硬件连接P1P2P3中断量址分2404H2408H240Ch三址中应写入三条指令:
    A 2404 回车键 2404:JR 2420
    A 2408 回车键 2408:JR 2430
    A 240C 回车键 240C:JR 2440
    ⑥编写程序
    程序应开中断等中断请求时循环显示字符6’程序存放2000H中代码:
    >E 2000 回车键
    2000:6E00
    >A 2001 回车键
    2001:MVRD R00036 字符6’ASCII码送寄存器R0
    2003:CALA 2200 输出该字符
    2005:MVRD R04000 延时子程序
    2007:DEC R0
    2008:JRN2 2007
    2009:JR 2001 跳2001循环执行该程序
    200A:RET
    200C:回车键
    ⑦运行程序等响应中断
    监控状态命令行G命令执行程序:>G 2000 回车键
    a中断请求
    没中断请求时程序运行结果:屏幕连续显示字符6’
    b单级中断
    程序运行程中P1键进入P1中断服务程序屏幕会中断字符6’显示显示字符串B11’然等键屏幕状态变化
    时P2键中断P1服务程序执行P2中断服务程序屏幕显示字符串B12’等键P3键次发生中断嵌套屏幕显示字符串B13’等键
    5 实验结果总结
    实验求输入相关操作命令中断请求情况屏幕连续显示字符6’果程序运行程中P1键进入P1中断服务程序屏幕会中断字符6’显示显示字符串BI1’然等键屏幕变化
    通次实验解中断实验相关操作命令中断工作原理处理程掌握中断产生中断响应中断处理等技术










    实验八 中断实验(二)
    1 实验目
    ①加深理解计算机体系中断工作原理处理程
    ②学掌握中断产生中断响应中断处理等技术
    ③实现程序控制功:屏幕循环显示数字字符6时接受中断请求
    ④解中断服务功
    2 实验求
    ①实验前应该先做相关预工作理解TECXP教学机中断实现原理
    ②熟悉TECXP教学机指令系统够编写完成中断功汇编程序
    ③实验程中应该认真实验求正确写入相关操作命令
    ④编写程序三中断服务程序程序执行程中键产生中断请求观察中断服务现象
    3 实验原理
    TECXP教学机中提供外部中断源三教学机面板右方锁键作硬件中断源右左次简称P1P2P3中断源TECXP响应三中断源中断请求时采量址转移法中断请求通硬件电路产生硬件址该址中存放条转移指令执行该指令转入应中断服务程序
    P1P2P3中断量址TECXP部结构确定分2420H2430H2440H户中断时应应址中写入转移指令转户定义中断服务程序
    4 实验步骤
    ①设定工作方式
    中断实验中程序执行控制微程序控制实现功开关状态设定00010联机方式采微程序控制器连续运行程序
    ②编写显示子程序
    实验中需通中断服务程序中字符显示查中断执行情况字符显示时然采程序查询方式程序段中需显示代码作单独子程序
    该显示子程序保存2200H单元代码:
    >A 2200 回车键
    2200:PUSH R0 保护显示字符寄存器R0
    2201:IN 81 查询接口状态判断字符输出否完成
    2202:SHR R0
    2203:JRNC 2201 未完成循环等
    2204:POP R0 显示完成恢复寄存器R0出栈
    2205:OUT 80 输出R0值
    2206:RET
    ③编写中断服务程序
    P1中断服务程序段入口2420H代码:
    2420:PUSH R0 R0进栈
    2421:PUSH R3 R3进栈
    2422:MVRD R331 显示字符’ASCII码送进寄存器R3
    2424:JR 2450
    P2中断服务程序段入口2430H代码:
    2430:PUSH R0 R0进栈
    2431:PUSH R3 R3进栈
    2432:MVRD R332 字符2’ASCII码送寄存器R3
    2434:JR 2450
    P3中断服务程序段入口2440H代码:
    2440:PUSH R0 R0进栈
    2441:PUSH R3 R3进栈
    2442:MVRD R333 字符3’ASCII码送寄存器R3
    2444:JR 2450
    三段代码完成入口参数设置均转入2450H单元中执行该址中保存中断服务程序功代码具体:
    >E 2450 回车键
    2450:FF2E:004D
    2451:MVRD R042 字符B’赋值R0BBegin缩写
    2453:CALA 2200 调子程序完成显示
    2455:MVRD R049 字符I’赋值R0Interrupt缩写
    2457:CALA 2200 调子程序完成显示
    2459:MVRR R0R3 显示字符——R3容送R0
    245A:CALA 2200 调子程序完成显示
    245C:IN 81 判断键盘否键
    245D:SHR R0 串口否输入字符
    245E:SHR R0
    245F:JRNC 245C 没等
    2460:IN 80 输入字符R0实际读入该字符没处
    2461:MVRD R00045 字符E’赋值R0EEnd缩写
    2463:CALA 2200 调子程序完成显示
    2465:MVRD R00049 字符I’赋值R0Interrupt缩写
    2467:CALA 2200 调子程序完成显示
    2469:MVRR R0R3 R3容送R0
    246A:CALA 2200 调子程序完成显示
    246C:POP R3 R3出栈
    246D:POP R0 R0出栈
    >E 246E 回车键
    246E:0000:EF00
    ④填写中断量:根系统硬件连接P1P2P3中断量址分2404H2408H240Ch三址中应写入三条指令:
    A 2404 回车键 2404:JR 2420
    A 2408 回车键 2408:JR 2430
    A 240C 回车键 240C:JR 2440
    ⑤编写程序
    程序应开中断等中断请求时循环显示字符6’程序存放2000H中代码:
    >E 2000 回车键
    2000:6E00
    >A 2001 回车键
    2001:MVRD R00036 字符6’ASCII码送寄存器R0
    2003:CALA 2200 输出该字符
    2005:MVRD R04000 延时子程序
    2007:DEC R0
    2008:JRN2 2007
    2009:JR 2001 跳2001循环执行该程序
    200A:RET
    200C:回车键
    ⑥运行程序等响应中断
    监控状态命令行G命令执行程序:>G 2000 回车键
    a中断请求
    没中断请求时程序运行结果:屏幕连续显示字符M’
    b单级中断
    程序运行程中P1键进入P1中断服务程序屏幕会中断字符M’显示
    5 实验结果总结
    次实验结果中断请求时程序运行结果屏幕连续显示字符M’程序运行程中P1键进入P1中断服务程序屏幕会中断字符M’显示显示字符串BI1’然等键屏幕状态变化键入键屏幕显示字符串EI1’返回中断继续执行程序循环显示字符M’次P2正中断P1服务程序屏幕显示字符串BI2’等键P3次发生中断嵌套屏幕显示字符转BI3’等键
    通次实验解中断实验相关操作命令中断工作原理处理程掌握中断产生中断响应中断处理等技术

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