上海应用技术学院计算机组成与结构课程实验报告实验名称基本模型机设计与实现实验序号六实验日期2011.11.29姓 名王涛院系计算机班 级091041B1学 号0910411113专 业计算机科学与技术指导教师蒯锐成 绩一、实验目的及要求l、熟悉用微程序控制器控制模型机的数据通路。2、学习设计与调试计算机的基本步骤及方法。三、实验内容 l、实验原理 本实验在实验七基本模型机的基础上增加移位控制电路，实现移位控制运算.本实验数据通路如图3- 14所示a买验机系统中增加设计4条移位运算指令左环移RL;带进位左环移RLC; 一一一右环移RR;带进位右环移RRC。指令格式如下：助记符 操作码RR 01010000 RRC 01100000 RL 01110000 RLC 10000000 说明： 以上4条指令都为单字节指令。 RR是将RO寄存器的内容循环右移一位，。 RRC是将RO寄存器的内容带进位右移一位，它将RO寄存器最低位移入进位，同时将进位位移至RO寄存器的最高位。 RL是将RO寄存器的数据循环左移一位。 RLC是将RO寄存器中的数据带进位循环左移一位e (2)带移位运算的模型机监控软件的设计 本模型机监控软件主要完成从输入设备读入数据，进行算术运算、移位运算后，将结果 存入内存的某个单元，最后通过输出设备输出结果。监控软件详细如下：地址 内容 助记符 说明00000000 00000000 IN ; 输入开关量-R000000001 00010000 ADD0DH ; R00DH-R000000010 00001101 00000011 10000000 RLC00000100 00000000 IN ; 输入开关量-R000000101 01100000 RRC00000110 01110000 RL00000111 00100000 STA0EH00001001 00110000 ;R0-0EH00001001 00110000 OUT0EH00001010 00001110 ;0EH-BUS00001011 01000000 JMP 00H ; 00H-PC00001100 0000000000001101 01000000 ;自定义数据00001110 ;结果存放单元(4)根据微程序流程图设计微程序并转化成十六进制文件格式(文件名C8JHE2)，具体内容如下： 程序： $ P00 00 $ P01 10 $ P02 0D $ P03 80 $ P04 00 $ P05 60 $ P06 70 $ P07 20 $ P08 0E $ P09 30 $ P0A 0E $ P0B 40 $ P0C 00$ P0D 40微程序:$ MO0 088105 $ M01 82ED05 $ M02 50C004 $ M03 04E004 $ M04 058004 $ M05 06A205 $M06 019A95 $ M07 0FE004 $M08 8AED05$M09 8CED05$M0A 0EA004$M0B 018005 $MOC 0D2004 $ MOD 098A06 $ MOE 080A07 $MOF 018206 $ M10 011004 $ M11 83ED05 $ M12 87ED05 $ M13 99ED05 $ M14 9CED05 $M15 1D8235 $ M16 1F8235 $ M17 218235 $ M18 238235 $ M19 1AE004 $ MIA lBA004 $ MIB 010A07 $MIC 81D104 $ MID lE8825 $ MIE 019805 $MIF 20882D $ M20 019805 $ M21 228815 $ M22 019805 $ M23 24881D$ M24 019805PC-AR, PC+1RAM-BUS, BUS-LRP(1)RW-R0(DR1)+(DR2) -R0R0-DR1RAM-BUS, BUS-DRERAM-BUS, BUS-ARPC-AR, PC+1RAM-BUS, BUS-LRRAM-BUS, BUS-ARPC-AR, PC+1DR1-LEDRAM-BUS, BUS-ARRAM-BUS, BUS-DR1PC-AR, PC+1RAM-BUS, BUS-PCPC-AR, PC+1IN ADD STA OUT JMP运行微程序图3-15微程序流程图(5)实验接线在实验七的基础上，将ALU02连BUS4, ak与实验七相同，详细如下：a、跳线器JlI12全部拨在右边（自动工作方式）：b、跳线器J16、J18、J23、J24全部拨在左边：c、跳线器J13j15、J19、J25全部拨在右边：d、跳线器J20J22、J26、J27连上短路片：e、UJ1连UJ2，JSE1连JSE2，SJ1连SJ2：f、MBUS连BUS2：GREGBUS连BUS5:h、PCBUS连EXJ2;i、 ALUBUS连EXJ3：j、 ALU01连BUSl;k、EXJ1连BUS3;1、 ALU02连BUS4。(6)仔细查线无误后接通电源(7)读写微程序和程序手动方法写微程序参看实验六。手动方法写代码程序（机器指令）步骤如下：通过上一步将机器指令对应的微代码正确地写入E2ROM 2816芯片后，再进行机旨令程序的装入和检查。A将“编程开关”置“运行”位置， “运行方式”开关置“单步”位置。 B拨动总清开关(O1)，微地址寄存器清零，程序计数器清零。然后使控制开关SWC. SWA开关置为“0 1”，按动一次“启动运行”开关，微地址显示灯LUAOLUA5显示“ooiooi”，再按动一次“启动运行”开关，微地址显示灯LUAOLUA5显示“001100”，此时数据开关的内容置为要写入的机器指令，再按动一次“启动运行”开关，即完成该条指令的写入。若仔细阅读微程序流程，就不难发现，机器指令的首地址只要第一次给入即可，Pc会自动加l，所以，每次按动“启动运行”开关，只有在微地址灯显示“001 100”时，才设置内容，直到所有机器指令写完。 C写完程序后须进行检验。拨动总清开关一1）后，微地址清零，Pc程序计数器清零，然后使控制开关SWC. SWA为“0 0”，按动“启动运行”开关，微地址灯将显示“ooiooo”，再按“启动运行”开关，微地址灯显示为“ooioio”，再按动“启动运行”开关，微地址灯显示为“ooiiio”，此时总线数据显示灯LZDOLZD7显示为该首地址的内容，再按动一次“启动运行”开关，微地址灯显示为，010000”，211数码管即显示RAM中的程序。不断按动i启动运行”开关，可检查后续单元内容。 注意：每次仅在微地址灯显示为“010000”时，2位数码管显示的内容才是相应地址中的机器指令内容。 联机读写微程序和程序 用联机软件的装载功能将16进制格式文件(文件名为C8JHE2)装入实验机即可详细操作见随机软件的README）。 (8)运行程序 单步运行程序 A“编程开关”置“运行”状态， “运行方式”开关置为“单步”状态，“运行控制”开关置为“运行”状态。 B拨动总清开关(O1)，微地址清零，PC计数器清零，程序首地址为OOH。 c按动“启动运行”开关，即单步运行一条微指令，对照微程序流程图，观察微地址显示灯是否和流程一致。 连续运行程序 A.“编程开关”置“运行”状态， 运行方式”牙关置为“连续”状态，“运行控制”开关置为“运行”状态。 B-拨动总清开关，清微地址及PC计数器，按动，害动运行”开关，系统连续行程序如果要停止程序的运行，只需将“运亍控制”了关置为停l”状态，系统就停机。 C本冀验；匀运行结果最冬显示在输出发备2伊数码管上：二、实验准备1实验器材2掌握实验原理3明白RR RRCRLRLC所代表的意思.四、实验结论和体会1结论:本实验在实验七基本模型机的基础上增加移位控制电路，实现移位控制运算.第一个输入的数据为11100000,待微程序运行到第五条微指令时输入第二个数据01001001,第一个数据与0DH相加后产生一个进位标志CF=1,在下面的程序中进行带进位的右移,然后又进行数据循环左移一位,最后出结果为01001000.2体会:通过实验验证及自己笔算,可以知道实验是正确的.带移位运算的模型机设计成功.并且可以实现.计算机科学与信息工程系2006年编制