微程序控制器实验：理解微指令与指令系统

"该文档是关于多思计算机组成原理实验四——微程序控制器的实验指导，主要内容包括实验目的、实验要求、实验电路介绍，并提供了一组微指令编码示例。实验中使用了4位数据锁存器74LS175、2KX8EPROM2716等元器件，并在虚拟实验系统中模拟了控制存储器和微命令的运作。" 在计算机组成原理中，微程序控制器是一种实现指令执行的方式，它的核心思想是将机器指令的执行过程分解为一系列基本操作，这些基本操作由微指令来定义。微程序控制器的实验旨在帮助学生深入理解其工作原理和设计方法。 实验目的： 1. 掌握微程序控制器的基本组成，包括控制存储器、微地址寄存器等部件，以及它们如何协同工作来产生控制信号。 2. 理解微指令和微程序的概念。微指令是一条低级的、用于控制硬件操作的指令，而微程序是由一系列微指令组成的序列，共同完成一个机器指令的操作。 3. 学习如何根据指令操作码确定相应的微程序，理解控制存储器中的微程序与指令操作码的映射关系，以及如何从控制存储器中读取微程序。 实验要求： 1. 实验前要充分预习，理解电路图，了解每个元器件的作用，如74LS175的数据锁存功能和2716EPROM的数据存储特性。 2. 按照实验步骤进行操作，确保每个环节的正确性，通过实际操作加深对微程序控制器的理解。 3. 完成实验后，撰写实验报告，总结实验过程和学习心得。 实验电路中，3片2716EPROM作为控制存储器，存储微指令；74LS175用作微地址寄存器，存储当前正在执行的微地址。地址转移逻辑由输入信号线、门电路和74LS175的输入引脚组成，用于根据微指令的结果更新微地址。 给出的微指令编码示例可能代表不同的微操作，例如： - 000001101000000111100001 可能表示一条加载数据到累加器的微指令。 - 000001101000011101100011 可能对应存储累加器内容到内存的操作。 实验电路图虽未详细展示，但通常会包含控制存储器、微地址寄存器、地址计数器、解码电路等部分，这些部分共同构成了微程序控制器的主体。 在虚拟实验系统中，可以更加便捷地模拟微程序控制器的工作流程，无需物理硬件即可演示微指令的读取、执行和地址转移，这对于学习和教学都是极大的便利。通过这个实验，学生能够理论联系实际，加深对计算机内部控制逻辑的理解。