微程序控制器实验：理解与实践

"微程序控制器实验报告详细版" 在计算机组织与结构的实验中，微程序控制器实验是一项关键的学习实践，旨在深入理解计算机内部的工作机制。这个实验的主要目标是让学生熟悉时序产生器的原理，了解时钟和时序信号的波形，掌握微程序控制器的构成与功能，以及微指令的格式和各字段的作用。此外，实验还要求学生能够编写、写入和观察微程序的运行，从而理解基本指令的执行流程。 首先，实验涉及的时序产生器是计算机中控制电路的核心部分，它负责产生一系列有序的时钟脉冲，这些脉冲驱动着整个系统的运行。时序信号如TS1、TS2、TS3、TS4等是控制器中的关键组成部分，它们按照特定顺序出现，确保了指令的正确执行。学生需要通过测量这些波形并绘制其图形，以理解时序脉冲的周期和它们之间的关系。 实验的具体操作包括编程和校验两个阶段。在编程阶段，学生需要将微指令以二进制代码的形式输入到E2PROM2816中。这涉及到设置编程开关、微地址和微代码，并启动时序电路来写入微指令。每个微指令由24位组成，对应于24位显示灯，通过观察灯的状态可以确认微指令是否正确写入。 校验步骤则要求读取写入的微代码，以验证其准确性。这需要将编程开关切换到READ状态，再次设置微地址，启动时序电路并比较读出的微代码是否与写入的相符。如果存在不一致，需要重新进行编程操作。 在单步运行阶段，学生模拟实际计算机的执行过程，将控制器设置为“RUN”状态，并通过设定输入设备的二进制数据，以及使用CLR开关来启动时序电路。每按一次启动键，就会读取并执行一条微指令。对于有分支的指令，还需要通过强制端来改变控制流，以覆盖所有可能的执行路径。 实验结果和数据处理部分，主要关注TS1至TS4之间的关系，它们之间应遵循严格的时序，即TS1后紧接TS2，接着是TS3，最后是TS4。通过对这些时序信号的分析，可以推断出微程序的执行顺序和指令的解码过程。 这个实验提供了一个实践平台，让学习者能亲手操作并理解微程序控制器的工作原理，为理解和设计更复杂的计算机系统奠定了基础。通过这样的实践，学生不仅能掌握理论知识，还能提升动手能力和问题解决能力。