微程序控制器实验：原理与微指令操作

"微程序控制器实验 计算机组成原理 计算机专业" 微程序控制器实验是计算机组成原理课程中的一个重要实践环节，旨在让学生深入理解并掌握计算机控制系统的基础原理。在这个实验中，主要关注三个核心知识点： 1. 时序产生器的组成原理： 时序产生器是计算机硬件系统中的关键部分，它负责产生一系列定时脉冲信号，以协调整个系统的操作。在实验中，时序控制电路会根据给定的时钟信号φ产生四个等间隔的时序信号TS1-TS4。这些信号由实验台上的方波信号源提供，频率和脉宽可调。实验者可以通过控制STEP和STOP开关以及START键来调整系统运行模式，例如单步运行和连续运行，并且可以通过STOP开关或CLR开关来暂停或清除时序。 2. 微程序控制器的组成原理： 微程序控制器是一种采用微程序设计技术的控制器，其核心组成部分包括控制存储器、微命令寄存器和微地址寄存器。在实验设备TDN-CM++中，控制存储器由3片2816 E2PROM构成，用于存储微指令，具有断电保护功能。微命令寄存器18位，微地址寄存器6位。在不进行测试的情况下，微地址寄存器在T2时刻的内容会自动更新为下一条微指令的地址。在测试条件下，如果满足转移逻辑，微地址会通过转移逻辑的负脉冲进行修改。 3. 微指令的编制、写入与运行观察： 微指令是微程序控制器执行的基本操作单元，它们定义了硬件执行的具体操作。实验中，学生需要了解微指令的格式，并使用编程开关（PROM、READ、RUN三种状态）来编写、校验或运行微指令。微指令通常包含操作码字段和控制字段，操作码指示要执行的操作，控制字段决定如何控制硬件部件。通过单步运行，学生可以观察到每条微指令的执行过程，理解微指令如何指导计算机执行复杂操作。 在实际操作中，学生需要将时序电路连接到方波信号源，确保时序信号的产生，并通过编程开关对微程序进行操作。通过这样的实验，不仅能够锻炼学生的动手能力，还能让他们深刻理解计算机硬件系统的工作机制，为后续的学习和研究打下坚实基础。