微程序控制器的计算机系统设计：脉冲异常问题与解决

"这篇报告是关于华中科技大学计算机科学与技术专业的一次课程设计，学生朱胜本在指导教师的指导下完成了基于微程序控制器的简单计算机系统设计与实现。设计内容涉及硬件和软件两个方面，包括运算器、存储器、地址计数器、指令寄存器、控存和时序逻辑电路等部分。在实施过程中，学生遇到了脉冲不能正常产生的问题，即五个节拍固定为低电平，但经过调试，发现该问题与实验台开机时间有关，且有一定的规律性。报告详细记录了设计过程、选用的芯片、硬件和软件原理图以及实验中的技巧和问题解决方法。" 在本次计算机组成原理课程设计中，学生面临的主要问题是在数据采集系统中，脉冲无法正常产生。具体表现为五个节拍始终处于低电平状态，即没有脉冲信号输出。这个问题的出现似乎具有随机性，因为当老师在场时，系统能正常工作，而老师离开后，问题又复现。通过观察，学生发现了一个有趣的规律：实验台开机后的前两分钟，脉冲节拍能够正常工作，但两分钟后，它们又会变得异常。这种现象可能与实验台的某些初始化设置或者热稳定性有关。 在设计计算机系统时，脉冲的产生至关重要，因为它们是控制系统运行的基础，用于触发各种操作，如读取指令、执行计算、更新寄存器等。微程序控制器的设计涉及到微指令的编制，这些微指令控制着计算机的各个部件，而脉冲的生成和传递正是这些微指令得以执行的关键环节。 在硬件设计部分，学生考虑了运算器、存储器、地址计数器、指令寄存器和控存等多个组件。运算器负责算术和逻辑运算，存储器用于存储数据和程序，地址计数器（PC）追踪下一条要执行的指令地址，指令寄存器存储当前执行的指令，而控存则存储微指令，控制整个系统的时序和操作。 在软件设计中，学生设计了一套机器指令系统，并编制了相应的微程序。每个指令的微程序由一系列微指令组成，这些微指令对应于不同的控制点，决定了计算机在特定时刻执行的操作。微指令格式的设计涉及到控制点的定义、周期和节拍的匹配，以及如何通过这些微指令来驱动硬件电路。 在实验过程中，学生采用了一系列步骤来解决问题，包括硬件检测、芯片连接、数据通路调试、编写和下载控存内容以及时序电路。在解决脉冲问题时，可能涉及到对电路的调整、时序逻辑的优化，以及对实验环境因素的控制，例如稳定电源或改善散热条件。 最后，报告总结了实验过程中遇到的问题及其解决方案，其中脉冲问题的解决方法并未在摘要中详述，但可以推测，解决方法可能涉及了对实验设备的调整、电路的重新配置或软件层面的改进，以确保脉冲能够稳定、准确地产生。