微程序控制器实验：实现取数、加法与逻辑运算

"微程序控制器的实验旨在帮助技术爱好者深入理解微程序控制器的基本原理，通过实际操作练习简单微程序的控制与调试。实验设备包括特定型号的计算机组成原理实验仪和一系列数字逻辑芯片，如静态存储器、运算器、锁存器、三态门和计数器。实验任务涉及实现取数、加法、或操作等基本运算，并设计微命令以控制数据通路。微命令设计表格列出了不同指令对应的微命令编码，例如NOP、LOAD、XOR、OR和SUB。实验过程中需要注意时序电路的使用，6116芯片仅用于存储数据，且在指令执行期间保持读状态。执行算术指令时需要关注溢出位，而其他指令不涉及溢出位的改变。实验需在限定的节拍内完成一条指令的执行，观测并理解整个指令执行流程。" 在这个实验中，微程序控制器的核心概念包括： 1. **微程序控制器基本原理**：微程序控制器采用微指令来控制处理器的内部操作，每个机器指令由一组微指令序列（微程序）执行。微指令在控制存储器中按顺序执行，形成处理器的控制信号。 2. **微命令设计**：微命令是微指令的一部分，决定了CPU的某个具体操作。例如，NOP指令和XOR指令在微命令编码上有差异，这体现在微命令的各位设置上，如C'n、C'2、C'1和C'0。 3. **数据通路的控制**：微命令通过控制信号来决定数据如何在运算器、存储器和其他部件之间流动。在实验中，设计微命令以实现取数、加法、或操作等运算。 4. **时序电路**：实验指导中的时序电路确保了指令的正确执行顺序，T0到T4表示不同的时钟周期。每个节拍对应处理器执行的一个基本步骤，如读取指令、从内存获取数据、执行操作等。 5. **74LS系列芯片的功能**：这些芯片是数字逻辑电路，如74LS6116用于静态存储，74LS181是运算器，74LS373作为锁存器用于暂时保存数据，74LS244用于原码输出，74LS193是计数器，它们共同构建了实验中的计算机系统。 6. **指令格式**：机器指令以6位OP字段和5位ADDR字段表示，如LOAD指令用于加载数据到累加器，而XOR、OR和SUB指令则执行相应的逻辑和算术操作。 7. **实验步骤和注意事项**：实验者需按照规定的步骤进行操作，注意6116在读状态下的操作，以及溢出位的处理。执行指令时要观察并理解每个阶段的信号变化，确保在限定的节拍内完成指令。 通过这个实验，参与者不仅能加深对微程序控制器的理解，还能增强硬件连接和调试技能，为后续的整机实验和课程设计奠定基础。