微程序控制器实验详解：设计与实现

"微程序控制器是计算机组成原理中的一个重要组成部分，用于实现指令的翻译和执行。微程序控制器通过微指令序列来控制硬件逻辑部件，这些微指令被编码并存储在控制存储器中，类似于机器指令。微程序由一系列微指令组成，每个微指令对应一个或多个硬件操作。在微程序控制器的原理框图中，它包括控制存储器、微命令寄存器、微地址寄存器等组件。时序控制在控制器设计中至关重要，通常由时序单元提供，分为TS1和TS2两拍。实验中使用的控制存储器由3片2816 E2PROM构成，具备掉电保护功能。微地址寄存器和微命令寄存器由不同类型的触发器组成，微地址寄存器在不进行测试的情况下，会在T1时刻自动加载下一条微指令的地址。实验电路还包括一个编程开关，用于编程、校验和运行模式的切换，以便编写、验证和执行微程序。微指令字长为24位，包含后续微地址和多个控制字段，用于控制不同的硬件功能。" 在计算机系统中，微程序控制器是一种复杂的硬件结构，它通过微程序来实现对指令的控制。微程序是一系列微指令的集合，每个微指令由多个字段组成，如后续微地址、译码字段等，这些字段控制着处理器的不同操作。在微程序控制器实验中，学生会学习如何设计和使用这种控制器，包括如何编程控制存储器，校验写入的微指令，以及如何在运行模式下自动执行微程序。 实验中使用的时序由时序单元提供，分为两个阶段，TS1和TS2，这是为了确保控制器按照预定的时间顺序正确地执行指令。控制存储器由E2PROM组成，可以保存微指令，即使断电也能保持数据。微地址寄存器和微命令寄存器则是控制器内部的重要组成部分，它们负责存储当前和下一微指令的地址，以及执行微指令。 微指令格式如表3-2-1所示，包括6位的后续微地址字段和三个译码字段，这些字段可以译码出多位控制信号，从而驱动和控制处理器的不同部件。通过编程开关，学生可以在实验中实现微程序的写入、验证和执行，这有助于深入理解微程序控制器的工作原理及其在计算机系统中的作用。 微程序控制器是计算机硬件设计中的核心部分，它通过微程序和微指令来实现对计算机操作的精细控制。这个实验提供了实践操作的机会，让学生能够亲手设计和实现微程序控制器，加深对计算机组成原理的理解。