计算机组成原理课程设计报告(2)

2025-10-07

四、微程序的改进

虽然利用上面的微指令系统可以完成使累加器A每次递增1的功能,但是该微程序为死循环,即无法按照需要重新置零,为此,我们决定对微程序进行相应的改进,使得输出结果从9开始输出,之后每次递减1,当输出结果为0时,输出结果重新置9,之后继续递减。 从而可实现九位计数器的功能。

改进后的微程序如下(weixiaowu.ASM): LO:

MOV A,#09H LOOP: OUT

SUB A,#01H JZ LO JMP LOOP END

然后选择[文件|调入指令系统/微程序 ],调入系统默认指令系统,将程序汇编成机器码,进而在调试窗口显示出程序地址、机器码和反汇编指令如下: 程序地机器码 反汇编指令 指令说明 址 00 LO MOV指令地址00 00 7C 09 MOV A,#09H 立即数09H送到累加器A 02 LOOP: 循环入口地址02 02 C4 OUT 累加器A输出到端口 03 3C 01 SUB A,#01H 累加器A减1 05 A4 00 JZ LO 若A=0跳转到程序开始 07 AC 02 JMP LOOP 无条件跳转到程序02地址 执行该程序后,可得运行结果如下(第一次循环后OUT=9):

第二次循环后,输出结果OUT=8.

之后每进行一次循环,输出到OUT的值递减1,当A中的值递减为1时输出结果如下:

此后,再进行一次循环,A递减1之后变为0,此时JZ LO该语句有效,则跳转到程序开始,即输出重新置9,过程如下:

五、输出结果进行分析:

程序的开始执行一条取指的微指令,读入程序第一条指令。

MOV A,#09H: 将累加器的值设为09H,用于下面计算来产生零标志。 OUT: 将A中的值输出到OUT

SUB A,#01H: A值原来为09H,将A值第一次减去1后,得到08H。 JZ LO: 由上条取指读出的指令码为A4H,存入IR寄存器后,IR3、IR2的值为01(二进制),表示判零跳转功能,指令码存入uPC后,从uM读出的微指令值为0C6FFFFH,表示以PC为地址从EM中读出数据02H并送到DBUS,ELP为低成有效状态,与IR3、IR2组成零跳转控制,该微指令为判零跳转。此时若零标志位为1,即A=0时,就会产生一个控制信号,将总线DBUS上的值00H打入PC,下条微指令取指时,就会从EM新的地址00中读指令码;此时若零标志位为0,DBUS上的值被忽略,PC加1,下条取指操作按新PC取出指令码执行。由于A=08H,所以该指令无效,继续执行下条指令。 JMP LOOP: 由上条取指操作读出的指令码为ACH,存入IR寄存器后,IR3、IR2的值为11(二进制),此为无条件跳转控制,指令码存入uPC后,从uM读出的微指令为0C6FFFFH,表示以PC为地址从EM中读出数据并送到数据总线DBUS上,因为ELP有效,与IR3、IR2组合产生PC的打入信号,将DBUS上的数据存入PC中,下一条取指微指令按新的PC值读出程序的指令码。程序从LOOP重新执行。

此后,由于A=08H,不等于0,所以输出继续递减,等到输出减为0时,JZ LO该语句有效,则跳转到程序开始,即输出重新置9,此后继续重复上面的过程。 六、设计过程遇到的问题:

星期一刚收到通知要计算机组成原理课程设计时,当时以为没啥意思,就和以前连连线就行啦。但当到达实验室时收到任务时才发现自己是一点都不懂,不知该何处入手,特别是那套软件。当时以为软件和硬件是不需要连接的,结果弄了半天啥都没弄出来,幸得老师醍醐灌顶,明白在用微程序控制方式做综合实验时,在给实验仪通电前,拔掉实验仪上所有的手工连接的接线,再用8 芯电缆连接J1 和J2,控制方式开关KC拨到“微程序控制”方向。若想用CPTH软件

控制组成原理实验仪,就要启动软件,并用快捷图标的“连接通信口”功能打开设置窗口,选择实验仪连接的串行口,然后再点击“OK”按钮接通到实验仪。 。只是此时的自己还不知道要干啥,只会把实验册上的代码输入到软件中运行,根本没弄明白这次课程设计的目的。后来渐渐明白是要自己理解代码,即微程序的执行过程。于是我们又不得不仔仔细细的去看第三章和第四章的知识。通过认真研究,明白了该系统的后两位是用来选择RO到R3之间的寄存器。经过几天的摸索吧,我们从刚开始的朦胧小孩,成长为经验老手,总的来说这次课程设计收获多多,对我们将来在计算机软硬件方面有想当大的帮助。


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