计算机组成原理实验五参考

1、实验五CPU组成与机器指令执行实验第一步，对机器指令系统组成的简单程序进行译码地址指令机器代码00HLDAR0,R258H01HLDA R1,R35DH02HADD R0,R104H03HJC +596H04HAND R2,R33EH05HSUB R3,R21BH06HSTA R3,R24BH07HMUL R0,R124H08HSTP60H09HJMP R184H第二步，接线本实验的接线比较多，需仔细。1 将跳线开关J1用短路子短接。时序发生器的输入 TJI接控制存储器的输出TJ。控制器的 输入C接运算器ALU的C。控制器的输入IR7、IR6、IR5、IR4依次指令存放器IR的输出IR7、 I

2、R6、 IR5、IR4。共 6 条线。2 控制器的输出 LDIR(CER)、LDPC(LDR4)、PC_ADD、PC_INC、M4、LDIAR、LDAR1(LDAR2)、AR1_INC、M3、LDER、IAR_BUS#、SW_BUS#、RS_BUS#、ALU_BUS、CEL#、LRW、WRD、 LDDR1(LDDR2)、M1 (M2 )、S2、S1、S0依次与数据通路的对应信号连接。共27条线。3 .指令存放器IR的输出IR0接双端口存放器堆的 RD0、WR0 , IR1接RD1、WR1 , IR2接RS0 , IR3接RS1。共6条线。合上电源。按CLR#按钮，使实验系统处于初始状态。第三步

3、,利用控制台微程序KLD设置通用存放器R2、R3的值在本操作中，我们打算使R2 = 60H ,R3 = 61H1令DP = 0 , DB = 0 , DZ =0 ,使实验系统处于连续运行状态。令 SWC = 0、SWB = 1 SWA = 1 , 使实验系统处于存放器加载工作方式KLD。按CLR#按钮，使实验系统处于初始状态。2 .在SW7 SW0上设置一个存储器地址，该存储器地址供设置通用存放器使用。该存储器地址最好是不常用的一个地址，以免设置通用存放器操作破坏重要的存储器单元的内容。例如 可将该地址设置为 OFFH。按一次QD按钮，将OFFH写入AR1和AR2。3 .在SW7 SW0上设置

4、02H，作为通用存放器R2的存放器号。按一次 QD按钮，那么将02H 写入IR。4 .在SW7 SW0设置60H，作为R2的值。按一次QD按钮，将60H写入IR指定的R2寄 存器。5 .在SW7 SW0上设置03H，作为通用存放器 R3的存放器号。 按一次QD按钮，将03H 写入IR。6.在SW7 SW0设置61H，作为R3的值。按一次 QD按钮，将61H写入R3。-演示7 .设置R2、R3结束，按CLR#按钮，使实验系统恢复到初始状态。 第四步，利用 控制台微程序KWE存程序机器代码 本操作中，我们从00地址开始存10个机器代码：58H，5DH，04H，95H，3EH，1BH，4BH， 24

5、H，60H，84H。在60H存入24H，用于给 R0置初值；在 61H存入83H，用于给R0置 初值。1 . 令DP = 0，DB = 0，DZ =0，使实验系统处于连续运行状态。令 SWC = 0、SWB = 1、SWA =0，使实验系统处于写双端口存储器工作方式 KWE,如下列图。按CLR#按钮，使 实验系统 处于初始状态。2. 置SW7 SW0为00H，按QD按钮，将 00H写入 AR1。3. 置SW7 SW0为58H，按QD按钮，将58H写入存储器00H单元。AR1自动加1，变 为 01H。4. 置SW7 SW0为5DH，按QD按钮，将5DH写入存储器01H单元。AR1自动加1，变 为

6、 02H 。5. 按 QD按钮，使 AR1 + 1。AR1此时为 02H。6 .重复进行下去，一直到将84H写入存储器09H单元。按CLR#按钮，使实验系统恢复到初 始状态。7. 置 SW7 SW0 为 60H，按 QD 按钮，将 60H 写入 AR1 8 . 置 SW7 SW0 为 24H，按 QD 按钮，将24H写入存储器60H单元。AR1自动加1，变为61H。9 .置SW7 SW0 84H，按QD按钮，将83H写入存储器61H单元。按CLR#按钮，使 实验 系统恢复到初始状态。第五步 ,用单拍 DP 方式执行一遍程序。在单拍执行过程中， 首先要随时监测 AR2 的值和 IR 的值，以判定

7、程序执行到何处， 正在执行 哪 条指令。监测微地址指示灯和判断字段指示灯，对照微程序流程图，可以判断出微指令的地 址 和正在进行的微操作。程序执行的结果如下：初值： R0 未定， R1 未定， R2 = 60H ， R3 = 61H 。存储器 60H 单元的内容是 24H ， 61H 单元 的内容是 83H 。1 LDA R0,R2执行结果 R2 = 60H ， R0 = 24H 。演示2 LDA R1,R3执行结果 R3 = 61H ， R1 = 83H 。3 ADD R0,R1执行结果 R0 = 0A7H ， R1 = 83H ， C = 0 。4JC +5执行结果转移到 03H ，因为

8、C = 0 。5AND R2,R3执行结果 R2 =60 H ， R3 =61H 。6SUB R3,R2执行结果 R2 = 60H ， R3 = 01H执行结果 R2 = 60H ， R3 = 01H ，存储器 60 单元的内容为 01H8MUL R0,R1执行结果 R0 = 15H ， R1 = 83H9STP执行结果：无变化10 JMP R1执行结果 转移到 83H 。第一遍执行结束。执行结果是 R0 = 15H , R1 = 83H , R2 = 60H , R3 = 01H器60H单，存储 元的内容是 01H ，61H 单元的内容是 83H 。第六步 ,用单指 DZ 方式执行一遍程序。

9、初值: R0 = 15H ， R1 = 83H ， R2 = 60H ， R3 = 01H ，存储器 60H 单元的内容是 61H 单 01H ， 元的内容是 83H 。R0 = 01H1LDA R0,R2 执行结果 R2 = 60H2LDA R1,R3 执行结果 R3 = 01HR1 = 5DH3ADD R0,R1执行结果 R0 = 5EHR1 = 5DH ， C = 044JC +5 执行结果转移到03H因为 C = 05AND R2,R3 执行结果 R2 =00 HR3 =01H6SUB R3,R2 执行结果 R2 = 00H执行结果 R2 = 00H ， R3 = 01H ，存储器 0

10、0 单元的内容为 01H 8MUL R0,R1执行结果 R0 = 0B6H ，R1 = 5DH9STP执行结果：无变化10 JMP R1执行结果 转移到 5CH第二遍执行结束。执行结果是 R0 = 9CH ，R1 = 5CH ，R2 = 00H ，R3 = 01H ，存储 器 60H 单元 的内容是 01H ， 61H 单元的内容是 83H ，00H 单元的内容为 01H 。第七步 , 用连续方式执行一遍程序由于 00 单元的内容已被修改，因此在执行前应首先恢复 00H 单元的内容 58H 。初值：RO = 0B6H , R1 = 5DH , R2 = OOH , R3 = 01H，存储器 60H 单元的内容是 01H ,61H 单元的内容是 83H ， 00H 单元的内容为 58H 。1LDA RO,R2执行结果 R2 = OOH ， RO = 58H 。2LDA R1,R3执行结果 R3 = O1H ， R1 = 5DH 。3ADD RO,R1执行结果 RO = OB5H ， R1 = 5DH ， C = O44JC +5执行