[计算机硬件及网络]计算机组成原理实验指导书正文

1、.第一章 Dais-CMH+ 系统概述1.1系统简介Dais-CMH+ 计算机组成原理教学实验系统是启东达爱思计算机有限公司沿用国际流行的EPLD(CPLD)大规模可编程逻辑器件精心设计、研制的新一代适合于计算机组成原理教学的智能型实验装置，系统采用内、外总线结构，按开放式的要求设计了各关联的单元实验电路，除进一步规范了可组成的原理计算机结构外，也为开放式实验教学提供了充足的软硬件可设计空间，在实验电路构造方面，系统提供了多种手段，可按部件层次组合方式逐次构造不同结构和复杂程度的部件实验电路及模型计算机，可以通过多种“原理计算机”的设计和实现方法灵活全面地支持“计算机组成原理”课程的实验教学，

2、满足不同层次和不同教学环节的要求，是完全符合教学规律及开放式实验教学方法的高档次实验设备。Dais-CMH+ 创造了按键式操作环境， 实验方式灵活多样。在系统监控程序的管理下向用户提供“L”（单元手动）、“H”（单元自动）、“M”（模型机）三种工作方式；并配有Windows & DOS双操作平台的动态跟踪调试软件包，具有极佳的示教效果。1.2系统特点 开放式的实验电路结构系统支持三种实验电路构造方式，即实验元件零连线方式、单元电路跨接方式和实验电路“软连线”方式。对于实验元件零连线方式，可采用双头实验导线及4芯、8芯排线和8芯扁平线从零开始在扩展区上逐一搭起一个实验电路；对于各单元电路

3、，只需使用双头实验导线及8芯扁平线作简单的跨接，就可构造出（即使是较复杂的）实验电路；同时，也可使用可编程逻辑器件在线设计下载实验电路，实现实验电路“软接线”。用户可以根据实验教学的需要，自由选择、灵活组态，单独使用一种方式或几种方式结合使用，从而做到“搭接过的实验线路不再重搭”，彻底改变传统的实验教学模式，使教学双方可把实验教学的重点放在实验设计、调试和分析上。由于采用箭头示意式跨接方式，缩短了硬件接线时间，而不减少接线内容，因而获得极佳的实验效果。 按键式操作环境,实验方式灵活多样系统提供4×8键盘，8位LED显示，向用户提供三种工作方式。(一)单元手动实验 “L” 通过拨动开关

4、及发光二极管以二进制数码形式进行手动单元实验。(二)单元键盘实验 “H” 以键盘、LED显示作为操作平台，用十六进制数码形式进行按键式单元实验。(三)模型机实验“M”通过键盘及LED显示可直接输入或装载用户模型机程序（机器程序和微控制程序），系统具备单步一条微指令、单步一条机器指令、连续运行程序等常规调试命令，能动态跟踪数据流向、捕捉各种控制信息、100%展现模型机现场，有无限止暂停等智能化调试途径，设置灵活、操作方便、进一步优化了模型机的实验环境，使其组成原理一目了然。 配备Windows & DOS双操作平台的集成调试软件包系统通过RS-232-C串行通讯接口与PC机联接，借助PC

5、资源形成了强大的在线文挡与图形的动态管理系统，支持机器代码和与其对应微控制程序的混合编辑，一次点击即可完成程序和与其对应微程序的链接装载并自动弹出调试窗口，在视图栏中开辟了程序和与其对应微程序的调试、模型机示意图、寄存器代码空间、微代码空间、逻辑示波器等跟踪显示窗口，供用户选择，可动态显示数据流向、实时捕捉数据、地址、控制总线的各种信息，使调试过程极为生动形象。 选用RAM器件营造一个灵活可变的微程序控制空间RAM是一种具刷新功能的静态存贮器，因此可根据实验需要随机装载不同类型的模型机控制程序。 可重定义的运算器结构及微指令格式系统中运算器结构、微控制器的指令格式均可由用户根据自身教学需要灵活

6、设计、自行定义。 具2路逻辑测试通道 适用于实验中逻辑信号的观测，能够动态的跟踪实验现场，记录外部事件。 信号测试功能适用于各种高、低电平信号及脉冲信号的测试。 可调式脉冲源系统提供窄、宽脉冲两种时钟信号，配脉宽调节器，可根据实验需要调整当前脉冲宽度。 单脉冲系统配有T1、T2、T3、T4四个单脉冲按钮，在单元实验时可结合时序手动加载单脉冲信号，产生实验所需的时序信号。 时序启停系统配有时序启停按钮，通过时序电路的启停了解运行时的时序电路过程。 锁紧式通用型扩展区(仅Dais-CMH+ 提供此单元)在做扩展实验时可扩展40芯以内所有I/O接口芯片。 下载式PLD扩展区(仅Dais-CMH+ 提

7、供此单元)系统以扩展方式提供了PLD实验单元，在ispEXPERT/Synario设计软件的支持下，可对PLD器件进行在线编程和下载，完成芯片的功能设计，实现实验线路“软连线”方式。设计者可以灵活定义芯片的内部逻辑与管脚，增强了实验设计的灵活性，提高了实验效率。 部件跟踪显示器系统提供14组部件单元显示器，在实验中以十六进制方式静态跟踪显示每个部件的状态。 实验连线诊断软件可检测实验连线的正确性，提示错误连接的区域和位置，为实验连接的排错提供了方便。 选用高性能开关电源系统选用高性能开关电源，具过流、过压、短路保护、静电隔离等功能。1.3系统构成Dais-CMH+ 硬件内容如表1-1所示，系统

8、硬件结构如图1-1所示：表1-1 Dais-CMH+ 硬件内容电路名称主要电路内容运算器单元(ALU UNIT)运算器、进位控制器、移位寄存器、寄存器堆、内部总线计数器与地址寄存器单元(ADDRESS UNIT)地址寄存器、程序地址计数器微控器单元(MICRO CONTROLLER UNIT)指令寄存器、指令择码器、微代码控制寄存器及其26位二进制控制模拟开关、逻辑译码单元、时序电路、启停电路、单脉冲电路、脉冲源、中断控制主存单元(MAIN MEM)SRAM6116输入设备、输出设备(INPUT DEVICE & OUTPT DEVICE)开关、显示灯、8位LED显示、16个数字键、1

9、6个命令键,每个部件都有双位显示器逻辑信号测量单元2路逻辑信号PC示波器、信号测试单片机控制单元(PC UNIT)控制单片机、MACH、RS-232-C串口等电源高性能开关电源、输出为+5V/3A通用实验单元(扩展实验)*2个IC-40/28芯通用型锁紧式扩展插座PLD单元(扩展实验)*2个PLCC扩展方插座注:带“*”的项目为Dais-CMH+ 的扩展实验单元,而Dais-CMH则不提供此单元。图1-1 Dais-CMH+ 系统硬件结构1.4系统主要实验项目 运算器组成实验算术逻辑运算实验；进位控制实验；移位运算实验 移位寄存器实验 堆栈寄存器实验 寄存器判零实验 缓冲输入/锁存输出实验 存

10、储器和总线实验 微程序控制单元实验 指令部件模块实验 时序与启停实验 基本模型机设计与实现 带移位运算的模型机的设计与实现 复杂模型机实验 中断源在模型机中的设计与实现 可重构原理计算机组成实验运算器部件实验；指令译码实验 扩展8255并行口实验 PLD应用实验1.5与众不同的独特之处 操作剔除了烦琐的状态选择开关，用软件设定法创造了一个按键式操作系统，为实验者提供了一个智能型的实验环境。 连线采用箭头式提示连接法，引导学生正确连接构成计算机组成原理所必需的关联性电路，加快了连线速度，提高了实验效率，避免了实验连线过程中的盲目与误连。 指令构造支持计算机组成必不可少的中断、调用、返回等操作，涉

11、及的指令如下：= 助记符 注释- CALL XXH ;调用 RET ;返回 EI ;开中断 DI ;关中断 DJNZ R0,addr ;R0减1，不为零转向addr CJNE R0,#data,addr ;比较指令，R0与立即数data比较，不相等转addr= 带部件跟踪显示系统对计算机组成的每一个部件单元都配有静态显示器，以十六进制方式跟踪显示实验过程中的部件状态，进一步优化了模型机的实验环境，使其组成原理一目了然，获得极性的实验效果。 锁紧式扩展单元系统以锁紧式通用插座扩展实验区，适用于双列直插式40脚以内的接口芯片的实验扩展，并且选用镀金孔和排针两种跨接方式供学生有选择地进行外部扩展连接

12、，大大提高了实验连接的可靠性，为扩展实验的稳定运行奠定了基础。第二章 Dais-CMH+ 系统的配置与安装2.1系统配置Dais-CMH+ 出厂配置如表2-1所示：表2-1 Dais-CMH+ 系统主要硬件配置项目内容数量项目内容数量运算器74LS1812键盘显示TP801键盘32移位器74LS2991LT547显示8指令存贮器61161输入设备74LS2451累加器74LS2731数据开关8辅助寄存器74LS2731输出设备74LS2731通用寄存器74LS3744发光二极管8指令寄存器74LS2731逻辑控制开关二进制开关26程序计数器74LS1632状态显示灯发光二极管26微程序控制存储

13、器61164逻辑控制器件GAL16V8/20V832微指令寄存器74LS2732并行接口8255174LS1751单片机89C521微地址寄存器74LS743系统控制器MACH1281时序发生器74LS1751串行通信接口RS232C174LS7419芯插座174LS201通信电缆9芯RS-232-C1时序启停单元74LS002配套光盘集成实验环境1启/停按钮2电源+5V输出1单次脉冲74LS002部件显示器LC4021(双位)1474LS321信号测试74LS1231脉冲信号源74LS3931LM319174LS1231扩展单元*IC锁紧式插座2NE5551PLCC方插座2注:带“*”的项目

14、为Dais-CMH+ 的扩展实验单元,而Dais-CMH则不提供此单元。2.2系统联机 用随机提供的RS-232-C通信电缆将PC微机的串行口与Dais-CMH+ 实验系统的串行口连接起来，如图2-1所示。图2-1 Dais-CMH+ 系统与PC微机联机示意图 Dais-CMH+ 系统联机操作软件的安装及使用请参阅本手册第五章。2.3关于Dais-CMH的说明Dais-CMH是Dais-CMH+ 的基础型产品，它拥有与CMH+ 完全一致的操作环境，在部件组成、指令构造、实验途径、测试手段、示教方法及软硬件可设计方面与CMH+ 完全兼容，但它省缺PLD与I/O两个扩展单元，可拓展性略欠一筹，对于

15、本实验指导书的第七章实验十四至实验十六所列举的项目与内容无法实现。第三章 Dais-CMH+ 系统硬件环境3.1系统实验单元电路 运算器单元(ALU UNIT)“ 运算单元”由以下部分构成：两片74LS181构成了并/串型8位ALU：两个8位寄存器DR1和DR2作为暂存工作寄存器，保存参数或中间运算结果；ALU的输出由三态74LS245通过8芯扁平线连接到数据总线上，一片8位的移位寄存器74LS299通过8芯扁平线连接到数据总线上，由GAL和74LS74锁存器组成进位标志控制电路和判零标志控制电路、进位标志和判零标志指示灯。其电路构成如图3-1(a,b,c)所示，图中虚线框内的线已在线路板上连

16、好，虚线框为双排8芯总线输入/输出接口，在实验平台的丝印层标有数据流向。图3-1(a) 运算器单元电路图3-1(b) 进位及判零标志控制电路图3-1(c) 移位控制电路 寄存器组单元(REG UNIT)“ 寄存器组”由3片8位字长的74LS374组成R0、R1、R2寄存器，用来保存操作数及中间运算结果等。3个寄存器的输入/输出接口通过2双排8芯接口与BUS总线连接。如图3-2所示。图3-2 寄存器堆单元电路 程序计数器单元(PC)“ 程序指针”由2片74LS163构成，作为8位PC程序计数器数据通路用一8芯扁平接口与BUS总线相连，如图3-3所示。图3-3 程序计数器单元 地址寄存器单元(AD

17、DRESS UNIT)“ 地址总线”由地址锁存器(74LS273)给出，该锁存器的输入/输出通过8芯扁平线分别连至数据总线接口和存储器地址接口。地址显示单元显示AD0AD7的内容。其电路原理如图3-4所示。图3-4 地址寄存器单元 指令寄存器单元(INS UNIT)“ 指令寄存器”由1片74LS273构成，其8位输入端与BUS总线之间实验装置已作连接，其输出端用一8芯扁平线与微地址单元SE5SE0接口连接。其电路构成如图3-5所示。图3-5 指令寄存器单元电路 时序启停单元(STATE UNIT)“ 时序启停”单元由 1/2 片74LS74、1片74LS175及6个二输入与门、2个二输入与非门

18、和3个反向器构成。可产生4个等间隔的时序节拍信号T1T4，其中“时钟”信号由“ 脉冲源”提供。为了便于控制程序的运行，时序电路发生器也设置了一个启停控制触发器CR，使T1T4信号输出可控。图3-6(a)中启停电路由 1/2 片74LS74、74LS00及1个二输入与门构成。“运行方式”和“停机”控制位分别由管理CPU(89C52)的两个P I/O口控制。图3-6(a) 时序启停单元电路下面我们详细介绍其中各部分电路： 单周期脉冲在实验中【单步】命令键用来产生单周期四拍制脉冲信号；“启动”由管理CPU产生，用89C52的P I/O口发出时序电路的启停信号。 时序控制电路“单步”、“停机”及“启动

19、”信号分别由管理CPU根据用户键入的操作命令来设定与启动。当用户按【运行】命令键时，管理CPU令“运行方式”为"0"，并发出“启动”信号，运行触发器Cr一直处于"1"状态，因而时序信号T1T4将周而复始的发送出去。若用户按【单步】命令键时，管理CPU令“运行方式”为"1"，然后发出“启动”信号，机器处于单步运行状态，即此时只发送一个CPU周期的时序信号就停机。利用单步方式，每次只产生一条微指令，因而可以观察微指令的代码与当前微指令的执行结果。另外，当模型机连续运行时，如果用户键入【宏单】暂停命令键，管理CPU置“停机”为"1

20、"也会使机器停机。该电路采用一片74LS175、4D触发器组成移位发生器，经译码逻辑产生等间隔的时序信号T1、T2、T3、T4。键入启停控制命令，运行触发器Cr 控制，产生受控的全机工作所需的节拍脉冲信号T1T4。 可调式脉冲源“ 脉冲源”提供窄脉冲、宽脉冲2种时钟信号，由W1、W2电位器分别调节其脉冲宽度。该脉冲信号为时序信号的时钟输入源。如图3-6(b)。图3-6(b) 脉冲源 微控器电路单元(MICRO-CONTROLLER UNIT)本系统的微控器单元主要由编程部分和核心微控器部分组成，其电路构成如图3-7所示。编程部分是系统在“M”或“H”状态下通过键盘与LED显示来完成将

21、预先定义好的、与机器指令相对应的微代码程序写入到6116控制存贮器中，操作方法参阅本指导书第四章。核心微控器主要完成接收机器指令译码器送来的代码，使控制转向相应机器指令对应的首条微代码程序，对该条机器指令的功能进行解释或执行的过程。更具体讲，就是通过接收CPU指令译码器发来的信号，找到本条机器指令对应的首条微代码的微地址入口，再通过由CLK引入的时序节拍脉冲的控制，逐条读出微代码。实验箱上微控器单元中的26位指示灯(M25M0)显示的状态即为读出的微指令。然后，其中几位再经过译码，一并产生实验箱所需的相应控制信号，将它们加到数据通路中相应的控制位，可对该条机器指令的功能进行解释和执行。指令解释

22、到最后，再继续接收下一条微代码对应的微地址入口，这样周而复始，即可实现机器指令程序的运行。核心微控器同样是根据26位显示灯所显示的相应控制位，再经部分译码产生的电平信号来实现机器指令程序顺序、分支、循环运行的，所以有效地定义32位微代码对系统的设计至关重要。在图3-7所示的微控制单元电路中： 微地址显示灯显示的是后续微地址，而26位显示灯显示的是当前微单元的二进制控制位。 微控制代码输出锁存器273(0-2)、175及后续微地址输出锁存器M7M2(74LS74)。 CK0、CK1、CK2、CK3为微控制器微代码锁存输出控制位。 T2为后续微地址输出锁存控制位，在模型机运行状态有效。 微控制程序

23、存贮器(6116)片选端CS0、CS1、CS2、CS3受控于管理CPU(89C52)。 微控制程序存贮器(6116)读、写端OE、WE均受控于管理CPU(89C52)。 SE5SE0是指令译码的输入端，通过译码器确定相应机器指令的微代码入口地址。 4片245在CPU管理下产生装载微代码程序所需的四路8位数据总线及低5位地址线。 管理CPU(89C52)及大规模可编程逻辑器件MACH128N是系统的指挥与控制中心。图3-7微控制器原理图 逻辑译码单元(LOG UNIT)本单元主要功能是根据机器指令及相应的微代码进行译码使微程序转入相应的微地址入口，从而实现微程序的顺序、分支、循环运行，及3个工作

24、寄存器R0、R1、R2的选通译码，它们共由2片GAL构成，其电路构成如图3-8所示：图3-8(a) 基本模型机指令译码电路 图3-8(b) 带移位运算模型机及复杂模型机指令译码电路图3-8(c) 逻辑译码单元 主存储器单元(MAIN MEM)“ 内存”单元用于存储实验中的机器指令，其电路原理如图3-9所示。图3-9 主存储器单元 输入设备单元(INPUT DEVICE)“ 缓冲输入”单元以8个拨动开关作为输入设备，其电路原理如图3-10所示。图3-10 输入设备单元 输出设备单元(OUTPUT DEVICE)“ 锁存输出”单元为输出外设，输出数据进入锁存器后由8位发光二极管显示其值，如图3-1

25、1所示。图3-11 输出设备单元 数据总线单元(DATA BUS)“ 数据总线”单元以数码管和8位二进制显示灯分别以十六进制和二进制方式显示当前数据总线的内容，引出的D0D7可进行自行扩展实验。其电路构成如图3-12所示。图3-12 数据总线单元 控制信号发生单元“ 时序启停”单元的T1、T2、T3、T4插孔为时序信号测试端，它们已和实验单元中相应的时序信号控制端作内部相连。在实验中只需适当定义32位微代码信号的含义，并将读/写控制位接入到WE上，就可为系统地址总线提供W/R信号。 地址总线单元(ADDRESS BUS)“ 地址总线”单元双位数码管以十六进制方式显示当前地址总线的内容，引出的A

26、0A7可进行自行扩展实验。其电路构成如图3-13所示。图3-13 地址总线单元 扩展单元(EX UNIT)此单元采用GAL16V8涵盖139译码电路，其结构如图3-14所示。当A9=0，A8=0时，选中Y0。Y0禁用。当A9=0，A8=1时，选中Y1。Y1在进行扩展时由实验者选择使用。当A9=1，A8=0时，选中Y2。Y2在进行扩展时由实验者选择使用。当A9=1，A8=1时，选中Y3。Y3由系统控制线LDED使用。其中：Y0、Y1、Y2、Y3均为低电平有效。图3-14 I/O译码电路 逻辑信号测量单元(OSC UNIT)“ 示波器”单元提供双通道PC逻辑示波器，用于测量数字信号波形，其构成如图

27、3-15所示。图3-15 PC逻辑示波器单元 单片机控制单元(8052 UNIT)“ 监控单元”为Dais-CMH+/CMH特有的单元，控制单元主要包括： 89C52以数据扩展方式来完成对系统的控制； 4片74LS245构成32位微代码的写入（编程与装载）、读出（校验）； P3.0、P3.1和RS232C构成PC串行通信接口； P2.0P2.5通过一片74LS245隔离构成6位微地址总线； P0口作为总线口，其它I/O口作为控制信号；图3-16 单片机控制单元电路如图3-16所示，由于系统设置了数据通路控制信号隔离（将一些控制信号线用4片74LS245进行隔离），所以实现与PC微机联机情况下，

28、对微代码或机器指令程序编程、校验、调试，亦可通过实验装置键盘与8位LED显示直接装载。 二进制开关单元(SWITCH UNIT)“ 二进制开关单元”的电路构成如图3-17所示（图中为开关单元的其中一组），单元中的开关都可作为通用电路使用，二进制开关下方均有丝印字（用户也可以自定义）。图3-17 开关单元 PLD扩展单元(Dais-CMH无此单元)“ PLD扩展”单元由2片PLD芯片及PC编程接口组成，芯片的所有引脚均以“孔”式排针形式引出。2片ispLSI1016芯片可进行在线编程。编程时由专用下载电缆将PLD下载接口连接至PC机并行口，下载接口分别位于2个PLD芯片左右侧。 I/O口扩展单元

29、(Dais-CMH无此单元)“ 扩展单元”和“ 扩展单元”由2个IC-40/28锁紧式插座构成，为系统和用户自行扩展实验所用，可扩展双列直插式40芯以内的所有I/O接口芯片。3.2系统电源Dais-CMH+/CMH采用高性能开关电源作为实验装置工作电源，其主要技术指标如下： 输入交流电压：AC 110V280V 输出直流电压：DC +5V/3A 输出功率：30W 工作效率：>80% 电压调正率：<0.2% 负载调正率：<0.5% 纹波系数： <0.5% 环境温度：-10 +40 连续工作时间：>8小时3.3注意事顶 使用前后均应仔细检查主机板，防止导线、元件等物品

30、落入装置内导致线路短路、元件损坏。 电源线应放置在机内专用线盒中。 注意系统的日常维护，经常清理灰尘和杂物。第四章 键盘与显示系统的使用4.1 键盘简介Dais-CMH+ 实验系统配有一个4×8键盘（见下图）、8位LED显示，键的设置和命名以Dais系列接口实验装置的键盘为基础，键盘的管理模式及显示器的显示规则以TB801B为基准，光标闪动、一键多用、设置灵活、使用方便，其操作平台的智能化程度远远超越国内同类产品，是目前国内较为理想的按键式操作系统。4.1.1 键盘部分4.1.1.1 键盘示意图IR7IN8OUT9uadARAM存贮PC计数ALU运算EXEC运行R24CN5AR6PC

31、BREG寄存IN输入ua微址STOP宏单DR21R02R13BUSCLAST减址OUT输出RD读STEP单步DR10RAMF299EALUDNEXT增址mov装载WR写MON返回4.1.1.2 键盘功能简介 在32个按键中，左边16个数字键0F，用于输入地址，数据或机器码。寄存器、暂存器、状态寄存器、PC地址、微地址等也用数字表示，其名称在数字键右上角，详见下表：名称DR1DR2R0R1R2CNARIRINTOUTUAPCBUSALU299BRAM代号0123456789ABCDEF 右边十六个功能键，这16个功能键的定义及作用分别是：存贮进入程序存诸器读写寄存进入寄存器读写减址地址减1（读上

32、一个字节）增址设置工作模式地址加1（读下一个字节）计数PC计数输入8位置数开关缓冲输入输出8位数据锁存输出装载微程序装载运算运算器缓冲输入微址微地址测试读微程序存诸器读及缓冲输入单元读写BUS总线锁存输出运行全速运行PC程序宏单执行一条程序指令暂停单步执行一条微指令返回退出当前操作返回初始待令状态4.2 键盘控制程序简介4.2.1 键盘监控工作状态用户可以通过其32个键向本系统发出各种操作命令，大多数键有2个以上功能，而没有上下档键之分，实验系统到底进行什么操作，不仅与按什么键有关，也与当前实验系统所处的工作状态有关。“工作状态”在操作中是一个重要的概念，下面作有关介绍。4.2.2. 初始待令

33、状态在初始待令状态8位LED显示器显示：其中高3位是Dais-CMH+/CMH的型号缩写、自左向右第4位显示系统当前工作模式、第5位为光标闪动位，显示提示符“P.”，表示实验系统处于初始待令状态。（一）建立初始状态的途径： 实验系统接通电源后自动进入初始待命状态，光标闪动位显示提示符“P.”； 按动位于实验系统右中侧的红色复位按钮，强迫系统退出当前操作无条件地返回初始待令状态，光标闪动位显示提示符“P.”。 在大多数情况下按【返回】命令键，也可以使本机进入初始待命状态。（二）在初始待命状态可以进行的操作： 按任一数字键，进入待命状态0，并显示该键入数； 按【增址】命令键，设定系统当前的工作模式

34、，自左向右第4位显示的提示符由原"M"变为"L"（手动模式）、或由原"L"变为"H"（按键模式）、或由原"H"变为"M"（自动式）；按【连续】命令键，在"L"模式下是启动产生周而复始的时序信号；在"H"或"M"模式则是从0地址开始以连续方式运行模型机程序。 按【单步】命令键，在"L"模式下是启动产生一个机器周期的时序信号；在"H"或"M"模式是从0地址开始运

35、行一条微指令； 按【宏单】命令键，在连续运行状态时执行的是暂停功能；在待令状态且当前为"H" 或"M"模式执行的是从0地址开始运行一条机器指令； 按【存贮】、【寄存】、【计数】、【运算】、【微址】等命命键，分别从0地址开始按命令键所定义的目标进入读写操作状态。 按【运算】、【输入】、【输出】等命令键，分别按命令键所定义的目标进行读（输入）、写（输出）操作。4.2.3. 待命状态 0在本状态下，LED显示器自左向右第5、6位显示16进制数0F，数字之间没有间隔。光标闪动位在显示器第5、6位交替，系统接收用户键入的16进制地址（8位）；在初始待命状态按数字键

36、本机便进入待命状态0。在待命状态0可进入的操作有： 按【存贮】、【寄存】、【计数】、【运算】、【微址】等命令键，系统以自左向右第5、6位显示的内容作为起始地址进入与命令键定义相对应的目标空间的读写操作状态。 按【单步】、【连续】、【宏单】（暂停）等命令键，系统以自左向右第5、6位显示的内容作为起始地址进入与命令键定义相对应的运行操作。 按【装载】命令键，系统以自左向右第5位显示的内容作为序号装载与其对应的模机微控制代码程序，装载完毕自动返回初始待命状态。 按【返回】命令键，系统退出当前操作，返回初始待命状态。4.3 键盘监控程序的特点 一键多用，减少键数，增强功能。 闪动的光标提示，指出应做什

37、么操作，操作位置在哪里。 除复位键以外，大多数键有自动连续功能，持续按键1秒以上，就会产生连续按键的效果，达到快速扫描、检查，简化了操作，节省了时间。 省零功能，数字后的0可省略。减少了按键次数。 键盘监控没有换档键，键的功能取决于实验系统所处的状态。各个键的功能同实验系统状态联系在一起，免去了记忆上、下档的麻烦。实验系统的状态从显示方式中判断，不会引起混乱。4.4 键盘监控程序操作说明4.4.1 复位命令RESET按钮在任何时刻按复位按钮RESET，都会迫使实验系统无条件的接受硬件复位，清除模型机及相关单元电路现场，进入初始待命状态，光标闪动位显示提示符“P.”。必须指出这一命令的使用是以清

38、除实验现场为前提的，因此仅当出现下列情况才予使用。 对带有CLR清零端的部件需要重新进行初始化时。 在按动【返回】命令键无法终止当前操作返回初始待命状态时。 显示混乱、键盘失控、系统无法正常使用时。4.4.2 返回初始待命状态MON【返回】命令键按MON，系统自动终止当前操作返回初始待命状态。通常用MON键进行以下操作： 清除已送入显示器的数字； 退出当前操作。例如退出存储器、寄存器读写状态、单步运行等其它操作状态； 按MON键，不会影响模型机及相关单元电路现场4.4.3 设置当前工作模式命令NEXT【增址】命令键在初始待命状态，【增址】键执行的是当前工作模式设置命令，本实验装置确定了三种工作

39、模式供使用者选择，它们的提示符分别为"L"、"H"、"M"，采用环绕法由用户加予确认，每按一次【增址】命令键，自左向右第四位的提示符由原"M"变为"L"、或由原"L"变为"H"、或由原"H"变为"M"，操作时请认正当前闪动的提示符所代表的模式即可。详见下表：特征码所代表的工作模式L 手动操作 适用于单元实验H 自动操作 适用于单元实验及模型机调试n 动态跟踪操作 适用于模型机动态调试4.4.4 程序存贮器读写命令【存

40、贮】、【增址】、【减址】命令键这一组命令是用来检查（读出）或更改（写入）程序存贮器单元，通过这些命令向实验系统送入机器代码（程序）和数据。先按MON 键，使实验系统处于初始待命状态，然后送入2位表示要检查的程序存贮器地址，再按【存贮】命令键，实验系统便进入存储器读写状态。在程序存贮器读写状态，显示器左边第5、6位数字是存贮单元的地址，右边2位是该单元的内容。光标闪动位表示等待修改（写入）的高4位字节或低4位字节。程序存贮器读写状态是键盘监控的一种重要状态。这时【增址】命令键具有初始待命状态不同的功能。请用户注意:程序存贮读写状态的明显标志是:显示8位数字,光标在第7位或第8位闪动。在程序存贮器

41、读写状态，使用【减址】或【增址】键，可以读出上一个或下一个存贮单元，同时光标自动移动到第7位。持续按【减址】或【增址】键在1秒以上，实验系统便开始对内存进行向上或向下扫描，依次显示各单元地址及内容，可以快速检查某一内存区的内容，或快速移动到要检查的单元，从而简化了操作。按MON键，可使实验系统退出存储器读写状态，返回待命状态。下面举例说明操作规程(需要说明的是本例操作所需的若干连线是以完成本装置实验指导所列举的单元实验为基础的,也就是说实验二获得通过后才能进入以下操作)：按键8位LED显示说 明【返回】DY-HP. 返回初始待命状态0DY-H0 键入数字0,进入待命状态0【存贮】DY-H00X

42、X 待命状态0,按【存贮】键进入存储器读写状态, 显示00H 单元内容XX,第7位数字闪动,表示此 位可更改ADY-H00AX 按数字A,对00H高半字节写入,光标移动第8位8DY-H00A8 按数字8,对00H低半字节写入,光标移动第7位【增址】DY-H01XX 按【增址】键,读出下一单元01H12DY-H0112 按数字12,对01H 单元 写入12H【减址】DY-H00A8 按【减址】键,读出上一单元00H的内容【返回】DY-HP. 按【返回】退出存储操作返回初始状态4.4.5 寄存器读写命令【寄存】、【增址】、【减址】、【写】命令键对寄存器等读出，采用1位十六进制数作为寄存器代号：名称

43、DR1DR2R0R1R2CNARIRINTOUTUAPCBUSALU299BRAM代号0123456789ABCDEF这里需要说明的是代号为05的CN单元是由系统定义的特殊状态与控制单元，它的高2位系统定义为状态标志位，剩余6位为运算与移位的控制位，每位的含义如下：位76543210定义CYZCNMS0S1S2S3因此CN单元的高2位是只读位，剩余2位为写入位，使用时应予注意。寄存器读写状态的标志是：显示器上显示7位数字，其中第5位数字代表寄存器的代号，第6位不显示，右边的2位数字表示该寄存器的内容。光标处于显示器的第7、8位。若要对寄存器的内容进行改写，可键入所需的数字键，然后按【写】命令键

44、，光标所处的数字即被打入以显示代号所对应的目标单元；按【增址】或【减址】键，可查看或改写下一或上一单元寄存器（按代号顺序排列）的内容，持续按【增址】或【减址】键在1秒以上可实现快速查找。按【返回】命令键，实验系统退出寄存器读写状态，返回初始待命状态。下面举例说明操作过程(注意:以完成实验所需的全部连线为前提)：按键8位LED显示说 明【返回】DY-HP. 返回初始待命状态0DY-H0 要检查DR1寄存器,数字键0是它的代号【寄存】DY-H0XX 按【寄存】键立即显示DR1的内容,进入寄存器读 写状态12DY-H012 按数字键,光标移动,更改DR1的内容【写】DY-H012 按【写】命令键,把

45、12打入DR1【增址】DY-H1XX 按【增址】键,自动读出下一个寄存器DR2,它的 代号是1,光标自动移至第7位【减址】DY-H012 读出上一单元(0 代号 DR1的内容)【返回】DY-HP. 按【返回】退出存储操作返回初始状态4.4.6 微程序存贮器读写命令【读】、【增址】、【减址】命令键微程序存贮器读写的状态标志是：显示器上显示8个数字，左边2、3位显示区域号，（区域的分配见下表）、左边5、6位数字是微存贮单元地址，硬件定义的微地址线是ua0ua5共6根，因此它的可寻址范围为00H3FH；右边2位数字是该单元的内容，光标在第7位与第8位之间，表示等待修改单元内容。区域号微程序区对应位空

46、间对应位控制功能 032··············25CBAARNCNCA9A8124··············17CEADCNMS0S1S2S3216·············

47、3;·9P2DRPCIRDD2DD1DR0WE38················1U0U1U2U3U4U5P1SW用【读】命令键可以对微程序存贮器进行检查（读出）或更改（写入）。对微程序存贮器读写，一般应先按MON，使实验系统进入初始待命状态。然后输入所要访问的微程序区域地址，再按【读】命令键，系统便以该区域的00H作为起始地址，进入微程序存贮器读写状态。下面举例说明操作过程：按键8位LED显示说 明【返回】DY-HP. 返

48、回初始待命状态【读】DY-HP. 初始待命状态,按【读】键无效0DY-H0 按数字键 0 ,进入待命状态 0【读】CM0000XX 按【读】命令键, 进入微程序读状态,左边第3位 起显示0 0 0 0 X X,光标闪动移至第7位12CM000012 按12键,将内容写入0 区域 00H 单元【增址】CM0001XX 按【增址】命令键,读出 0 区域下一个单元 01H 的内容,光标重新移至第7位【返回】DY-HP. 返回初始待命状态4.4.7 执行命令【单步】、【宏单】(暂停)、【运行】命令键系统在单步、宏单步或运行状态下按STOP（暂停）命令后所定义的显示格式是：最左边高2位显示下一条微地址；

49、左边3、4位显示PC指针；左边5、6显示RAM地址；最右边2位显示模型机当前总线（BUS）内容：若实验时想通过8位显示器观察其它控制信号运行后的状态，只需用双头实验连接线把所要跟踪的控制信号（位于实验系统左中下方）与显示器所对应的逻辑测试通道相连；系统自动将该2位显示器的刷新权限交给使用者定义。本装置的USC逻辑测试通道位于仪器中间偏左位置，它们与8位LED显示器的对应关系是：为了示范逻辑测试通道与显示器之间对应的显示关系，系统在定义了模型机PC指针显示位置的同时，建议实验操作者用双头实验连线把PC-B与逻辑测试通道1作对应连接；然后再进入模型机的执行操作，参照以下的执行流程程序试比较程序PC

50、指针与PC-BUS再执行过程中的异步概率。试问什么类型机器指令的执行会产生异步？其原理是什么？举例说明执行状态下单步（单步一条微指令）、宏单步（单步一条机器指令）、运行及暂停等命令的操作规程，需要说明的是本例操作所需的若干排线连接是以完成本装置所例举的单元实验为基础的，也就是说全部单元实验获得通过后才能进入以下操作：(一)模型机程序的编辑按动位于实验系统右侧的红色复位按钮，强迫系统退出当前操作无条件地返回初始待令状态，光标闪动位显示提示符“P.”。按键8位LED显示说 明【增址】DY-HP. 设置工作模式使第4位显示提示符“H”0DY-H0 在闪动的“P”下 键入数字0,进入待命状态0存储DY

51、-H00XX 在待命状态0,按【存贮】键进入存储器读写状 态,显示00H单元内容XX,第7位数字闪动,表 示此位可更改20DY-H0020 按数字20,对00H单元写入20H【增址】DY-H01XX 按【增址】键,读出下一单元01H40DY-H0140 按数字40,对01H单元写入40H【增址】DY-H02XX 按【增址】键,读出下一单元02H09DY-H0209 按数字09,对02H单元写入09H【增址】DY-H03XX 按【增址】键,读出下一单元03H60DY-H0360 按数字60,对03H单元写入60H【增址】DY-H04XX 按【增址】键,读出下一单元04H0BDY-H040B 按数字0B,对04H单元写入0BH【增址】DY-H05XX 按【增址】键,读出下一单元05H80DY-H0580 按数