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1、沈 阳 工 程 学 院课 程 设 计设计题目：基本模型机的设计与实现（第1组） 系 别 信息工程系 班级 计本061 学生姓名 刘根虎、都子卿、吴长鑫 学号 9、11、23 指导教师 王健、李贞 职称 讲师、教授 起止日期：2008年12月8日起至2008年12月14日止沈 阳 工 程 学 院课程设计任务书课程设计题目：基本模型机的设计与实现（第1组）系 别 信息工程系 班级 计本061 学生姓名 刘根虎、都子卿、吴长鑫 学号 9、11、23 指导教师 王健、李贞 职称 讲师、教授 课程设计进行地点： 计算机组成原理实验室 任 务 下 达 时 间： 2008年 12月 5日起止日期：2008年
2、12月8日起至2008年12月14日止教研室主任 李贞 2008年12月3日批准一、课程设计的原始资料及依据查阅有关计算机组成原理的教材、实验指导书等资料，进一步熟悉微程序控制器原理，微指令的设计方法。在掌握运算器、存储器、微程序控制器等部件的单元电路实验的基础上，进一步将各部件组成系统，构造一台基本模型计算机。为给定的机器指令编写相应的微程序，上机调试，掌握整机概念。二、课程设计主要内容及要求1认真阅读资料，掌握给定的机器指令的操作功能。2分析并理解数据通路图。3根据数据通路图画出给定的机器指令的微程序流程图。4根据微指令格式编写每条机器指令对应的微程序，形成“二进制微指令代码表”。5全部微
3、程序设计完毕后，将微程序中各个微指令正确地写入E2PROM芯片2816中。6进行机器指令程序的装入和检查。7运行程序，检查结果是否和理论值一致。8IN、ADD、JMP指令为必做指令，另外新定义1条机器指令重复上述过程。各组要求新定义的机器指令如下：设计组编号机器指令助记符操作功能说明设计组编号机器指令助记符操作功能说明1AND addrR0 AND addr-R06NOT addr2OR addrR0 OR addr-R07DEC addraddr-1-R03XOR addrR0 XOR addr-R08LOD addraddr-R04SUB addrR0-addr-R09DECRR0-1-R
4、05ROA addr9 STA和OUT指令为选做指令，供有能力的学生完成。10记录出现故障的现象，并对故障进行分析，说明排除故障的思路及故障性质。 11独立思考，认真设计。遵守课程设计时间安排。12认真书写课程设计说明书，避免相互抄袭。三、对课程设计说明书撰写内容、格式、字数的要求1课程设计说明书是体现和总结课程设计成果的载体，主要内容包括：设计题目、设计目的、设备器材、设计原理及内容、设计步骤、遇到的问题及解决方法、设计总结、设计小组评语、参考文献等。一般不应少于3000字。2在适当位置配合相应的实验原理图、数据通路图、微程序流程图、实验接线图、微指令代码表等图表进行说明。应做到文理通顺，内
5、容正确完整，书写工整，装订整齐。3设计总结部分主要写本人设计期间所做工作简介、得到了哪些设计成果、以及自己的设计体会，包括通过课程设计有何收获，程序有哪些不足之处，哪里遇到了困难，解决的办法，以及今后的目标。设计小组评语处注明设计组编号、设计组组长、设计组成员，并由设计组组长给出评语。评语包括该同学主要完成了哪些任务，课程设计期间的表现和态度如何，组长自己的评语由小组其他成员集体讨论后写出。4课程设计说明书手写或打印均可，具体要求如下：l 手写时要用学校统一的课程设计用纸，用黑或蓝黑墨水工整书写；l 打印时采用A4纸，页边距均为20mm，章标题(如: 2 设计原理及内容)和目录、摘要、参考文献
6、、设计小组评语等部分的标题用小三号黑体，上下各空1行，居中书写；一级节标题(如: 2.1 设计原理)采用黑体四号字，二级节标题(如: 2.1.1数据通路)采用黑体小四号字，左对齐书写。l 正文采用宋体小四号字，行间距18磅，每个自然段首行缩进2个字。l 图和表的要有编号和标题，如：图2.1数据通路图；表1.1机器指令表。图题与表题采用宋体五号字。表格内和插图中的文字一般用宋体五号字，在保证清楚的前提下也可用更小号的字体。l 英文字体和数字采用Time New Roman字体，与中文混排的英文字号应与周围的汉字大小一致。l 页码用五号字，在每页底端居中放置。5课程设计说明书装订顺序为：封面、任务
7、书、成绩评定表、目录、正文、参考文献、设计小组评语。在左侧用订书钉装订，不要使用塑料夹。四、设计完成后应提交成果的种类、数量、质量等方面的要求1完成“基本模型机”中指定机器指令的操作功能，运行稳定。2撰写课程设计说明书。五、时间进度安排顺序阶段日期计 划 完 成 内 容备注1第1天（12月8日）阅读资料、系统分析设计2第2天（12月9日）系统分析设计、微程序编制3第3-4天（12月10日-11日）微程序输入、调试及运行4第5天（12月12日）基本模型机运行验收按组号验收5第6-7天（12月13日-14日）撰写课程设计说明书六、主要参考资料（文献）1王健、王德君.计算机组成原理实验指导书.沈阳工
8、程学院,2005 2白中英.计算机组成原理 (第4版).北京:科学出版社,20073蒋本珊.计算机组成原理.北京:清华大学出版社,20044唐朔飞.计算机组成原理.北京:高等教育出版社,2000沈 阳 工 程 学 院计算机组成原理课程设计成绩评定表系（部）： 信息工程系 班级： 计本061 学生姓名： 刘根虎、都子卿、吴长鑫 指 导 教 师 评 审 意 见评价内容具 体 要 求权重评 分加权分调研论证能独立查阅文献,收集资料；能制定课程设计方案和日程安排。0.15432工作能力态度工作态度认真，遵守纪律，出勤情况是否良好，能够独立完成设计工作。0.25432工作量按期圆满完成规定的设计任务，工
9、作量饱满，难度适宜。0.25432说明书的质量说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。0.55432指导教师评审成绩（加权分合计乘以8） 分加权分合计指 导 教 师 签 名： 年 月 日评 阅 教 师 评 审 意 见评价内容具 体 要 求权重评 分加权分查阅文献查阅文献有一定广泛性；有综合归纳资料的能力0.25432工作量工作量饱满，难度适中。0.55432说明书的质量说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。0.35432评阅教师评审成绩（加权分合计乘以4）分
10、加权分合计评 阅 教 师 签 名： 年 月 日答 辩 小 组 评 审 意 见评价内容具 体 要 求权重评 分加权分学生汇报汇报准备充分，思路清晰；语言表达准确，概念清楚，论点正确，有层次，有重点，基本上反映了所完成任务的全部内容；时间符合要求。0.55432答 辩思路清晰；回答问题有理论依据，基本概念清楚；主要问题回答准确，深入，有说服力。0.55432答辩小组评审成绩（加权分合计乘以8）分加权分合计答辩小组教师签名： 年 月 日课 程 设 计 总 评 成 绩分摘 要“计算机组成原理”讲授单处理机系统的组成和工作原理，他涉及的知识面非常广，内容包括中央处理器、指令系统、存储系统、总线和输入输出
11、系统等方面，内容抽象难于理解。借助于“计算机组成原理”实验系统，学生通过实验环节，可以进一步融会贯通学习内容，掌握计算机各模块的工作原理，相互关系的来龙去脉。计算机的指令系统是由一系列的机器指令组成的。指令就是计算机执行某种操作的命令。从计算机组成的层次结构来说，计算机的指令有微指令、机器指令和宏指令。微指令是微程序级的命令，属于硬件；宏指令是由若干条机器指令组成的软件指令，属于软件；机器指令是介于微指令与宏指令之间，通常称为指令，每一条机器指令可完成一个独立的算术运算或逻辑运算操作。本系统采用TDN-CM+计算机组成原理教学实验系统搭建电路图，从而在实验箱上实现一指令系统。该系统在基本模型机
12、的基础上改进并实现IN,STA,OUT,加ADD，跳转JMP，AND与等6条指令的功能。关键词： 计算机组成原理；微指令；机器指令；基本模型机目录摘 要I1需求分析- 1 -2概要设计- 2 -2.1设计题目- 2 -2.2设计目的- 2 -2.3实验器材- 2 -2.4设计内容- 2 -2.4.1实验原理- 2 -2.4.2数据通路图- 3 -2.4.3设计流程- 4 -2.4.4设计内容- 10 -2.5设计步骤- 10 -3 详细设计- 13 -3.1系统需求分析述- 13 -3.2系统目标- 13 -3.3功能分析- 13 -4遇到的问题及解决方法- 14 -设计总结- 15 -致谢-
13、 16 -设计小组评语- 17 -参考文献- 18 -1需求分析一台计算机所能执行的各种指令集合称为指令系统或指令集。一台特定的计算机只能执行自己指令系统中的指令。因此，指令系统就是计算机的机器语言。指令系统表征着计算机的基本功能和使用属性，它是计算机系统设计中的核心问题。指令系统的设计主要括指令功能、操作类型的设计，寻址方式和指令格式的设计。 计算机的性能与它所设置的指令系统有很大的关系，指令系统反映了计算机的主要属性，而指令系统的设置又与机器的硬件结构密切相关。指令是计算机执行某种操作的命令，而指令系统是一台计算机中所有机器指令的集合。通常性能较好的计算机都设置有功能齐全、通用性强、指令丰
14、富的指令系统，而指令功能的实现需要复杂的硬件结构来支持。 计算机的指令格式与机器的字长、存储器的容量及指令的功能都有很大的关系。从便于程序设计、增加基本操作并行性、提高指令功能的角度来看，指令中应包含多种信息。但在有些指令中，由于部分信息可能无用，这将浪费指令所占的存储空间，并增加了访存次数，也许反而会影响速度。因此，如何合理、科学地设计指令格式，使指令既能给出足够的信息，又使其长度尽可能地与机器的字长相匹配，以节省存储空间，缩短取指时间，提高机器的性能，这是指令格式设计中的一个重要问题。 计算机是通过执行指令来处理各种数据的。为了指出数据的来源、操作结果的去向及所执行的操作，一条指令必须包含
15、下列信息： 操作码。它具体说明了操作的性质及功能。一台计算机可能有几十条至几百条指令，每一条指令都有一个相应的操作码，计算机通过识别该操作码来完成不同的操作。操作数的地址。CPU 通过该地址就可以取得所需的操作数。操作结果的存储地址。把对操作数的处理所产生的结果保存在该地址中，以便再次使用。下条指令的地址。执行程序时，大多数指令按顺序依次从主存中取出执行，只有在遇到转移指令时，程序的执行顺序才会改变。为了压缩指令的长度，可以用一个程序计数器（Program Counter，PC）存放指令地址。每执行一条指令，PC 的指令地址就自动 +1（设该指令只占一个主存单元），指出将要执行的下一条指令的地
16、址。当遇到执行转移指令时，则用转移地址修改 PC 的内容。由于使用了 PC，指令中就不必明显地给出下一条将要执行指令的地址。 一条指令实际上包括两种信息即操作码和地址码。操作码（OperationCode，OP）用来表示该指令所要完成的操作（如加、减、乘、除、数据传送等），其长度取决于指令系统中的指令条数。地址码用来描述该指令的操作对象，它或者直接给出操作数，或者指出操作数的存储器地址或寄存器地址（即寄存器名）。 2概要设计2.1设计题目 基本模型机的设计与实现2.2设计目的1.掌握机器指令与微程序的对应关系。2.掌握机器指令的执行流程。3.掌握机器指令的微程序的编制、写入。4.在掌握部件单元
17、电路实验的基础上，进一步将组成系统，构成一台基本模型计算机。5.为其定义六条机器指令，并编写相应的微程序，上机调试，掌握整机概念。2.3实验器材TDN-CM计算机组成原理教学实验系统一台，排线若干。2.4设计内容2.4.1实验原理部件实验过程中，各部件单元的控制信号是人为模拟产生的，如运算器实验中对74LS181芯片的控制，存储器中对存储器芯片的控制信号，以及几个实验中对输入设备的控制。这里，计算机数据通路的控制将由微程序控制器来完成，CPU从内存中取出一条机器指令到指令执行结束的一个指令周期全部由微指令组成的序列来完成，即一条机器指令对应一段微程序。本系统使用两种外部设备，一种是二进制代码开
18、关(DATA UNIT)，它作为输入设备；另一种是发光二极管(BUS UNIT上的一组发光二极管)，它作为输出设备。例如：输入时，二进制开关数据直接经过三态门送到总线上，只要开关状态不变，输入的信息也不变。输出时，将输出数据送到数据总线BUS上，驱动发光二极管显示。本次设计采用六条机器指令；IN（输入）、ADD（二进制加法）、STA（存数）、OUT（输出）、JMP（无条件转移），AND(与运算)，得指令格式表（前4位为操作码），如表2-1所示。 表2-1 指令格式助记符机器指令码说明IN0000 0000“DATA UNIT”中的开关状态 -R0ADD addr0001 0000 xxxx x
19、xxxR0+addr-R0STA addr0010 0000 xxxx xxxxR0-addrOUT addr0011 0000 xxxx xxxxaddr-BUSJMP addr0100 0000 xxxx xxxxAddr-PCAND addr0101 0000 xxxx xxxxR0 AND addr-R0其中IN为单字长（8位），其余为双字长指令，xxxxxxxx为addr对应的二进制地址码。微控器读取一条机器指令后，将通过如下的逻辑电路，对SE1SE5中的某一位或者几位激活，从而实现机器指令与微程序的对应。当然，该逻辑电路还能接收外部控制输入SWA、SWB，内部状态输出FC、FZ等信
20、号，并对这些信号给出相应的输出。为了向RAM中装入程序和数据，检查写入是否正确，并能启动程序执行，还必须设计三个控制台操作程序。存储器读操作（KRD）：拨动总清开关CLR后，控制台开关SWB、SWA为“0 0”时，按START微动开关，可对RAM连续手动读操作。存储器写操作（KWE）：拨动总清开关CLR后，控制台开关SWB、SWA为“0 1”时，按START微动开关，可对RAM连续手动写入。启动程序：拨动总清开关CLR后，控制台开关SWB、SWA为“1 1”时，按START微动开关，即可转入到第01号“取指”微指令，启动程序运行。上述三条控制台指令用两个开关SWB、SWA的状态来设置，得SWB
21、、SWA定义表，如表2-2所示。 表2-2 SWB、SWA定义表SWBSWA控制台指令00读内存（KRD）01写内存（KWE）11启动程序（RP）2.4.2数据通路图 实验系统的数据通路图，如图2.1所示。图2.1 数据流程图注意： 片选信号CE=0为有效电平，CE=1为无效电平。 WE=1为写入，WE=0为读出。 LOAD和LDPC同时为“1”时，可将总线上的数据装入到PC中，LDPC为“1”，同时LOAD为“0”时，将PC中的内容加1。 M=0为算术运算，M=1为逻辑运算。 CN=0表示运算开始时低位有进位，否则低位无进位。图2.1中包括运算器、存储器、微控器、输入设备、输出设备以及寄存器
22、。这些部件的动作控制信号都有微控器根据微指令产生。需要特别说明的是由机器指令构成的程序存放在存储器中，而每条机器指令对应的微程序存储在微控器中的存储器中。三个控制台操作微程序的流程图，如图2.2所示。图2.2 控制台操作微程序流程图控制台操作为P(4)测试，它以控制台开关SWA、SWB作为测试条件，出现了3路分支，占用3个固定微地址单元。当分支微地址单元固定后，剩下的其他地方就可以一条微指令占用控制存储器一个微地址单元随意填写。 当设计“取指”微指令的判别测试字段为P(1)测试。由于“取指”微指令是所有微程序都使用的公共微指令，因此P(1)的测试结果出现多路分支。本机器用指令寄存器的前4位（I
23、R7IR4）作为测试条件，出现5路分支，占用5个固定微地址单元。2.4.3设计流程 1微指令格式 微指令字长共24位，其控制顺序图，如图2.3所示。图2.3微指令格式图其中UA5UA0 为下一条微指令微地址，A、B、C为三个译玛字段，分别由三个控制位译码出多种不同控制信号。A 字段中的LDRi为打入工作寄存器信号的译码器使能控制位。B字段中的RS-B、RD-B、RI-B分别为源寄存器选通信号、目的寄存器选通信号及变址寄存器选通信号，其功能是根据机器指令来进行三个工作寄存器R0、R1及R2的选通译码。C 字段中的P(1)P(4)是四个测试字位。其功能是根据机器指令及相应微代码进行译码，使微程序转
24、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。AR为算术运算是否影响进位及零标志位控制位，其为2. 微程序流程图0020(SW)PCP(4)PCARPC+1(SW)BUSBUSRAM24PCARPC+1RAMBUS2120221KWE(01)RP(11)KRD(00)KT根据机器指令的要求和数据通路图，设计各指令对应的微程序流程图，如下2.4所示。PCARPC+1SWR040PCARPC+141PCARPC+142PCAR PC+144RAMBUSBUSAR52R0BUSBUSRAM53RAMBUSBUSAR54RAMBUS55RAMBUSBUSAR46RAMBUSBUSDR247
25、R0DR150DR1+DR2R051PCARPC+145RAMBUSBUSAR57R0DR161DR1.DR2R062RAMBUSBUSDR26043RAMBUSBUSPC56123PCARPC+1RAMBUSBUSIR25译码4023INADDSTAOUTJMPAND图2.4微程序流程图3. 微程序根据流程图，设计各机器指令的微程序表，如表2-3所示。表2-3 各机器指令的微程微地址S3S2S1S0MCNWECELDPCABCUA5UA4UA3UA2UA1UA0000000011101110100010000000000011110111000010010000000011110111000
26、010100000000000000000000010000000000011110111000010101000000100000110000010001000000000100000001100000000000010001110000010011000000011110111000100110000000011110111000101010000000011110111000101100000000011110111000101110000000011110111000101111000000000110000000100111000000000011000000101000000000
27、0100100010001010011001000100011010000100110000000001100000001010110000000100010000000100110000000001100000001011010000000000000000000100110000000011010000000100110000000001100000001100000000000000110000001100010000000100100000001100101011000100011010000100114. 微程序执行顺序强制改变原理：微控器读取一条机器指令后，将通过如下的逻辑电路，对
28、SE1SE5中的某一位或者几位激活，从而实现机器指令与微程序的对应。当然，该逻辑电路还能接收外部控制输入SWA、SWB，内部状态输出FC、FZ等信号，并对这些信号给出相应的输出。得微程序地址转移电路图，如图2.5所示。图5微程序地址转移电路注：FC：进位标志FZ：0标志SWA、SWB存储器读写控制标志P（1）P（4）：微指令C字段译码输出结果I2I7：机器指令第2位第7位。根据该逻辑电路图，得SE1SE5的逻辑表达式如下： （1） （2） （3） （4） （5）由这些逻辑表达式可知： 由于P（1）P（4）微指令中C字段译码后的部分输出，所以它们至多有一个有效（低电平）。 当P（1）有效时，在T
29、4时刻，可以通过对I4I7置“1”，使对应的SE1SE4有效（低电平）。 当P（2）有效时，在T4时刻，可以通过对I2I3置“1”，使对应的SE1SE2有效（低电平）. 当P（3）有效时，在T4时刻，标志位FZ或者FC有效（高电平）使SE7有效（低电平）。 当P（4）有效时，在T时刻，外部输入控制信号SWA或者SWB有效（高电平），使SE1SE2有效（低电平）。如图2.2所示，后继地址是由6片正沿触发的双D触发器（74）构成，它们带有清“0”和置“1”端，可以让CLR有效（低电平）使MA0MA5置0，也可以让SE1SE5有效（低电平），使对应的触发器置1。在微程序的运行过程中，在T2时刻，将当
30、前运行的微指令中的A5A0置入对应的触发器中，作为下条执行微指令的地址，如果在T2后的T4时刻，可能会使SE1SE5中的某一位或者几位有效，将强制的置对应触发器为“1”，从而改变由A5A0指定的微地址，改变微程序执行流程。得后继地址逻辑图，如图2.6所示。图2.6 后继地址逻辑图注： CLR：清零信号 T2：时钟信号 A5A0：对应微指令中A5A0微程序微控器的00单元内容表，如表2-4所示。 表2-4 微程序微控器的00单元内容表微地址S3 S2 S1 S0 M CN WE CE LDPCABCUA5-UA0000 0 0 0 0 0 0 1 11 0 11 1 01 0 00 1 0 0
31、0 0计算机启动后，微控器从微程序存储器的第一个单元（00）处读取微指令，该微指令中的C字段值为“100”，该值的译码结果使P（4）有效，而A5A0的值“0 1 0 0 0 0”。由逻辑表达式（4）、（5）以及上面的分析可知： 当SWA有效，SWB无效，对应的取值组合为（01），将使SE1的值有效，由图1可知，SE1有效将使MA0的输出将变为“1”。而MA1MA5的值为A1A5的输入，所以微控器中下条执行的微指令地址为“0 1 0 0 0 1”（对应8进制为21），从而转入输入流程。 当SWA无效，SWB无效，对应的取值组合为（00），不会使SE1及SE2值有效，由图1可知，MA0MA5的值为
32、A0A5的输入，则下条执行的微指令地址为“0 1 0 0 0 0”（对应8进制为20），从而转入输出流程。 当SWA有效，SWB有效，对应的取值组合为（11），会使SE1及SE2值都有效，由图1可知，SE1有效将使MA0的输出将变为“1”， SE2有效将使MA1的输出将变为“1”，MA2MA5的值为A2A5的输入，则下条执行的微指令地址为“0 1 0 0 1 1”（对应8进制为23），从而转入执行机器指令流程。计算机启动后，微程序流程将按图2.4 所示流程运行，由上面分析可知，当SWA、SWB都有效时，微程序转入图4所示流程。微程序存储器中20、22单元的内容。存储器读写控制信号，当存储器片选
33、信号有效时，微指令中“WE”字段的值决定了对存储器的读写操作。当“WE”为0时，对存储器读，当“WE”为1时，对存储器写。01单元中微指令中的A、B、C字段的值分别为“110”、“111”、“000”，由译码规则可知将会产生“LDAR”信号、“PC-B”信号，由数据通路图可知，这2个信号将会选通PC所指的存储器单元，同时将PC1。同时该微指令的A5A0的值为“0 0 0 0 1 0”，由图2.1和图2.5可知，下条微指令地址为“0 0 0 0 1 0”02单元中微指令中的A字段的值为“100”，将产生LDIR信号。WE信号“0”，将会发出WR信号。CE的值为“0”，将会使存储器的CE有效。这几
34、个信号的配合将会把PC所指单元的机器指令读入机器指令寄存器IR中。B字段的值为“000”，不产生控制信号。C字段的值分别为“001”，是P（1）有效。由逻辑表达式（2）（5）可知，当P（1）有效时，机器指令中的I4I7中的“1”将会对应的SE有效。如图4所示，现设计STA、ADD、OUT的机器指令为：ADD：0001 0000 STA：0010 0000 OUT：0011 0000当读取的机器指令为STA时，由逻辑表达式（4）可知，将会使SE2有效。由图2.5可知，SE2将会使MA1输出1，其余的与微地址输入一致，所以产生的后继微地址为“0 0 1 0 1 0”（12），从而转向STA指令对应
35、的微程序。当读取的机器指令为ADD指令时，由逻辑表达式（5）可知，将会使SE1有效。由图2.5可知，SE1将会使MA0输出1，其余的与微地址输入一致，所以产生的后继微地址为“0 0 1 0 0 1”（11），从而转向ADD指令对应的微程序。当读取的机器指令为OUT指令时，由逻辑表达式（4）、（5）可知，将会使SE1、SE2有效。由图5可知，SE1、SE2将会使MA0、MA1输出1，其余的与微地址输入一致，所以产生的后继微地址为“0 0 1 0 1 1”（13），从而转向OUT指令对应的微程序。 2.4.4设计内容本实验系统的指令寄存器（IR）：本实验系统的指令寄存器（IR）：指令寄存器用来保存
36、当前正在执行的一条指令。当前执行一条指令时，先把它从地址码和地址码字段，由二进制数构成，为了执行任何给定的指令，必须对操作码进行测试P（1），通过节拍脉冲T4的控制以便识别所要求的操作。“指令译码器”（实验板上标有“INS DECODE”有芯片）根据指令中的操作码译码强置微控器单元的微地址，使下一条微指令指向相应的微程序首地址。本系统使用两种外部设备，一种是二进制代码开关，它作为输入设备（DATA UNIT）；另一种是发光二极管，它作为输出设备（BUS UNIT上的一组发光二极管）。例如：输入时，二进制开关数据直接经过三态门送到总线上，只要开关状态不变，输入阻抗的信息也不变。输出时，将输出数据
37、送到数据总线BUS上，驱动发光二极管显示。得到机器指令程序及数据存放地址表，如表2-6所示。表2-6 机器指令程序及数据存放地址表地址内容助记符说明0100 00000000 0000INDATA UNIT-R00100 00010001 0000ADD4BR0+4B-R00100 00100100 10110100 00110010 0000STA4DR0-4D0100 01000100 11010100 01010011 0000OUT4D4D-BUS0100 01100100 11010100 01110100 0000JMP 49H49H-PC0100 10000100 1001010
38、0 10010101 0000AND4CR0.4C-R00100 10100100 11000100 10110000 0001内容可自定0100 11000000 0010内容可自定0100 1101求和结果2.5设计步骤1仿照表2-6设计各条机器指令代码及数据，并为指令和数据分配存储地址。2根据每条机器指令的功能，为每条机器指令画出微程序流程图，并为其中的每条微指令分配地址。3将画出的微程序流程图中每一CPU周期的微操作转化成二进制代码。4按图2.7连接实验线路，仔细查线路无误后接通电源。5写程序按如下步骤讲微代码写入微控器中的存储器2816中： 将编程开关置为PROM（编程）状态。 将实验板上“STATE UNIT”中的“STEP”置为“STEP”，“STOP”置为“RUN”状态。 用二进制模拟开关置微地址MA5MA0。 在MK24MK1开关上置微代码，24位开关对应24位显示灯，开关量置为“0”时灯亮，开关量为“1”时灯灭。 启动时序电路（按动启动按钮“START”），即将微代码写入到2816的相应地址对应的单元中。 重复步骤，将微代码写入2816中。图2.7 试验接线图按如下步骤校验微代码 将编程开关置为READ（校验）状态。 将实验板上“STA