1. 实验目的与要求：

目的：

1)  理解时序产生器的原理，了解时钟和时序信号的波形。

2)  掌握微程序控制器的功能、组成知识。

3)  掌握微指令格式和各字段功能。

4)  掌握微程序的编制、写入、观察微程序的运行，学习基本指令的执行流程。

   要求：

1)  从示波器上比较TS1、TS2、TS3、TS4各点波形完成波形图。

2)  输入微指令的二进制代码表，并单步运行五条机器指令。

2. 实验方案：

1)  用联机软件的逻辑示波器观测时序信号；

2)  观察微程序控制器的工作原理：

1.  按图连接仪器，检查不误后，接通电源

2.  把表中的微地址后面的微代码输入控制器中

3.  对输入的二进制数据进行校验，若有误，再执行第二步进行修改

4.  单步运行五条机器指令

3. 实验结果和数据处理：

4. 实验结果分析：

分析ADD的每条微指令的指令格式和功能：

ADD分别由11、03、04、05、06五条微指令组成。二进制代码如下：

微地址（八进制）

S3 S2 S1 M CN WE A9 A8

A

B

C

UA5…UA0

11

0 0  0  0  0  0  0  1 1

110

110

110

0 0 0 0 1 1

03

0 0  0  0  0  0  0  0 1

110

000

000

0 0 0 1 0 0

04

0 0  0  0  0  0  0  0 1

011

000

000

0 0 0 1 0 1

05

0 0  0  0  0  0  0  1 1

010

001

000

0 0 0 1 1 0

06

1 0  0  1  0  1  0  1 1

001

101

000

0 0 0 0 0 1

ADD：为双字长指令。第一字为操作码，第二字为操作数地址，其含义是将R0寄存器的内容与内存中以A为地址单元的数相加，结果放R0寄存器中。ADD加法指令由11（PC→AR ，PC+1）、03（RAM→BUS， BUS→AR） 、04（RAM→BUS ，BUS→DR2） 、05（RO→DR1） 、06 （(DR1)+(DR2)→RO）共8条微指令组成。

06微指令的S3、S2、S1、M、CN是100101，表示ALU进行A加B的运算；其他的S3、S2、S1、M、CN是000000，表示进行自加1运算 ；UA5-UA0中的数值代表下一指令的地址。WE=1时，RAM进行写操作，WE=0时，RAM进行读操作。A8、A9是2：4译码器(74LS139)的输入端， A、B、C三个译码字段，通过3：8译码器分别译码出多位控制信号。

5. 写出你掌握了的控制信号的作用

1)  S3、S2、S1、S0、M、CN是算术逻辑运算器ALU的运算选择控制信号，选择ALU进行哪种运算。

2)  WE是存储器RAM的写明信号，WE=1时，RAM进行写操作，WE=0时，RAM进行读操作。

3)  A8、A9是2：4译码器（74LS139）的输入端，Y0、Y1、Y2、Y3是译码器输出端。当A8=0、A9=0时选中Y0，当 A8=1、A9=0时选中Y1，当A8=0、A9=1时选中Y2，当 A8=1、A9=1时选中Y3。（其中Y0为控制三态门控制信SW-B，Y1为RAM的片选信号CE，Y2为数码管输出信号LED-B，Y3为空）

4)  A、B、C三个译码字段，通过3:8译码器分别译出多位控制信号。A字段中，主要是寄存器的打入信号，B字段中主要是寄存器的输出信号，C字段中，主要是测试信号，其中C字段的AR为算术运算是否影响进位及判零标志控制，其为零有效。

5)  SW-B是输入三态门控制信号，CE是RAM的片选信号，LED是数码管输出信号。

6)  UA5-UA0为6位的后续微地址。

7)  LOAD是PC加1信号，P(1)-P(4)是四个测试判别信号，其功能是根据机器指令及相应微代码译码，使微程序输入相应的微程序进行译码，使微程序输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。

6. 结论

答：实验所用的时序电路可产生各等间隔的时序信号TS1-TS4,其中Φ为时钟信号。为了便于控制程序的运行，时序电路发生器设置了一个启停控制触发器Cr，使TS1-TS4信号输出可控。其中STEP（单步）、STOP(停机)分别是来自实验板上的两个二进制开关STEP、STEP的模拟信号。利用单步方式，每次只读出一条微指令，可以观察微指令的代码与当前微指令的执行结果。另外，当机器连续运行时，如果STOP开关置“1”，也会使机器停机。

7. 问题与讨论及实验总结

答：做这个实验时，我还以为输错了一个代码就要全部重新输入，其实不是的，只要重新输入那条代码就可以了，在做校验的时候我发现了这点，所以以后做实验还是要先大概浏览一遍，了解清楚些，这样做起来就简单多了。