广工计算机组成原理实验一到八

Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date广工计算机组成原理(实验一到八)_x0001_计算机组成原理实验报告课程名称 计算机组成原理实验 学 院 计算机学院 专业班级 软件工程 班 学 号 学生姓名 指导教师 2016 年 6 月 22 日目录实验一：基础汇编语言程序设计实验11实验目的12实验设备及器材13实验说明和原理14实验内容25实验步骤26实验截图及思考题37实验思考与心得6实验二：脱机运算器实验71实验目的72实验设备与器材73实验说明和原理74实验内容85实验步骤/表格填写86实验思考与心得9实验三：存储器部件教学实验111实验目的112实验设备与器材113实验说明和原理114实验内容125实验步骤与截图126实验思考与心得13实验四：组合逻辑控制器部件教学实验151实验目的152实验设备与器材153实验说明和原理154实验内容175实验步骤/填表176实验思考与心得22实验五：微程序控制器部件教学实验231实验目的232实验设备与器材233实验说明和原理234实验内容245实验步骤与截图256实验思考与心得28实验六：输入/输出接口扩展实验291实验目的292实验设备与器材293实验说明和原理294实验内容305实验步骤与PC端截图306实验思考与心得32实验七：中断实验331实验目的332实验设备与器材333实验说明和原理334实验内容345实验步骤与中断程序编写346实验思考与心得36实验九：FPGA芯片实现非流水线的CPU系统(综合实验)371实验目的372实验设备与器材373实验说明和原理374实验内容385实验步骤与烧录过程386实验思考与心得40- 计算机 学院 软件工程 班 学号： 姓名 教师评定 实验题目 基础汇编语言程序设计实验 实验一：基础汇编语言程序设计实验1实验目的l 学习和了解TEC-XP+教学实验监控命令的用法;l 学习和了解TEC-XP+教学实验系统的指令系统;l 学习简单的TEC-XP+教学实验系统汇编程序设计。2实验设备及器材l 工作良好的PC机;l TEC-XP+教学实验系统和仿真终端软件PCEC。3实验说明和原理实验原理在于汇编语言能够直接控制底层硬件的状态，通过简单的汇编指令查看、显示、修改寄存器、存储器等硬件内容。实验箱正如一集成的开发板，而我们正是通过基础的汇编语言对开发板进行使用和学习，过程中我们不仅需要运用汇编语言的知识，还需要结合数字逻辑中所学的关于存储器、触发器等基本器件的原理，通过串口通讯，实现程序的烧录，实验箱与PC端的通讯。4实验内容1) 学习联机使用TECXP+教学实验系统和仿真终端软件PCEC；2) 学习使用WINDOWS界面的串口通讯软件；3) 使用监控程序的R命令显示/修改寄存器内容、D命令显示存储内容、E命令修改存储内容；4) 使用A命令写一小段汇编程序，U命令反汇编输入的程序，用G命令连续运行该程序，用T、P命令单步运行并观察程序单步执行情况。5实验步骤1) 准备一台串口工作良好的PC机器; 2) 将TEC-XP+放在实验台上,打开实验箱的盖子,确定电源处于断开状态; 3) 将黑色的电源线一段接220V交流电源,另一端插在TEC-XP+实验箱的电源插座里; 4) 取出通讯线,将通讯线的9芯插头接在TEC-XP+实验箱上的串口COM1或COM2上,另一端接到PC机的串口上; 5) 将TEC-XP+实验系统左下方的六个黑色的控制机器运行状态的开关置于正确的位置,再找个实验中开关应置为001100(连续、内存读指令、组合逻辑、联机、16位、MACH),6) 控制开关的功能在开关上、下方有标识;开关拨向上方表示1,拨向下方表示0,X表示任意,其他实验相同; 7) 打开电源,船型开关盒5V电源指示灯亮; 8) 在PC机上运行PCEC16.EXE文件,根据连接的PC机的串口设置所用PC机的串口为1或2,其他的设置一般不用改动,直接回车即可; （8）按一下RESET按键,再按一下START按键,主机上显示： 6实验截图及思考题【例1】设计一个小程序，从键盘上接收一个字符并在屏幕上输出显示该字符。代码输入：结果显示：【例2】设计一个小程序，用次数控制在终端屏幕上输出0到9十个数字符代码输入：结果显示：【例3】从键盘上连续打入多个属于0到9的数字符并在屏幕上显示,遇到非数字字符结束输入过程.代码输入：结果显示：【例4】计算1到10的累加和。代码输入：结果显示：结果存放在R1中【例5】设计一个有读写内存和子程序调用指令的程序，功能是读出内存中的字符，将其显示到显示器屏幕上，转换为小写字母后再写回存储器原存储区域。代码输入：结果显示：【例6】设计一个程序在显示器屏幕上循环显示95个（包括空格字符）可打印字符。代码输入：结果显示：7实验思考与心得 本次上机实验，通过仿真终端软件PCEC以及WINDOWS界面的串口通讯软件，结合对汇编基本指令的学习，熟悉了计组的实验工具和流程，也熟悉了汇编语言的一些基础指令。 计算机 学院 软件工程 班 学号： 姓名 教师评定 实验题目 脱机运算器实验 实验二：脱机运算器实验1实验目的l 深入了解AM2901运算器的功能与具体用法；l 深化运算器部件的组成、设计、控制与使用等知识。2实验设备与器材l TEC-XP+教学实验系统和仿真终端软件PCEC。3实验说明和原理本次实验脱离PC端，主要通过实验箱进行。因此这个实验更像数据逻辑的电路实验。脱机运算器实验，是指让运算器从教学计算机整机中脱离出来，此时，它的全部控制与操作均需通过两个12位的微型开关来完成，这就谈不上执行指令，只能通过开关、按键控制教学机的运算器完成指定的运算功能，并通过指示灯观察运算结果。4实验内容在脱机方式下，对于给定指令分析其执行过程中运算的步骤，通过对AM2901运算器反需控制信号的设置，使之完成运算，并核对运算结果。5实验步骤/表格填写在脱机方式下，通过设置 SW1、SW2、SW3 各微码字段和数据开关，可实现多种运算，以实现AAAAHR1为例说明操作过程。1) 按照下表中的微码和数据开关，对运算器进行设置。操作步骤如下： 微动开关数据开关I8-I6I5-I3I2-I0SSTSSHSCiBAD15-D001100011101100000001不用AAAA Ha) 将教学机左下方的6个拨动开关置为1XX000（单步、16位、脱机、 CACH）；先按一下RESTET按键，再按一下START按键，进行初始化。b) 通过16个数据开关设置立即数AAAAH。c) 通过SW1、SW2、SW3设置各微码。2) 按一次START键，立即数XXXX H置入R1，通过显示灯察看按START键后的输出。若要进行其它操作：a) 重新设置SW1、SW2、SW3、数据开关，通过显示灯观察输出。b) 然后按START键执行操作，通过显示灯观察按下START键后的输 出，检查运算结果是否正确。3) 完成下表的各种运算，记录按START键前和按START键后的ALU输出及标志位C、Z、V、S的值。 运算 I8I0SSTSSH SCi BA压STEP前压STEP后ALU输出CZVSALU输出CZVSD1+0R0 01100011100100 00 0000不用01h随机01h0000D2+0R1 0110001110010000 0001不用10h000010h0000R0 + R1R0 01100000100l00 00 0000000111h000021h0000R0-R1R001100100100100 0l 0000000101t10000F1h1000R1-R0R1 01100100100100 0l 000l00000Fh10000Eh1000R0 RlR0 0110110010010000 000100000FH10000EH1000R0 R1R0 0111000010010000 0000000101H100001H1000R02RlR0 0111100010010000 000000010EH100001H1000 (R0R1)R0 0111110010010000 0000000lFEH10000EH10012*R0R0 1110100110010000 0000不用FEH100lFCH0001R020 1010000110010000 0000不用FCH00017EH00016实验思考与心得本次实验初步了解运算器芯片Am2901的结构，它能实现R+S、S-R、R-S三种算术运算功能，和五种逻辑运算功能。学习通过查表用指令微码来实现一些简单的逻辑功能。 计算机 学院 软件工程 班 学号： 姓名 教师评定 实验题目 存储器部件教学实验 实验三：存储器部件教学实验1实验目的l 熟悉ROM芯片和RAM芯片在功能和使用方法等方面的相同和差异之处。学习用编程器设备向EEPROM芯片内写入一批数据的过程和方法。l 理解并熟悉通过字、位扩展技术实现扩展存储器系统容量的方案。l 了解静态存储器系统使用的各种控制信号之间正常的时序关系。l 了解如何通过读、写存储顺的指令实现对58C65ROM芯片的读、写操作。l 加深理解存储器部件在计算机整机系统中的作用。2实验设备与器材l TEC-XP+教学实验系统和仿真终端软件PCEC。3实验说明和原理内存储器原理：内存储器是计算机中存放正在运行中的程序和相关数据的部件。在教学计算机存储器部件设计中，出于简化和容易实现的目的，选用静态存储器芯片实现内存储器的存储体，包括唯读存储区和随读写存储区两部分，ROM存储区选用4片长度8位、容易8KB的58C65芯片实现，RAM存储区选用2片长度8位、容量2KB的6116芯片实现，每2个8位的芯片合成一组用于组成16位长度的内存字，6个芯片被分成3组，其地址空间分配关系是：0-1777h用于第一组ROM，固化监控程序，2000-2777h用于RAM，保存用户程序和用户数据，其高端的一些单元作监控程序的数据区，第二组ROM的地址范围可以由用户选择，主要用于完成扩展内存容量的教学实验。地址总线的低13位送到ROM芯片的地址线引脚，用于选择芯片内的一个存储字。用于实现存储字的高位字节的3个芯片的数据线引脚、实现低位字节的3个芯片的数据线引脚分别连接在一起接到数据总线的高、低位字节，是实现存储器数据读写的信息通路。数据总线要通过一个双向三态门电路与CPU一侧的内部总线IB相连接，已完成存储器、接口电路和CPU之间的数据通讯。4实验内容1) 要完成存储器容量扩展的教学实验，需为扩展存储器选择一个地址，并注意 读写和OE等控制信号的正确状态。2) 用监控程序的D、E命令对存储器进行读写操作，比较RAM（3116）、EEPROM（28系列芯片）、EPROM（27系列芯片）在读写上的异同。3) 用A命令编写程序对RAM（6116）进行读写，用D命令查看结果是否正确。4) 用A命令编写一段程序，对扩展存储器EEPRM（28系列芯片）进行读写，用D命令查看结果是否正确；如不正确，分析原因，改写程序，重新运行。5实验步骤与截图1) 检查FPGA下方的标有“/CE”的四组插针均是左边两个短接；2) 检查RAM（6116）上方的标有“/WE”的插针应是左边两个短接；3) RAM（6116）支持即时读写，可直接用A、E命令向扩展的存储器输入程序或改变内存单元的值。RAM中的内容在断电后会消失。用E命令改变内存单元的值并用D命令观察结果。断电后：4) 将扩展的ROM芯片插入标有“EXTROMH”和“EXTROML”的自锁紧插座，要注意芯片插入的方向，带有半圆形缺口的一方朝左插入。如果芯片插入方向不对，会导致芯片烧毁，然后锁紧插座。5) 将扩展芯片下方的插针按下列方式短接：将标有“/MWR”和“RD”的三个插针左面两个短接，将标有“/MWR”“/OE”“GND”的三个插针左边两个短接。6) 将扩展芯片上方标有EXTROMH和EXTROML的“/CS”信号用自锁紧线短接，然后短接到MEMDC138芯片的上方的标有“40005fff”地址单元。注意：标有/CS的圆孔针与标有MEM/CS的一排圆孔针中的任意一个都可以用导线相连；连接的地址范围是多少，用户可用的地址空间就是多少。7) 将标有“DataBus15-8”和“DataBus7-0”的数据总线的指示灯下方的插针短接。8) 将标有“DataBus15-8”和“AdressBus7-0”的数据总线的指示灯下方的插针短接。9) EPROM是紫外线可擦除的电可改写的只读存储器芯片。在对EPROM进行重写前必须先擦除并判断芯片是否为空，再通过编程器进行编程。10) AT28C64B的读操作和一般的RAM一样，而其写操作，需要一定的时间，大约为1毫秒。因此，需要编写一延迟程序，在对EEPROM进行写操作时，调用该子程序，以完成正确的读写。6实验思考与心得能用E命令直接写AT28C64B的存储单元，而A命令有时则不正确，原因是单字节的指令有可能会写进去，双字节的指令的低位会出错。 计算机 学院 软件工程 班 学号： 姓名 教师评定 实验题目 组合逻辑控制器部件教学实验 实验四：组合逻辑控制器部件教学实验1实验目的通过看懂教学计算中已经设计好并正常运行的几条典型指令的功能、格式和执行流程，然后自己设计几条指令的功能、格式、和执行流程，并在教学计算机上实现、调试正确。其最终要达到的目的是：l 深入理解计算机控制器的功能、组成知识。l 深入地学习计算机各类典型指令的执行流程。l 指令格式、寻址方式、指令系统、指令分类等建立具体的总体概念。l 学习组合逻辑控制器的设计过程和相关技术2实验设备与器材l TEC-XP+教学实验系统和仿真终端软件PCEC。3实验说明和原理控制器设计是学习计算机总体组成和设计的最重要部分。要在TEC-XP16教学计算机完成这项实验，必须清楚地懂得：1) TEC-XP+教学机的组合逻辑控制器主要由MACH器件组成。2) TEC-XP+教学机上已实现了29条基本指令。3) 应了解监控程序的A命令只支持基本指令，扩展指令应用E命令将指令代码写入到相应的存储单元中；不能用T、P命令单步调试扩展指令，只能用G命令执行有扩展指令的程序。4) 要明白TEC-XP+教学机支持的指令格式及指令执行流程分组情况；理解TEC-XP+教学机中已经设计好并正常运行的各类指令的功能、格式和执行流程、也包括控制器设计的实现中的具体路线的控制信号的组成。5) 要明确自己要实现的指令功能、格式、执行流程设计中必须遵从的约束条件。为了完成自己设计几条指令的功能、格式和执行流程，并在教学计算机上实现、调试正确的内容，具体过程包括：1) 确定指令格式和功能，要受到教学机已有硬件的约束，应尽量与已实现指令的格式和分类办法保持一致。2) 划分指令执行步骤并设计每一步的执行功能，设计节拍状态的值，应参照已实现指令的处理办法来完成，特别注意的是，读取指令的节拍只能用原来已实现的，其他节拍的节拍状态也应尽可能地与原用节拍的状态保持一致和相近。3) 在指令流程表中真写每一个控制信号的状态值，基本上是个查表填数的过程，应特别仔细，并有意识地体会这些信号的控制作用。4) 在给出来mach的源文件中添加扩展指令的控制信号的逻辑表达式，编译适配后下载到MACH器件中。5) 写一个包含你设计的指令的程序，通过运行该程序检查执行结果的正确性，初步判断你的设计是否正确；如果有问题，通过几种办法查出错误并改正，继续调试，直到完全正确。4实验内容1) 完成控制器部件的教学实验，主要内容是由学生自己设计几条指令的功能、格式和执行流程，并在教学机上实现、调试正确。2) 首先是看懂TEC-XP教学机的功能部件组成和线路逻辑关系，然后分析教学计算机中已经设计好并正常运行的几条典型指令的功能、格式和执行流程。3) 设计几条指令的功能、格式和执行流程，并在教学计算机上实现、调试正确。4) 单条运行指令。查看指令的功能、格式和执行流程。5) 用监控程序的A、E命令编写一段小程序，观察运行结果。5实验步骤/填表1) 接通教学机电源。 2) 将教学机左下方的6个拨动开关置为111100.3) 按一下“RESET”按键。 4) 通过16位的数据开关SWH、SWL置入16位的指令操作码。5) 在单步方式下，通过指示灯观察各类型基本指令的节拍。a) 选择基本指令的A组指令中的ADD指令，观察其节拍流程： 1）、置拨动开关SW00000000 00000001； 2）、按RESET按键；节拍指示灯T3 T0显示1000； 3）、按START按键；节拍指示灯T3T0显示0000； 4）、按START按键；节拍指示灯T3T0显示0010； 5）、按START按键；节拍指示灯T3T0显示0011； b) 选择基本指令的B指令中的PUSH指令，观察其节拍流程： c) 1）、置拨动开关SW10000101 00000000； 2）、按RESET按键；节拍指示灯T3 T0显示1000； 3）、按START按键；节拍指示灯T3T0显示0000； 4）、按START按键；节拍指示灯T3T0显示0010； 5）、按START按键；节拍指示灯T3T0显示0110； 6）、按START按键；节拍指示灯T3T0显示0100； d) 选择基本指令的D组指令中的CALA指令，观察其节拍流程： e) 1）、置拨动开关SW11000110 00000000； 2）、按RESET按键；节拍指示灯T3 T0显示1000；3）、按START按键；节拍指示灯T3T0显示0000； 4）、按START按键；节拍指示灯T3T0显示0010； 5）、按START按键；节拍指示灯T3T0显示0110； 6）、按START按键；节拍指示灯T3T0显示0100； 7）、按START按键；节拍指示灯T3T0显示0111； 8）、按START按键；节拍指示灯T3T0显示0101；6) 单步方式下，通过指示灯观察各类基本指令的控制信号。a) 选择指令的A组指令中的SHR指令，观察其执行过程中控制信号的变化，分析其作用。节拍指令编码/MIOREQ/WEABSciSSHI8-6I5-3I2-0SSTDC1DC21000100010101010100110010010000001110000100010101010100100000110000000110010001000000000000010000000000000010011SHR0000 100110000000001000101000011101000000b) 选择基本指令的B组指令中的JMPA指令，观察其执行过程中控制信号的变化，分析其作用。节拍指令编码/MIOREQ/WEABSciSSHI8-6I5-3I2-0SSTDC1DC21000100010101010100110010010000001110000100010101010100100000110000000110010001000000000000010000000000000010110JMPA10000000100010101010100100000110000000110100JMPA1000000000100000101000011000111000000000c) 选择基本指令的D组指令中的CALA指令，观察其执行过程中控制信号的变化，分析其作用。节拍指令编码/MIOREQ/WEABSciSSHI8-6I5-3I2-0SSTDC1DC21000100010101010100110010010000001110000100010101010100100000110000000110010CALA11001110001000000000000010000000000000010110CALA11001110100010101010100100000110000000110100CALA11001110001000000000000000001110000000000111CALA11001110100000001000000110010110000000110101CALA11001110000010101010000100000100000010007) 在以上几步实验的基础上，选择几条扩展指令，设计出扩展指令的节拍和每拍对应的控制信号。a) 选择扩展指令的A组指令中的RCR指令，观察其节拍流程：1）、置拨动开关SW0010101100010000；2）、按RESET按键；节拍指示灯T3T0显示1000；3）、按START按键；节拍指示灯T3T0显示0000；4）、按START按键；节拍指示灯T3T0显示0010；5）、按START按键；节拍指示灯T3T0显示0011；b) 选择扩展指令的C级指令中的LDRA指令，观察其流程：1）、置拨动开关SW1110010000000000；2）、按RESET按键；节拍指示灯T3T0显示1000；3）、按START按键；节拍指示灯T3T0显示0000；4）、按START按键；节拍指示灯T3T0显示0010；5）、按START按键；节拍指示灯T3T0显示0110；6）、按START按键；节拍指示灯T3T0显示0111；7）、按START按键；节拍指示灯T3T0显示0101；8) 设计几条扩展指令的控制信号如下：a) 选择扩展指令ADC、STC、JRS、LDRX和JMPR。b) 根据设计的控制信号的表格用ABEL语言编写MACH的逻辑表达式。c) 将编好的程序MACHC.JED下载到MACH芯片内。节拍指令编码/MIOREQ/WEABSci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用教学机已实现的基本指令和扩展的几条指令编写程序并运行，测试扩展的几条指令是否正确。a) ADC指令代码输入： 结果显示：b) 测试JMPR代码输入：结果显示：c) 测试JRS指令：代码输入：结果显示：d) 测试LDRX指令代码输入：结果显示：e) 测试STRX指令代码输入：结果显示：6实验思考与心得通过学习ADD,SHR,OUT,MVRD,JRC,RET,CALA等指令，对硬件运行流程以及汇编指令的控制和调试都有了新的进步。实验箱的A命令只支持基础命令，而不支持扩展指令，当需要用到扩展指令时，要用E命令输入，并且通过G命令执行。 计算机 学院 软件工程 班 学号： 姓名 教师评定 实验题目 微程序控制器部件教学实验 实验五：微程序控制器部件教学实验1实验目的l 全面掌握计算机各部件组成及相互联接关系。l 深入理解计算机微程序控制器的功能、组成知识。l 深入的学习计算机各类典型指令的执行流程。l 对指令格式、寻址方式、指令系统、指令分类等建立具体的总体概念。l 学习微程序控制器的设计过程和相关技术。2实验设备与器材l TEC-XP+教学实验系统和仿真终端软件PCEC。3实验说明和原理制器设计是学习计算机总体组成和设计的最重要部分。要在TEC-XP16教学计算机完成这项实验，必须清楚地懂得： 1) TEC-XP+教学机的微程序控制器主要由微程序定序器AM2910、产生当前微地址和下地 址的微控存和MACH器件组成。 2) TEC-XP+教学机上已实现了的全部基本指令和留给用户实现的19条扩展指令的控制信号都是由微控存和MACH给出的。 3) 应了解监控程序的A命令只支持基本指令，扩展指令应用E命令将指令代码写入到相应 的存储单元中；不能用T、P命令单步调试扩展指令，只能用G命令执行有扩展指令的 程序。 4) 要明白TEC-XP+教学机支持的指令格式及指令执行流程分组情况；理解TEC-XP+教学 机中已经设计好并正常运行的各类指令的功能、格式和执行流程、也包括控制器设计的 实现中的具体路线的控制信号的组成。 5) 要明确自己要实现的指令功能、格式、执行流程设计中必须遵从的约束条件。为了完成自己设计几条指令的功能、格式和执行流程，并在教学计算机上实现、调试正确的内容，具体过程包括： a) 确定指令格式和功能，包括确定要用的操作码,指令中的其它字段的内容分配与使用， 要受到教学机已有硬件的约束，应尽量与已实现指令的格式和分类办法保持一致。 b) 按新指令的功能和格式、设计指令的执行流程。划分指令执行步骤并设计每一步的执行功能，设计微地址和下地址的取值，应参照已实现指令的处理办法来完成。c) 在指令流程表中真写每一个控制信号的状态值，基本上是个查表填数的过程，应特别仔细，并有意识地体会这些信号的控制作用。 d) 将设计好的微码，装入控制存储器的相应单元。 e) 写一个包含你设计的指令的程序，通过运行该程序检查执行结果的正确性，来初步判断你的设计是否正确；如果有问题，通过几种办法查出错误并改正，继续调试，直到完全正确。4实验内容1) 完成控制器部件的教学实验，主要内容是自己设计几条指令的功能、格式和执行流程，并在教学计算机上实现、调试正确。2) 首先是看懂TEC-XP+教学计算机的功能部件组成和线路逻辑关系，然后分析教学计算机中已经设计好并正常运行的几条典型指令的功能、格式和执行流程，注意各操作功能所对应的控制信号的作用。3) 设计几条指令的功能、格式和执行流程，并在教学机上实现、调试正确。4) 单条运行指令。查看指令的功能、格式和执行流程。5) 用监控程序的A、E命令编写一段小程序，观察运行结果。5实验步骤与截图1) 接通教学机电源。2) 将教学机左下方的六个拨动开关置为110100.3) 按一下“RESET”按键。4) 通过16位的数据开关SWH、SWL置入指令操作码。5) 在单步方式下，通过指示灯观察各类基本指令的微码。示例：选择基本指令的A组指令中的ADD指令，观察其流程a) 置拨动开关SW00000000 00000001；b) 按RESET按键，指示灯Microp亮，其它全灭。c) 按START按键；指示灯CI30、SCC30显示1110 0000，微址和下址的指示灯全灭；d) 按START按键；指示灯CI30、SCC30显示1110 0000微址指示灯显示0000 0001，下址的指示灯全灭。e) 按START按键；指示灯CI30、SCC30显示1110 0000微址指示灯显示0000 0010，下址的指示灯全灭。f) 以上三步为公共操作，其它指令同；g) 按START按键；指示灯CI30、SCC30显示0010 0000微址指示灯显示0000 0011，下址的指示灯显示0000 0100。h) 按START按键；指示灯CI30、SCC30显示0011 0000微址指示灯显示0000 0100，下址的指示灯显示为0011 0000。i) 按START按键；指示灯CI30、SCC30显示0011 0000微址指示灯显示0011 1010，下址的指示灯显示0011 1010。j) 按START按键；指示灯CI30、SCC30显示0011 0010微址指示灯显示0011 1010，下址的指示灯显示0000 0010。6) 在连续方式下，用A命令键入程序并运行。示例：计算1到10的累加和代码输入：结果显示：7) 设计几条指令的功能、格式和执行流程，设计每条微指令各字段的具体编码值，包括控制码的各字段、下地址字段、形成下址用到的条件码。a) 扩展几条指令，确定各步的控制信号。b) 将扩展好的控制信号添加到给出的MACH程序中，编译生成JED的熔丝图文件，写入MACH内的寄存器中。指令操作功能微址下址CI3-0SCC3-0MRWI2-0I8-I6I5-3BASSTSSHSCIDC2DC1ADCDR+SR+CF-DR50300011000010000101100000000000001010000000STCSTC57300011000010000000100000000000100000000000LDRAPC-ARPC+1-PC5B001110000010001101000001010101000001011000MEM-AR5C1C0011000000111100100000000000000000011000CALRSP-1-SP,AB64001110000010001101100101000000000000011000PC-MEM65001110000000010000100000000101000000000001SP-PC663000110000100100011000010100000000000000008) 在单步方式下，通过指示灯观察各类扩展指令的微码。示例：选择基本指令的A组指令中的ADC指令，观察其流程。a) 置拨动开关SW00100000 00000000； b) 按RESET按键，指示灯Microp亮，其它全灭。c) 按START按键；指示灯CI30、SCC30显示1110 0000，微址和下址的指示灯全灭； d) 按START按键；指示灯CI30、SCC30显示1110 0000微址指示灯显示0000 0001，下址的指示灯全灭。 e) 按START按键；指示灯CI30、SCC30显示1110 0000微址指示灯显示0000 0010，下址的指示灯全灭。 f) 以上三步为公共操作，其它指令同； g) 按START按键；指示灯CI30、SCC30显示0010 0000微址指示灯显示0000 0011，下址的指示灯显示0101 0000。 h) 按START按键；指示灯CI30、SCC30显示0011 0000微址指示灯显示0101 0000，下址的指示灯显示为0011 0000。 i) 按START按键；指示灯CI30、SCC30显示0011 0010微址指示灯显示0011 0000，下址的指示灯显示0011 1010。 j) 按START按键；指示灯CI30、SCC30显示0011 0000微址指示灯显示0011 0001，下址的指示灯显示0000 0010。9) 用A、E键入程序连续运行。a) 示例1：测试ADC指令。代码输入：结果显示：b) 示例2：测试LDRA指令代码输入：结果显示：6实验思考与心得通过本次实验,对于指令的格式、寻址方式以及指令系统有了一个总体概念，特别是对于扩展指令的认识与使用得到了加深，并且可以自主实现自设微码调用微指令，初步掌握了微程序控制器的设计过程。 计算机 学院 软件工程 班 学号： 姓名 教师评定 实验题目 输入/输出接口扩展实验 实验六：输入/输出接口扩展实验1实验目的l 了解串行接口与计算机主机之间的数据传送方。l 理解串行接口芯片的内部组成的传送数据的运行方式。l 了解串行接口在投入运行之前必须执行的初始化操作的作用及完成初始化操作的具体方案。2实验设备与器材l TEC-XP+教学实验系统和仿真终端软件PCEC。3实验说明和原理1) 串行通信是指外设和计算机间使用一根数据信号线,数据在一根数据信号线上按位进行传输，每一位数据都占据一个固定的时间长度。2) 这种通信方式使用的数据线少，在远距离通信中可以节约通信成本，当然，其传输速度比并行传输慢。相比之下，由于高速率的要求，处于计算机内部的CPU与串口之间的通讯仍然采用并行的通讯方式，所以串行口的本质就是实现CPU与外围数据设备的数据格式转换（或者称为串并转换器），即当数据从外围设备输入计算机时，数据格式由位 (bit)转化为字节数据；反之，当计算机发送下行数据到外围设备时，串口又将字节数据转化为位数据。3) 串行端口的本质功能是作为CPU和串行设备间的编码转换器。当数据从 CPU经过串行端口发送出去时，字节数据转换为串行的位。在接收数据时，串行的位被转换为字节数据。4实验内容1) 为扩展I/O口选择一个地址，即将与COM2接口相连的8251的/CS与标准有I/O/CS的一排插孔中的一个相连。2) 将COM2口与终端或另一台运行有PCEC16的PC机的串口相连。3) 用监控程序的A命令，编写一段小程序，先初始化COM2口，再身COM2口发送一些字符，也可从COM2口接收一些字符，或实现两个串口的通信。5实验步骤与PC端截图1) 为扩展I/O口选择一个地址：将与COM2口相连的8251的/CS与标有I/O/CS的插孔中地址为A0-AF的一个相连。2) 将教学机COM1口与一台PC机相连，在PC机上启动PCEC16.EXE。3) 断开COM1与PC的串口线，将其连接到另一台PC机或同一个串口，同样启动PCEC16.EXE。4) 用另一根串口线将COM2口和第一台PC或同一台PC的另一个串口相连。5) 在与COM1相连的PCEC上输入程序，这是主PCEC可以输入输出，和COM2连接的是从PCEC只作输出。6) 用A、E命令编程进行COM2口的操作。以下代码为两个PC机串行通讯代码：从2000H单元开始输入下面的程序2000：MVRD R0，004E2002：OUT A12003：MVRD R0，00372005：OUT A12006：IN 812007：SHR R02008：SHR R02009：JRNC 200D200A：IN 80200B：OUT 80200C：OUT A0200D：IN A1200E：SHR R0200F：SHR R02010：JRNC 20062011：IN A02012：OUT 802013：JR 20062014：RET7) 扩展实验a) 为扩展I/O口选择一个地址：将与COM2口相连的8251的/CS与标有I/O/CS的插孔中地址为A0-AF的一个相连。b) 将一台教学机COM1口与一台PC机相连，在PC机上启动PCEC16.EXE。c) 将另一台教学机COM1口与另一台PC机相连，同样启动PCEC16.EXE。d) 用一根串口线将第一台的教学机的COM2口与另一台教学机的COM2口相连。e) 在两台PC机对应的PCEC上分别输入上面程序，可在PC机1与PC机2分别得到相同显示。问题：请画出该程序的流程图。流程图：将输入信息输出到显示器将输入通过串口输出开始COM2口初始化本机有输入将输入信息输出到显示器COM2口有输入是否是否6实验思考与心得本次实验使用汇编语言实现两个PC机之间的串行通讯，通过更细致的指令编写，深入地学会串行通讯的底层实现过程。 计算机 学院 软件工程 班 学号： 姓名 教师评定 实验题目 中断实验 实验七：中断实验1实验目的l 加深理解计算机系统中断的工作原理及处理过程。l 学习和掌握中断产生、响应、处理等技术。l 掌握中断服务子程序的编写要点，进行一次硬、软件的综合调试。2实验设备与器材l TEC-XP+教学实验系统和仿真终端软件PCEC。3实验说明和原理1) 要求中断隐指令中执行关中断功能，如果用户中断服务程序允许被中断，必须 在中断程序中执行EI开中断命令。2) 教学机的中断系统共支持三级中断，由三个无锁按键确定 从右到左依次为一、二、三级中断，对应的P1、P0的编码分别是01、10、11，优先级也依次升高，这决定 了它们的中断向量，为XXX4、XXX8、XXXC。可以看到，每级中断实际可用空间只有四个字节，故这个空间一般只存放一条转移指令，而真正的用户中断服务程序则存放在转移指令所指向的地址。3) 用户需扩展中断隐指令、开中断指令、产中断指令、中断返回指令及其节拍。4实验内容1) 扩展中断隐指令，为中断隐指令分配节拍，中断隐指令用到12个节拍，为了和一般指令相区别，应将其节拍T3设计为1.2) 扩展开中断指令EI、关中断指令DI、中断返回指令IRET。3) 确定中断向量地址。中断微量的高12位由开关确定为（0001001000000）。三级中断对应的中断微量为2404H、2408H、240CH。当有中断请求且被响应后，将执行存放在该中断的中断微量所指向的内存区的指令。4) 真写中断微量表。在上述2404H、2408H、240CH地址写入三条JR转移指令，JR指令的OFFSSET是-128127之间，但在PCEC16中输入时，用户不需要计算偏移量，直接输入要转向的绝对地址即可。5) 编写中断服务程序。中断服务程序可以放在中断微量表之后，中断服务程序可以实现在程序正常运行时在计算机屏幕上显示与优先级相对应的不同字符。6) 写主程序。可编写一死循环，要求先开中断。5实验步骤与中断程序编写1) 填写中断向量表a) 将数据开关的高12位设置成：0010 0100 0000，即选择三级中断的