组成原理实验程序计数器PC和微程序计数器uPC实验.docVIP

实验五 程序计数器PC和微程序计数器uPC实验 一、实验目的 了解模型机中微程序的基本概念。 了解PC的结构、工作原理及其控制方法。 了解模型机中微程序的基本概念。 了解uPC的结构、工作原理及其控制方法。 二、实验要求 利用COP2000实验仪上的K16..K23开关做为DBUS的数据，其它开关做为控制信号，实现程序计数器PC的写入和加1功能，并观察PC及相应变化。 三、实验说明 1、 PC原理图 PC是由两片74HC161构成的八位带预置记数器，预置数据来自数据总线。记数器的输出通过74HC245（PCOE）送到地址总线。PC值还可以通过74HC245（PCOE_D）送回数据总线。 在COP2000中，PC+1由PCOE取反产生。 当RST = 0时，PC记数器被清0 当LDPC = 0时，在CK的上升沿，预置数据被打入PC记数器 当PC+1 = 1时，在CK的上升沿，PC记数器加一 当PCOE = 0时，PC值送数据总线 PC打入控制电路由一片74HC151八选一构成。 ELP IR3 IR2 Cy Z LDPC 1 X X X X 1 0 0 0 1 X 0 0 0 0 0 X 1 0 0 1 X 1 0 0 0 1 X 0 1 0 1 X X X 0 当ELP=1时，LDPC=1，不允许PC被预置 当ELP=0时，LDPC由IR3，IR2，Cy，Z确定 当IR3 IR2 = 1 X时，LDPC=0，PC被预置 当IR3 IR2 = 0 0时，LDPC=非Cy，当Cy=1时，PC被预置 当IR3 IR2 = 0 1时，LDPC=非Z，当Z=1时，PC被预置 (1) 连接线表 连接 信号孔 接入孔 作用 有效电平 1 J2座 J3座 将K23-K16接入DBUS[7:0] 2 PCOE K5 PC输出到地址总线 低电平有效 3 JIR3 K4 预置选择1 4 JIR2 K3 预置选择0 5 JRZ K2 Z标志输入 6 JRC K1 C标志输入 7 ELP K0 预置允许 低电平有效 8 PCCK CLOCK PC工作脉冲 上升沿打入 2、 74HC161是一片带预置的4位二进制记数器。功能如下： 当 RST = 0时，记数器被清0。 当IREN = 0时，在CK的上升沿，预置数据被打入记数器。 当IREN = 1时，在CK的上升沿，记数器加一。 TC为进位，当记数到F（1111）时，TC=1 CEP，CET为记数使能，当CEP，CET=1时，记数器工作，CEP，CET=0时，记数器保持原记数值。 在COP2000中，指令IBUS[7:0]的高六位被接到uPC预置的高六位，uPC预置的低两位被置为0。一条指令最多可有四条微指令。 uPC原理图 uPC工作波形图 (2) 连接线表 连接 信号孔 接入孔 作用 有效电平 1 J2座 J3座 将K23-K16接入DBUS[7:0] 2 IREN K0 预置uPC 低电平有效 3 EMEN K1 EM存储器工作使能 低电平有效 4 EMWR K2 EM存储器写使能 低电平有效 5 EMRD K3 EM存储器读使能 低电平有效 6 IRCK CLOCK uPC工作脉冲 上升沿打入 实验1：PC加一实验 置控制信号为： K5（PCOE） K0（ELP） 0 1 按一次CLOCK脉冲键，CLOCK产生一个上升沿，数据PC被加一。 实验2：PC打入实验 二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据12H K23 K22 K21 K20 K19 K18 K17 K16 0 0 0 1 0 0 1 0 置控制信号为： ELP (K5) IR3 (K4) IR2 (K3) JRZ (K1) JRC (K0) LDPC PC红色指示灯 黄色PC预置指示灯 PC的值 UPC的值 1 X X X X 1 亮 灭 00 0 0 0 X 1 0 亮 亮 12 1 0 0 X 0 1 亮 灭 13 2 0 1 1 X 0 亮 亮12 4 0 0 1 0 X 1 亮 灭 13 5 1 X X X 0 亮 亮 12 6 K16 0 0 0 1 0 0 1 0 置控制信号为： K3(EMRD) K2(EMWR) K1(EMEN) K0(IREN) 1 0 0 0 当EMWR，EMEN=0时，数据总线（DBUS）上的数据被送到指令总线（IBUS）上。 按住CLOCK脉冲键，CLOCK由高变低，这时寄