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实验四：组合逻辑控制器实验

一、实验目的

1、深入理解计算机控制器的功能和组成；

2、学习和掌握计算机各类典型指令的执行流程；

3、学习组合逻辑控制器的控制原理和相关技术。

二、实验说明

1、TEC-XP+计算机的指令分类

TEC-2000指令系统按指令的功能和执行步骤可划分为A、B、C、D四组：

A组：主要完成通用寄存器之间的数据传送或运算，以及少数特殊操作，在取指后一步完成。

基本指令：

ADD，SUB，AND，OR，XOR，CMP，TEST，MVRR，INC，DEC，SHR，SHL

，JR，JRC，JRNC，JRZ，JRNZ

扩展指令：

ADC，SBB，NOT，RCL，RCR，ASR，STC，CLC，EI，DI，JRS，JRNS，JMP

R

B组：需完成一次主存读/写操作，或IO读/写操作，在取指后二步完成。第一步向地址寄存器送入

16位（或8位的I/O端口）地址，第二步完成读、写操作。

基本指令：LDRR，STRR，PUSH，POP，PSHF，POPF，MVRD，IN，OUT，JMPA，RET

C组：完成两次主存读/写操作（间址操作），在取指令后三步完成。第一次读出的数据是操作数的地

址，读出后直接（或经过一次加法运算）将其送入地址寄存器，省掉第二次内存读/写操作的

地址传送步骤。CALR指令先用第2步保存PC内容到堆栈，第3步把寄存器中的子程序入口

地址传送到程序计数器PC中。

扩展指令：CALR，LDRA，STRA，LDRX，STRX

D组：完成两次内存的读、写操作，在取指之后四步完成。

基本指令：CALA

扩展指令：TRET

8位指令操作码（记作“IR15–IR8”）的特殊含义：

①IR15–IR14用于区分指令组，0X表示A组，10表示B组，11表示C、D组；

②IR11用于区分C、D组，IR11=0为C组，IR11=1为D组；

③IR13用于区分基本指令和扩展指令，基本指令为0，扩展指令为1。

④IR12用于简化控制器实现，暂定为0。

⑤IR10–IR8用于区分同一指令组的不同指令。

TEC-XP+的基本指令已全部实现，扩展指令只完成了指令格式和执行流程的设计，控制信号的逻辑

尚未实现，可由用户扩展实现。

2、TEC-XP+计算机的指令执行流程

TEC-2000计算机指令的执行流程由节拍发生器（即时序产生器）控制，节拍（即机器周期或CPU

周期）用TTTTT来编码，其中，在组合逻辑控制器中T恒为0（T=0）。下图为TEC-2000的指令执

4321044

行流程图，方框表示1个节拍（即机器周期），左上角为节拍的编码（用TTTT表示）。

3210

1

RESET

1000

PC←0，关中断

0000中断请求扫描

PC←AR，PC←PC+1

0010

IR←读内存

A组B组C组D组

0011011001100110

寄存器间的