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计算机组成原理实验指导（学生用书）天津城建学院计算机系2003年9月第一节 TEC—4计算机组成原理实验系统TEC—4计算机组成原理实验系统由北京邮电大学计算机学院、清华同方教学仪器设备公司、深圳拓普威电子技术有限公司联合研制。
它是一个8位计算机模型实验系统，可用于大专、本科、硕士研究生计算机组成原理课程、计算机系统结构课程的教学实验，对提高学生的动手能力、提高学生对计算机整体和各组成部分的理解、提高学生的计算机系统综合设计能力都会有很大帮助。
一、TEC—4计算机组成原理实验系统特点1．计算机模型简单、实用，运算器数据通路、控制器、控制台各部分划分清晰。
2．计算机模型采用了数据总线和指令总线双总线体制，能够实现流水控制。
3．控制器有微程序控制器或者硬布线控制器两种类型，每种类型又有流水和非流水两种方案。
4．寄存器堆由1片ispLSI1016组成，运算器由1片ispLSI1024组成，设计新颖。
5．实验台上包括了1片在系统编程芯片ispLSI1032，学生可用它实现硬布线控制器。
6．该系统能做运算器组成、双端口存储器、数据通路、微程序控制器、中断、CPU组成与机器指令执行、流水微程序控制器、硬布线控制器、流水硬布线控制器等多种实验。
7．电源部分采用模块电源，重量轻，具有抗电源对地短路能力。
8．采用自锁紧累接接线方式，接线可靠。
二、TEC—4计算机组成原理实验系统的组成TEC—4计算机组成原理实验系统由下述六部分组成：1．控制台2．数据通路3．控制器4．用户自选器件试验区5．时序电路6．电源部分下面分别对各组成部分予以介绍。
三、电源电源部分由一个模块电源、一个电源插座、一个电源开关和一个红色指示灯组成。
电源模块通过四个螺栓安装在实验台下面。
它输出+5V电压，最大负载电流3安培,内置自恢复保险功能,具有抗+5V对地短路能力。
电源插座用于接交流220伏市电，插座内装有保险丝。
电源开关用于接通或者断开交流220伏市电。
中国地质大学计算机组成原理实验报告姓名：刘欣凯班级：192102-21学院：计算机学院学号：20101003356日期：2011年12月指导老师：刘超课程设计组成一：实验介绍及原理；二：实容验内及实验报告；三：心得体会;实验内容：1：数据通路组成实验；2：常规型微程序控制组成实验；3：CPU组成与机器指令执行实验；4：中断原理实验实验报告组成：1：实验目的；2：实验设备；3：实验电路；4：实验任务；5：实验数据；一、实验介绍及原理一：TEC-4 计算机组成实验系统简介TEC-4计算机组成实验系统由清华同方教学仪器设备公司研制。
它是一个典型的计算机模型实验仪器，可用于将大专、本科、硕士研究生计算机组成原理课程、计算机系统结构课程的教学实验。
该仪器将提高学生的动手能力就，提高学生对计算机整体和各组成部分的理解，提高学生对计算机系统的综合设计能力。
二：TEC-4计算机组成实验系统的组成1.控制台2.数据通路3.控制器4.用户自选器件实验区5.时序电路6.电源部分三：时序发生器时序发生器器产生计算机模型的时序。
TEC-4计算机组成原理实验的时序电路如图一，电路采用2片GAL22V10（U6,U7）,可产生两级等间隔时序新号T1-T4和W1-W4。
其中一个W由一轮T1-T4循环组成，相当于一个微指令周期；而一轮W1-W4循环可供硬连线控制器执行一条机器指令。
CLR#为复位新号，低有效。
试验仪处于任何状态下令CLR#=0，都会使时序发生器和微程序控制器复位；CLR#=0时，则可以正常运行。
TJ是停机新号，是控制器的输出新号之一。
连续运行时，如果控制信号停机=1，会使机器停机，停止发送时序脉冲,从而暂停程序。
QD是启动信号，是运行程序的标志。
DP，DZ，DB是来自控制台的开关信号。
DP表示单拍，当DP=1时，每次只执行一条微指令；DZ表示单指，当DZ=1时，每次只执行一条机器指令；当DP，DB，DZ都为0时，机器连续运行。
TEC—4计算机组成原理实验系统教师实验指导书清华大学科教仪器厂2004年11月目录基本实验运算器组成实验ΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛ13 双端口存储器原理实验ΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛ18 数据通路组成实验ΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛ22 微程序控制器组成实验ΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛ28 CPU组成和机器指令执行实验ΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛ40 中断原理实验ΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛ45第三节双端口存储器原理实验一、实验目的（1）了解双端口静态随机存储器IDT7132的工作特性及使用方法。
（2）了解半导体存储器怎样存储和读出数据。
（3）了解双端口存储器怎样并行读写，产生冲突的情况如何。
二、实验电路图7示出了双端口存储器的实验电路图。
这里使用了一片IDT7132（U36）（2048 X ８位），两个端口的地址输入A8—A10引脚接地，因此实际使用存储容量为256字节。
左端口的数据部分连接数据总线DBUS7—DBUS0，右端口的数据部分连接指令总线INS7—INS0。
一片GAL22V10（U37）作为左端口的地址寄存器（AR1），内部具有地址递增的功能。
两片４位的74HC298（U28、U27）作为右端口的地址寄存器（AR2H、AR2L），带有选择输入地址源的功能。
使用两组发光二极管指示灯显示地址和数据：通过开关IR/DBUS切换显示数据总线DBUS和指令寄存器IR的数据，通过开关AR1/AR2切换显示左右两个端口的存储地址。
写入数据由实验台操作板上的二进制开关SW0—SW7设置，并经过SW_BUS三态门74HC244（U38）发送到数据总线DBUS上。
指令总线INS上的指令代码输出到指令寄存器IR（U20），这是一片74HC374。
存储器IDT7132有6个控制引脚：CEL#、LRW、OEL#、CER#、RRW、OER#。
实验（一）基础汇编语言程序设计1、实验目的1．学习和了解TEC-XP教学实验系统监控命令的用法；2．学习和了解TEC-XP教学实验系统的指令系统；3．学习简单的TEC-XP教学实验系统汇编程序设计。
2、实验内容1、学习联机使用TEC-XP教学实验系统和仿真终端软件PCEC。
2、使用监控程序R命令显示修改寄存器的内容，D命令显示寄存器的内容，E命令修改存储器的内容。
3、使用A命令写一段小程序，U命令反汇编刚输入的程序，使用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。
3、实验步骤1．用R命令查看寄存器内容或修改寄存器的内容。
2．用D命令显示存储器内容。
3．用E命令修改存储器内容。
4．用D命令显示这几个单元的内容。
5．用A命令键入一段汇编源程序1）在命令行提示符状态下输入：2）用U命令反汇编刚输入的程序3）用G命令运行前面刚键入的源程序4）用P或T命令，单步执行这段程序，观察指令执行结果6．举例编写汇编程序，用“A”命令输入，运行并观察结果1）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。
1>在命令行提示符状态下输入：2>用“G”命令运行程序在命令行提示符状态下输入：G 2000执行上面输入的程序。
光标闪烁等待输入，用户从键盘键入字符后，屏幕会显示该字符。
2）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。
1>在命令行提示符状态下输入：2>用“G”命令运行程序在命令行提示符状态下输入：G 2020：例二【思考题】类似的，若要求在终端屏幕上输出“A”“Z”共26个英文字母，应如何修改例一中给出的程序，请验证之。
3）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，遇数字符结束输入过程。
1>在命令行提示符状态下输入：2>在命令行提示符状态下输入：G 2040光标闪烁等待键盘输入，若输入0~9十个数字符，则在屏幕上回显；若输入非数字符，则屏幕不再显示该字符，出现命令提示符，等待新命令。
TEC-XP教学实验系统硬件组成说明一、运算器部分1——4：运算器芯片。
由4片4位的运算器芯片AM2901组成。
4片级连构成一个16位的运算器，片间采用串行进位的方式。
5：标志寄存器FLAG。
4位，用来保存运算器运算结果的4个标志位C、Z、V、S。
6：SHIFT芯片。
产生运算器最低位的进位输入信号和移位信号。
二、控制器部分本系统提供了硬布线控制器和微程序控制器两种控制器。
（一）硬布线控制器程序计数器PC。
用运算器芯片内的一个16位寄存器来表示（用户看不到）。
7、9：指令寄存器IR。
由两片8位D锁存器芯片74LS374和74LS377构成。
74LS374和74LS377为带公共使能端的具有三态输出的八 D 边沿触发器。
9、65：节拍发生器Timing。
使用几个触发器的不同编码状态来区分和标示指令的执行步骤。
10：时序控制信号产生器MACH5。
用一片100引脚的CPLD器件实现。
用于产生并提供每一条指令的每一个执行步骤使用的全部时序控制信号，这些信号可以直接送到每个被控制的对象，或者经过译码器送到被控制的对象。
11、12：译码器。
由两片三——八译码器芯片（74LS138）实现。
（二）微程序控制器程序计数器PC。
（同硬布线控制器）。
7、9：指令寄存器IR。
（同硬布线控制器）。
14：微指令地址映射部件MAPROM。
由一片28C64型ROM芯片实现。
MAPROM的地址输入是指令寄存器IR给出的8位指令操作码，其输出内容为这条指令对应的微程序段的入口地址。
13：微程序控制器AM2910。
用于产生下一条微指令的地址。
18：微指令转移的条件判断电路。
由一片GAL20V8实现。
15、16：控制存储器。
由两片28C64型ROM芯片构成。
用于存放本系统的微程序。
（15、16只是控制存储器的一部分，用于存放微指令的16位下地址。
另一部分在芯片10中，存放32位的微命令信号）47、51：微指令寄存器。
由一片8位D锁存器芯片74LS374和一片8位带清0控制的D锁存器芯片74LS273构成。
计算机组成原理实习报告本学期我们开设了计算机组成原理这门课, 主要学习计算机的主要部件以及这些部件组成的原理和如何运行。
除了平时的课堂学习, 我们还有实验课帮助我们更好的了解这门课程。
用于我们实验的机器是TEC-XP, 它是由清华大学计算机系和清华大学科教仪器厂联合研制的适用于计算机组成原理课程的实验系统, 主要用于计算机组成原理和数字电路等的硬件教学实验, 同时还支持监控程序、汇编语言程序设计、BASIC高级语言程序设计等软件方面的教学实验。
它的功能设计和实现技术, 都紧紧地围绕着对课程教学内容的覆盖程度和所能完成的教学实验项目的质量与水平来进行安排。
其突出特点是硬、软件基本配置比较完整, 能覆盖相关课程主要教学内容, 支持的教学实验项目多且水平高。
其组成和实现的功能如图1所示。
图1.硬件实现的实际计算机系统图一.微程序实验步骤1.接通教学机电源。
2.将教学机左下方的5个拨动开关置为11010（单步、手动置指令、微程序、联机、16 位）。
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。
(1) 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SW=00000000 00000001；（表示指令ADD R0, R1 ）2) 按RESET按键；指示灯Microp亮（只要选择微程序, 该灯在指令执行过程中一直亮）,其它灯全灭；3) 按START按键；指示灯CI3~0、SCC3~0显示1110 0000, 微址和下址的指示灯全灭；（本拍完成公共操作0→PC.DI#=0）4) 按START按键；指示灯CI3~0、SCC3~0显示1110 0000, 微址指示灯显示0000 0001, 下址的指示灯全灭；（本拍完成公共操作PC→AR、PC+1→PC）5) 按START按键；指示灯CI3~0、SCC3~0显示1110 0000, 微址指示灯显示0000 0010, 下址的指示灯全灭；（本拍完成公共操作MEM→IR）6) 以上三步为公共操作, 其它指令同；7) 按START按键；指示灯CI3~0、SCC3~0显示0010 0000, 微址指示灯显示0000 0011, 下址的指示灯显示0000 0100；（本拍完成/MAP操作功能）8) 按START按键；指示灯CI3~0、SCC3~0显示0011 0000, 微址指示灯显示0000 0100, 下址的指示灯显示0011 0000 (本拍执行ADD指令, DR←DR+SR 操作)。
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专业班级学号学生姓名指导教师2014 年 7 月 3 日目录实验一：基础汇编语言程序设计实验 (5)1实验目的 (5)2实验设备及器材 (5)3实验说明和原理 (5)4实验内容 (6)5实验步骤 (6)6实验截图及思考题 (7)7实验思考与心得 (9)实验二：脱机运算器实验 (10)1实验目的 (10)2实验设备与器材 (10)3实验说明和原理 (10)4实验内容 (11)5实验步骤/表格填写 (11)6实验思考与心得 (12)实验三：存储器部件教学实验 (13)1实验目的 (13)2实验设备与器材 (13)3实验说明和原理 (13)4实验内容 (14)5实验步骤与截图 (14)6实验思考与心得 (15)实验四：组合逻辑控制器部件教学实验 (17)1实验目的 (17)2实验设备与器材 (17)3实验说明和原理 (17)4实验内容 (19)5实验步骤/填表 (19)6实验思考与心得 (23)实验五：微程序控制器部件教学实验 (25)1实验目的 (25)2实验设备与器材 (25)3实验说明和原理 (25)4实验内容 (26)5实验步骤与截图 (27)6实验思考与心得 (30)实验六：输入/输出接口扩展实验 (32)1实验目的 (32)2实验设备与器材 (32)3实验说明和原理 (32)4实验内容 (33)5实验步骤与PC端截图 (33)6实验思考与心得 (35)实验七：中断实验 (36)1实验目的 (36)2实验设备与器材 (36)3实验说明和原理 (36)4实验内容 (37)5实验步骤与中断程序编写 (37)6实验思考与心得 (40)实验九：FPGA芯片实现非流水线的CPU系统(综合实验) (41)1实验目的 (41)2实验设备与器材 (41)3实验说明和原理 (42)4实验内容 (42)5实验步骤与烧录过程 (42)6实验思考与心得 (44)计算机学院学号：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●学习和了解TEC-XP+教学实验监控命令的用法;●学习和了解TEC-XP+教学实验系统的指令系统;●学习简单的TEC-XP+教学实验系统汇编程序设计。
计算机组成原理实验系统TEC4详细资料▲ 技术性能及特点1. 采用单板式结构、计算机模型简单、实用。
计算机模型分为数据通路、控制器（包括时序电路）、控制台、用户自定义区四部分，划分清晰。
各部分之间采用可插、拔的导线连接，接线采用自锁紧累接方式，接线可靠。
2. 指令系统采用4位操作码，容纳16条指令，已实现了加、减、与、乘、存数、取数、转移、条件转移、停机、开中断和中断返回12条指令，其他4条指令备用。
3. 数据通路采用双端口存储器作为主存，实现了数据总线和指令总线双总线体制，能实现指令流水性能。
4. 运算器采用一片ispLSI1024实现，寄存器堆采用一片ispLSI1016实现，设计新颖。
运算器能完成加、减、乘、与、直通五种运算。
实现硬件乘法是本机的一大特色；寄存器堆内含4个8位寄存器，实现两个端口读、一个端口写操作。
5. 控制器有微程序控制器和组合逻辑控制器两种类型，每种类型又有流水和非流水两种方案。
出厂时提供的是微程序控制器。
学生可用自己设计的控制器代替微程序控制器，设计的控制器可以是常规控制器，也可以是流水控制器。
6. 实验台上提供了一片在系统编程器件ispLSI1032,学生在PC机设计好组合逻辑控制器方案后下载到ispLSI1032中，ispLSI1032就构成了新的控制器。
控制器的设计并实现对提高计算机综合设计能力会有很大帮助。
7. 时序电路由一个1MHz晶体振荡器和2片GAL22V10组成。
一条微程序分为4拍。
一条组合逻辑指令由4个周期组成，1个周期由4拍组成。
8. 控制台包含8个数据开关，用于置数功能；16个双位开关，用于置信号电平；28个LED指示灯，用于显示地址、数据、微指令、进位和中断允许。
控制台有复位、启动、和中断三个单脉冲发生器，有单拍、单步、单指令三个开关。
控制台有5种操作：写存储器，读存储器，读寄存器，写寄存器，启动程序运行。
9. 用户自选器件实验区，供做中、小规模器件实验使用。
设计题目：硬布线控制器设计与调试课程名称：计算机组成原理课程设计任课教师：黄岚班级：计算机141学号：1408010112姓名：目录一、课程设计简述： (3)1.教学目的： (3)2.课设任务： (3)3.实验设备简介： (3)3.1、TEC4-A计算机组成原理实验系统[1] (3)3.2、万用表 (5)3.3、PC机 (5)二、总体设计思路： (5)1.指令系统： (5)2.数据通路： (6)3.硬布线控制器的设计原理： (7)三、设计与调试方案： (7)1.设计步骤： (7)1.1.根据数据通路得出指令周期流程图 (7)1.2.根据指令流程图将微信号的输出条件列出： (10)1.3.根据微信号的输出条件写用ABEL语言表示的布尔表达式： (11)2.调试步骤： (14)四、验证性实验： (14)1.课程设计要求的基础实验： (14)预置寄存器及存储单元内容： (14)程序代码： (14)执行结果： (15)2.自备的检验性实验： (15)预置寄存器及存储单元内容： (15)程序代码： (15)执行结果： (15)五、课程设计中遇到的问题及体会： (16)参考文献： (16)硬布线控制器的设计与调试课程设计报告一、课程设计简述：1.教学目的：1)融会贯通计算机组成原理课程和计算机系统结构课程的内容，通过知识的综合运用，加深对计算机系统各模块的工作原理及相互联系的认识，特别是对硬布线控制器的认识。
2)学习运用ISP（在系统编程）技术进行设计和调试的基本步骤和方法，熟悉集成开发软件中设计调试工具的使用，体会ISP技术相对于传统开发技术的优点。
3)培养科学研究的独立工作能力，取得工程设计与组装调试的实践经验。
2.课设任务：1)按给定的数据格式和指令系统，在所提供的器件范围内，设计一台硬布线控制器控制的模型计算机。
2)根据设计图纸，在通用实验台上进行组装，并调试成功。
3)在组装调试成功的基础上，整理出设计图纸和其他文件，包括：A.总框图（数据通路图）；B.硬布线控制器逻辑模块图；C.模块ABEL语言源程序（如果有的话）；D.硬布线控制流程图；E.元件排列图；F.设计说明书；G.调试小结。
中国地质大学计算机组成原理实验报告姓名：刘欣凯班级：192102-21学院：计算机学院学号：20101003356日期：2011年12月指导老师：刘超课程设计组成一：实验介绍及原理；二：实容验内及实验报告；三：心得体会;实验内容：1：数据通路组成实验；2：常规型微程序控制组成实验；3：CPU组成与机器指令执行实验；4：中断原理实验实验报告组成：1：实验目的；2：实验设备；3：实验电路；4：实验任务；5：实验数据；一、实验介绍及原理一：TEC-4 计算机组成实验系统简介TEC-4计算机组成实验系统由清华同方教学仪器设备公司研制。
它是一个典型的计算机模型实验仪器，可用于将大专、本科、硕士研究生计算机组成原理课程、计算机系统结构课程的教学实验。
该仪器将提高学生的动手能力就，提高学生对计算机整体和各组成部分的理解，提高学生对计算机系统的综合设计能力。
二：TEC-4计算机组成实验系统的组成1.控制台2.数据通路3.控制器4.用户自选器件实验区5.时序电路6.电源部分三：时序发生器时序发生器器产生计算机模型的时序。
TEC-4计算机组成原理实验的时序电路如图一，电路采用2片GAL22V10（U6,U7）,可产生两级等间隔时序新号T1-T4和W1-W4。
其中一个W由一轮T1-T4循环组成，相当于一个微指令周期；而一轮W1-W4循环可供硬连线控制器执行一条机器指令。
CLR#为复位新号，低有效。
试验仪处于任何状态下令CLR#=0，都会使时序发生器和微程序控制器复位；CLR#=0时，则可以正常运行。
TJ是停机新号，是控制器的输出新号之一。
连续运行时，如果控制信号停机=1，会使机器停机，停止发送时序脉冲,从而暂停程序。
QD是启动信号，是运行程序的标志。
DP，DZ，DB是来自控制台的开关信号。
DP表示单拍，当DP=1时，每次只执行一条微指令；DZ表示单指，当DZ=1时，每次只执行一条机器指令；当DP，DB，DZ都为0时，机器连续运行。
图一四：数据通路TEC-4计算机组成原理实验的数据通路的设计采用了数据总线和指令总线双总线形式，使得流水实验能够实现。
它还使用了大规模在系统可编程器件作为运算器和寄存器堆，使得设计简单明了，可修改性强。
数据通路位于实验系统的中部。
如图二其包括如下主要部件：1、运算器ALU，它有一片ispLSI 1024（U47）组成，在选择端S2，S1，S0控制下，对数据A和B加、减、与、直通、乘五种运算。
2、DR1和DR２运算操作数寄存器；3、多端口通用寄存器堆ＲＦ4、暂存寄存器ＥＲ5、程序计数器ＰＣ、地址加法器ＡＬＵ２；地址缓存器Ｒ４；等等图二五：控制器控制器位于本实验系统的中上部，产生数据通路操作所需的控制信号。
如图三图三六：控制台控制台位于TEC-4计算机组成原理实验系统的下部，主要由指示灯和若干拨动开关组成，用于给数据通路设置数、设置控制信号、显示各种数据使用。
二、实验内容及实验报告实验一：常规型微程序控制器组成实验一、实验目的：1.掌握时序产生器的组成原理。
2.掌握微程序控制器的组成原理。
3.掌握伪指令格式的化简和归并。
二、实验设备：1.TEC-4计算机组成原理实验仪一台2.双踪示波器一台3.直流万用表一只4.逻辑测试笔一支三、实验电路：１：微指令格式与微程序控制器电路根据给定的１２条机器指令功能和数据通路总体图的控制信号，采用的微指令格式见图五。
图四微指令字长共３５位，其中顺序控制部分１０位，后续微地址６位，判别字段２５位，各位进行直接控制。
微指令格式中，信号名带有后缀“＃＂的信号为低有效，不带有后缀“＃”的信号为高有效信号。
对应微指令格式，微程序控制器的组成见图六，控制器采用５片ＥＥＰＲＯＭ２８Ｃ６４（Ｕ８，Ｕ９，Ｕ１０，Ｕ１１，Ｕ１２）。
微地址寄存器６位，用一片６Ｄ触发器７４ＨＣ１７４（Ｕ１）组成，带有清零端。
两级与门、或门构成微地址转移逻辑，用于产生下一微指令的地址。
在每个Ｔ１上升沿时刻，新的微指令地址会打入微地址寄存器中，控制存储器随既输出相应的微命令代码。
图五２、机器指令与微指令本实验仪使用１２条机器指令，均为单字长（８位）指令。
指令功能及格式如表四所示。
指令的高4位提供给微程序控制器，低4位提供给数据通路。
上诉12条指令的微程序流程设计如图七，每条微指令可按前述的微指令格式转换成二进制代码，然后写入5个28C64中。
为了写入的正确，还设计了一下五个控制台操作数程序：存储器写操作（KWE）：按下复位按钮CLR#后，微地址寄存器状态为全零。
此时置SWC=0，SWB=1，SWA=0，按启动按钮后微指令地址转入27H，从而可对RAM 连续进行手动写入。
存储器读操作（KRD）：按下CLR#后，置SWC=0，SWB=0，SWA=1，可对RAM 连续进行读操作。
启动程序（PR）：按下CLR#后，置SWC=0，SWB=0，SWA=0，用数据开关SW7-SW0设置内存中程序的首地址，可以执行“取指”微命令。
写寄存器操作（KLD）：按下CLR#后，置SWC=0，SWB=1，SWA=1，可对寄存器堆中的寄存器连续进行写操作。
读寄存器操作（KRR）：按下CLR#后，置SWC=1，SWB=0，SWA=0，可对寄存器堆中的寄存器连续进行读操作。
图六四．实验任务：1.按照实验要求，链接试验台的数码开关K0-K15、控制开关、按钮开关、时钟信号源和微程序控制器。
2.熟悉微指令格式的定义，按此定义将控制台指令微程序的8跳微指令按十六进制编码，列于下表（表五）制台指令的功能由SWC，SWB，SWA三个二进制开关的状态来指定（KRD=001B，KWE=010B，PR=010B）。
单拍（DP）方式执行控制台微程序，读出上述八条微指令，用P字段和微地址指示灯跟踪微指令执行情况，并与上表数据对照。
五、实验数据：按以上实验步骤得到实验数据如下表（表三）实验二：CPU组成与机器指令执行实验一、实验目的：1.将微程序控制器执行部件（整个数据通路）联机，组成一台模型计算机；2.用微程序控制器控制模型机数据通路；3.通过CPU运行九条机器指令（排除有关中断的指令）组成的简单程序，掌握机器指令与微指令的关系，牢固建立计算机的整机型概念。
二、实验设备：1.TEC-4计算机组成原理实验仪一台2.双踪示波器一台3.直流万用表一只4.逻辑测试笔一支三、实验电路：本次实验用到前面实验中的所有电路，包括运算器、存储器、通用寄存器堆、程序计数器、指令寄存器、微程序控制器等，将几个模块组合成为一台简单计算机。
在本次实验中，数据通路的控制将有微程序控制器来完成。
CPU从内存取出一条机器指令到执行指令结束的一个机器指令周期，是有微指令组成的序列来完成的，即一条指令对应一个微程序，其框图如图七图七四、实验任务：1.对机器指令系统组成的简单程序进行译码。
将下表的程序按指令格式手工汇编成十六进制机器代码。
表四2、按照图六框图，参考前面实验的电路图完成连线。
a. 将跳线开关J1用短路子短接。
时序发生器的输入TJI接控制存储器的输出TJ。
控制器的输入C接运算器ALU的C。
控制器的输入IR7、IR6、IR5、IR4依次指令寄存器IR的输出IR7、IR6、IR5、IR4。
共6条线。
b．控制器的输出LDIR（CER）、LDPC(LDR4)、PC_ADD、PC_INC、M4、LDIAR、LDAR1(LDAR2)、AR1_INC、M3、LDER、IAR_BUS#、SW_BUS#、RS_BUS#、ALU_BUS、CEL#、LRW、WRD、LDDR1(LDDR2)、M1（M2）、S2、S1、S0 依次与数据通路的对应信号连接。
共27条线。
c．指令寄存器IR的输出IR0接双端口寄存器堆的RD0、WR0，IR1接RD1、WR1，IR2接RS0，IR3接RS1。
共6条线。
合上电源。
按CLR#按钮，使实验系统处于初始状态。
3、将表四中的程序机器代码用控制台操作存入内存中，并根据程序的需要，用数码开关SW7-SW0设置通用寄存器R2、R3及其内存相关单元的数据。
（注：由于设置通用寄存器时会破坏内存单元的数据，因此应先设置寄存器的数据，再设置内存数据。
）4、.用单拍（DP）方式执行一遍程序，列表记录通用寄存器堆RF中四个寄存器的数据，以及由STA指令存入RAM中的数据（程序结束后从RAM的相应单元中读出），与理论值作对比。
执行时注意观察微地址指示灯、IR/DBUS指示灯、AR2/AR1指示灯、微地址指示灯和判别字段指示灯的值（可以观察到每一条微指令）。
5、以单指（DZ）方式重新执行程序一遍，注意观察IR/DBUS指示灯、AR2/AR1指示灯的值（可以观察到每一条机器指令）。
列表记录RF中四个寄存器的数据，以及由STA指令存入RAM中的数据，与理论分析值作对比。
（注：单指方式执行程序时，四个通用寄存器和RAM中的原始数据与第一遍执行程序的结果有关。
）6、以连续方式（DB，DP，DZ都设为0）再次执行程序。
由于程序中有停机指令STP，程序执行到该指令时自动停机。
列表记录RF中四个寄存器的数据，以及由STA指令存入RAM中的数据，与理论分析值作对比。
（注：程序执行前的原始数据与第二遍执行结果有关。
）具体的操作步骤如下：第一步,利用控制台微程序KLD设置通用寄存器R2、R3的值在本操作中，我们打算使R2 = 60H，R3 = 61H。
1．令DP = 0，DB = 0，DZ =0，使实验系统处于连续运行状态。
令SWC = 0、SWB = 1、SWA = 1，使实验系统处于寄存器加载工作方式KLD。
按CLR#按钮，使实验系统处于初始状态。
2．在SW7—SW0上设置一个存储器地址，该存储器地址供设置通用寄存器使用。
该存储器地址最好是不常用的一个地址，以免设置通用寄存器操作破坏重要的存储器单元的内容。
例如可将该地址设置为0FFH。
按一次QD按钮，将0FFH写入AR1和AR2。
3．在SW7—SW0上设置02H，作为通用寄存器R2的寄存器号。
按一次QD按钮，则将02H写入IR。
4．在SW7—SW0设置60H，作为R2的值。
按一次QD按钮，将60H写入IR指定的R2寄存器。
5．在SW7—SW0上设置03H，作为通用寄存器R3的寄存器号。
按一次QD按钮，将03H写入IR。
6．在SW7—SW0设置61H，作为R3的值。
按一次QD按钮，将61H写入R3。
7．设置R2、R3结束，按CLR#按钮，使实验系统恢复到初始状态。
第二步,利用控制台微程序KWE存程序机器代码本操作中，我们从00地址开始存10个机器代码：58H，5DH，04H，95H，3EH，1BH，4BH，24H，60H，84H。
在60H存入24H，用于给R0置初值；在61H存入83H，用于给R0置初值。
