计算机组成原理_ 控制单元的设计_102 微程序设计_

微程序设计技术微程序设计技术是一种计算机体系结构中的技术，它允许通过使用预先定义的微指令集来控制计算机的操作。

这种技术在20世纪60年代和70年代非常流行，尤其是在大型计算机和超级计算机中。

微程序设计技术的核心思想是将复杂的指令集操作分解为一系列简单的、可重复使用的微操作，从而简化硬件设计并提高执行效率。

微程序设计技术的原理微程序设计技术基于一个核心概念：微指令。

微指令是控制计算机执行基本操作的最小指令单位。

每个微指令对应一个特定的硬件操作，如数据传输、算术运算或逻辑运算。

通过组合这些微指令，可以构建出执行复杂指令的序列。

微程序设计技术的优势1. 灵活性：微程序设计允许通过软件来定义指令集，这使得修改或扩展指令集变得更加容易。

2. 可维护性：由于指令的执行是通过微指令序列实现的，因此对指令的修改或优化只需要在微程序层面进行，而不需要改变硬件。

3. 效率：微程序设计可以优化指令的执行流程，减少指令执行所需的周期数，从而提高整体性能。

微程序设计技术的工作流程1. 指令解码：当CPU接收到一条指令时，首先需要对其进行解码，确定需要执行哪些微操作。

2. 微指令执行：解码后，CPU将按照微指令序列执行操作。

每个微指令控制一个或多个硬件操作。

3. 结果生成：执行完所有相关的微指令后，最终结果将被生成并存储。

微程序设计技术的实现微程序设计技术通常通过以下组件实现：- 控制存储器：存储微指令的存储器，每个微指令对应一个特定的硬件操作。

- 控制单元：从控制存储器中读取微指令，并生成控制信号来驱动硬件执行相应的操作。

- 执行单元：实际执行微指令指定的操作，如算术逻辑单元(ALU)、寄存器等。

微程序设计技术的应用微程序设计技术在多种计算机系统中得到应用，包括：- 大型计算机：在大型计算机设计中，微程序设计技术可以提供高度的灵活性和可维护性。

- 嵌入式系统：在需要高度定制化指令集的嵌入式系统中，微程序设计技术允许开发者根据特定需求来定义指令集。

计算机组成原理微程序控制单元实验## 微程序控制单元实验### 简介微程序控制单元（Microprogram Control Unit）是计算机组成原理中的一个重要概念。

它是一种基于微指令的控制方式，有效地解决了指令复杂度高、设计难度大的问题。

本篇文档将介绍微程序控制单元的实验原理和方法。

### 实验目的通过本次实验，我们将能够深入了解微程序控制单元的工作原理，理解微程序控制单元在计算机系统中的重要性，并通过实践掌握微程序的设计与编写。

### 实验内容1. 将微指令存储器的内容读入到微程序存储器中；2. 设计微指令的控制信号；3. 实现微程序控制单元的功能；4. 编写测试程序，验证微程序控制单元的正确性。

### 实验步骤#### 第一步：读取微指令存储器内容将微指令存储器中已经设计好的微指令读入到微程序存储器中。

这一步骤可以使用硬件开关、编程方式或者仿真软件进行。

#### 第二步：设计微指令的控制信号根据实验需求，设计微指令的控制信号。

微指令的控制信号包括指令码、操作码、地址码等等，根据具体的实验需求而定。

#### 第三步：实现微程序控制单元的功能将设计好的微指令的控制信号与微程序控制单元进行连接。

确保微程序控制单元能够正确地根据微指令的控制信号来执行相应的操作。

#### 第四步：编写测试程序编写测试程序，验证微程序控制单元的正确性。

测试程序需要覆盖到微程序控制单元的各个功能模块，包含不同类型的指令和操作，以确保微程序控制单元的完整性和鲁棒性。

#### 第五步：测试与调试将编写好的测试程序加载到微程序控制单元中，进行测试和调试。

通过观察微程序控制单元的输出结果，排查可能存在的问题并进行修正，以保证其正确性和稳定性。

### 实验总结通过本次实验，我们深入了解了微程序控制单元的工作原理，并通过实践掌握了微程序的设计与编写。

微程序控制单元的应用可以提高计算机系统的灵活性和可扩展性，同时也降低了整个系统的复杂度和设计难度。

计算机组成原理课程设计报告书计算机组成原理课程设计报告书目录一．实验计算机设计11.整机逻辑框图设计12.指令系统的设计23．微操作控制部件的设计54．设计组装实验计算机接线表135．编写调试程序14二．实验计算机的组装14三．实验计算机的调试151.调试前准备152.程序调试过程163.程序调试结果164.出错和故障分析16四．心得体会17五．参考文献17题目研制一台多累加器的计算机一实验计算机设计1.整机逻辑框图设计此模型机是由运算器，控制器，存储器，输入设备，输出设备五大部分组成。

1.运算器又是有299，74LS181完成控制信号功能的算逻部件，暂存器LDR1，LDR2，及三个通用寄存器R0，R1，R2等组成。

2.控制器由程序计数器PC、指令寄存器、地址寄存器、时序电路、控制存储器及相应的译码电路组成。

3.存储器RAM是通过CE和W/R两个微命令来完成数据和程序的的存放功能的。

4输入设备是由置数开关SW控制完成的。

5.输出设备有两位LED数码管和W/R控制完成的LR0LR1LR2寄存器AxBxCxR0-GR1-GR2-G数据总线（D_BUS）ALU-GALUMCNS3S2S1S0暂存器LT1暂存器LT2LDR1LDR2移位寄存器MS1S0G-299输入设备DIJ-G微控器脉冲源及时序指令寄存器LDIR图中所有控制信号LPCPC-G程序计数器LOADLAR地址寄存器存储器6116CEWE输出设备D-GW/RCPU图1整机的逻辑框图图1-1中运算器ALU由U7--U10四片74LS181构成，暂存器1由U3、U4两片74LS273构成，暂存器2由U5、U6两片74LS273构成。

微控器部分控存由U13--U15三片2816构成。

除此之外，CPU的其他部分都由EP1K10集成。

存储器部分由两片6116构成16位存储器，地址总线只有低八位有效，因而其存储空间为00H--FFH。

输出设备由底板上的四个LED数码管及其译码、驱动构成，当D-G和W/R均为低电平时将数据总线的数据送入数码管显示。

计算机组成原理目录目录如下：第1篇概论第1章计算机系统概论1.1 计算机系统简介1.1.1 计算机的软硬件概念1.1.2 计算机系统的层次结构1.1.3 计算机组成和计算机体系结构1.2 计算机的基本组成1.2.1 冯·诺依曼计算机的特点1.2.2 计算机的硬件框图1.2.3 计算机的工作步骤1.3 计算机硬件的主要技术指标1.3.1 机器字长1.3.2 存储容量1.3.3 运算速度1.4 本书结构思考题与习题第2章计算机的发展及应用2.1 计算机的发展史2.1.1 计算机的产生和发展2.1.2 微型计算机的出现和发展2.1.3 软件技术的兴起和发展2.2 计算机的应用2.2.1 科学计算和数据处理2.2.2 工业控制和实时控制2.2.3 网络技术的应用2.2.4 虚拟现实2.2.5 办公自动化和管理信息系统2.2.6 CAD/CAM/CIMS2.2.7 多媒体技术2.2.8 人工智能2.3 计算机的展望思考题与习题第2篇计算机系统的硬件结构第3章系统总线3.1 总线的基本概念3.2 总线的分类3.2.1 片内总线3.2.2 系统总线3.2.3 通信总线3.3 总线特性及性能指标3.3.1 总线特性3.3.2 总线性能指标3.3.3 总线标准3.4 总线结构3.4.1 单总线结构3.4.2 多总线结构3.4.3 总线结构举例3.5 总线控制3.5.1 总线判优控制3.5.2 总线通信控制思考题与习题第4章存储器4.1 概述4.1.2 存储器的层次结构4.2 主存储器4.2.1 概述4.2.2 半导体存储芯片简介4.2.3 随机存取存储器4.2.4 只读存储器4.2.5 存储器与CPU的连接4.2.6 存储器的校验4.2.7 提高访存速度的措施4.3 高速缓冲存储器4.3.1 概述4.3.2 Cache—主存地址映射4.3.3 替换策略4.4.1 概述4.4.2 磁记录原理和记录方式4.4.3 硬磁盘存储器4.4.4 软磁盘存储器4.4.5 磁带存储器4.4.6 循环冗余校验码4.4.7 光盘存储器思考题与习题附录4A 相联存储器第5章输入输出系统5.1 概述5.1.1 输入输出系统的发展概况5.1.2 输入输出系统的组成5.1.3 I/O设备与主机的联系方式5.1.4 I/O设备与主机信息传送的控制方式5.2 I/O设备5.2.1 概述5.2.2 输入设备5.2.3 输出设备5.2.4 其他I/O设备5.2.5 多媒体技术5.3 I/O接口5.3.1 概述5.3.2 接口的功能和组成5.3.3 接口类型5.4 程序查询方式5.4.1 程序查询流程5.4.2 程序查询方式的接口电路5.5 程序中断方式5.5.1 中断的概念5.5.2 I/O中断的产生5.5.3 程序中断方式的接口电路5.5.4 I/O中断处理过程5.5.5 中断服务程序的流程5.6 DMA方式5.6.1 DMA方式的特点5.6.2 DMA接口的功能和组成5.6.3 DMA的工作过程5.6.4 DMA接口的类型思考题与习题附录5A ASCⅡ码附录5B BCD码附录5C 奇偶校检码第3篇中央处理器第6章计算机的运算方法6.1 无符号数和有符号数6.1.1 无符号数6.1.2 有符号数6.2 数的定点表示和浮点表示6.2.1 定点表示6.2.2 浮点表示6.2.3 定点数和浮点数的比较6.2.4 举例6.2.5 IEEE754标准6.3 定点运算6.3.1 移位运算6.3.2 加法与减法运算6.3.3 乘法运算6.3.4 除法运算6.4 浮点四则运算6.4.1 浮点加减运算6.4.2 浮点乘除法运算6.4.3 浮点运算所需的硬件配置6.5 算术逻辑单元6.5.1 ALU电路6.5.2 快速进位链思考题与习题附录6A 各种进位制6A.1 各种进位制的对应关系6A.2 各种进位制的转换附录6B 阵列乘法器和阵列除法器附录6C 74181逻辑电路第7章指令系统7.1 机器指令7.1.1 指令的一般格式7.1.2 指令字长7.2 操作数类型和操作类型7.2.1 操作数类型7.2.2 数据在存储器中的存放方式7.2.3 操作类型7.3 寻址方式7.3.1 指令寻址7.3.2 数据寻址7.4 指令格式举例7.4.1 设计指令格式应考虑的各种因素7.4.2 指令格式举例7.4.3 指令格式设计举例7.5 RISC技术7.5.1 RISC的产生和发展7.5.2 RISC的主要特征7.5.3 RISC和CISC的比较思考题与习题第8章 CPU的结构和功能8.1 CPU的结构8.1.1 CPU的功能8.1.2 CPU结构框图8.1.3 CPU的寄存器8.1.4 控制单元和中断系统8.2 指令周期8.2.1 指令周期的基本概念8.2.2 指令周期的数据流8.3 指令流水8.3.1 指令流水原理8.3.2 影响流水线性能的因素8.3.3 流水线性能8.3.4 流水线中的多发技术8.3.5 流水线结构8.4 中断系统8.4.1 概述8.4.2 中断请求标记和中断判优逻辑8.4.3 中断服务程序入口地址的寻找8.4.4 中断响应8.4.5 保护现场和恢复现场8.4.6 中断屏蔽技术思考题与习题第4篇控制单元第9章控制单元的功能9.1 微操作命令的分析9.1.1 取指周期9.1.2 间址周期9.1.3 执行周期9.1.4 中断周期9.2 控制单元的功能9.2.1 控制单元的外特性9.2.2 控制信号举例9.2.3 多级时序系统9.2.4 控制方式9.2.5 多级时序系统实例分析思考题与习题第10章控制单元的设计10.1 组合逻辑设计10.1.1 组合逻辑控制单元框图10.1.2 微操作的节拍安排10.1.3 组合逻辑设计步骤10.2 微程序设计10.2.1 微程序设计思想的产生10.2.2 微程序控制单元框图及工作原理10.2.3 微指令的编码方式10.2.4 微指令序列地址的形成10.2.5 微指令格式10.2.6 静态微程序设计和动态微程序程序设计10.2.7 毫微程序设计10.2.8 串行微程序控制和并行微程序控制10.2.9 微程序设计举例思考题与习题附录10A PC整机介绍10A.1 主板10A.1.1 主板的主要组成部件10A.1.2 CPU芯片及插座(插槽)10A.1.3 内存条插槽10A.1.4 扩展插10A.1.5 配套芯片和器件10A.1.6 主板结构的改进10A.2 芯片组10A.2.1 芯片组的功能10A.2.2 芯片组的组成《计算机组成原理》是2008年1月1日高等教育出版社出版的图书，作者是唐朔飞。

微程序控制器设计与实现一、引言微程序控制器是一种用于实现计算机指令执行的控制单元，它通过微指令的方式来控制计算机的操作。

本文将详细介绍微程序控制器的设计与实现，包括设计原理、实现步骤和性能评估等方面的内容。

二、设计原理微程序控制器的设计原理主要包括微指令的编码和解码、微指令存储器的设计、微指令的执行等方面。

1. 微指令的编码和解码微指令是对计算机指令进行细化和抽象的表示形式，它由一系列控制信号组成。

在微程序控制器中，需要将每个微指令编码为一个唯一的二进制码，并通过解码器将二进制码转换为相应的控制信号。

2. 微指令存储器的设计微指令存储器是存储微指令的关键组件，它通常由一组存储单元组成，每个存储单元存储一个微指令。

微指令存储器的设计需要考虑存储容量、读写速度和可靠性等因素。

3. 微指令的执行微指令的执行是微程序控制器的核心功能，它通过控制信号的传递和处理来实现计算机指令的执行。

在执行过程中，需要根据当前指令的操作码和操作数，从微指令存储器中读取相应的微指令，并按照微指令的要求执行相应的操作。

三、实现步骤微程序控制器的设计与实现可以按照以下步骤进行：1. 确定指令集和指令格式根据计算机的需求和应用场景，确定需要支持的指令集和指令格式。

指令集和指令格式的确定将直接影响微程序控制器的设计和实现。

2. 编码和解码微指令根据指令集和指令格式，设计并实现微指令的编码和解码逻辑。

编码和解码逻辑需要将指令转换为相应的微指令，并将微指令转换为控制信号。

3. 设计微指令存储器根据微指令的数量和存储要求，设计并实现微指令存储器。

微指令存储器的设计需要考虑存储容量、读写速度和可靠性等因素。

4. 实现微指令的执行逻辑根据微指令的要求，设计并实现微指令的执行逻辑。

执行逻辑需要根据当前指令的操作码和操作数，从微指令存储器中读取相应的微指令，并按照微指令的要求执行相应的操作。

5. 验证和调试微程序控制器在实现过程中，需要对微程序控制器进行验证和调试。

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第一章介绍计算机组成原理的重要性计算机组成原理是计算机科学中最基础的一门课程之一。

它涵盖了计算机的基本组成部分，包括处理器、存储器、输入输出设备等，并通过解析计算机的工作原理和实现方式来帮助我们理解计算机的工作方式。

第一章主要介绍了计算机组成原理的重要性和作用。

在本章中，我们将学习计算机体系结构的基本概念和术语，并了解到计算机组成原理对于学习和理解计算机硬件和软件之间的关系至关重要。

第二章计算机组成原理的基础知识第二章主要介绍计算机的基本组成部分和它们的功能。

这些组成部分包括中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备等。

2.1 中央处理器（CPU）中央处理器是计算机的大脑，负责执行各种计算和控制任务。

它由运算器、控制器和寄存器组成。

运算器负责进行算术和逻辑运算，控制器负责解析和执行指令，寄存器用于存储指令和数据。

2.2 存储器存储器用于存储指令和数据。

它分为主存储器（RAM）和辅助存储器（如硬盘、光盘等）。

主存储器用于临时存储正在执行的指令和数据，而辅助存储器用于长期存储数据。

2.3 输入输出设备输入输出设备用于与计算机进行交互。

常见的输入设备有键盘、鼠标，常见的输出设备有显示器、打印机等。

它们使我们能够通过输入设备将数据输入到计算机中，并通过输出设备将计算机处理的结果输出。

第三章计算机的指令和指令系统第三章主要介绍计算机的指令和指令系统。

指令是计算机中最基本的操作单位，它由操作码和操作数组成。

指令系统定义了计算机所支持的指令的集合和它们的格式。

3.1 指令和指令格式指令是计算机中最基本的操作单位，它由操作码和操作数组成。

指令格式定义了指令的布局和组织方式，常见的指令格式有累加器型、立即寻址型、间接寻址型等。

1.已知某机采用微程序控制方式，其存储器容量为512×48（位），微程序在整个控制存储器中实现转移，可控制微程序的条件共4个，微指令采用水平型格式，后继微指令地址采用断定方式，如图所示：（1）微指令中的三个字段分别应多少位？（2）画出对应这种微指令格式的微程序控制器逻辑框图。

解：（1）假设判别测试字段中每一位为一个判别标志，那么由于有4个转移条件，故该字段为4位，（如采用字段译码只需2位），下地址字段为9位，因为控制容量为512单元，微命令字段是（48 – 4 - 9 ）= 35 位。

（2）对应上述微指令格式的微程序控制器逻辑框图B1.2如下：其中微地址寄存器对应下地址字段，P字段即为判别测试字段，控制字段即为微命令子段，后两部分组成微指令寄存器。

地址转移逻辑的输入是指令寄存器OP码，各状态条件以及判别测试字段所给的判别标志（某一位为1），其输出修改微地址寄存器的适当位数，从而实现微程序的分支转移。

图B1.22．某计算机有8条微指令I1—I8，每条微指令所包含的微命令控制信号见下表，a—j 分别对应10种不同性质的微命令信号。

假设一条微指令的控制字段仅限8位，请安排微指令的控制字段格式。

a*(b,c,d,e,f,g,h,j) b*(c,d,e,h) c*(d,e,g,h) d*(e,f,g,h) e*(g,,i) f*(g) g*(i) h*(j) 解：为了压缩指令字的长度，必须设法把一个微指令周期中的互斥性微命令信号组合在一个小组中，进行分组译码。

经分析，（e ,f ,h）和（b, i, j）可分别组成两个小组或两个字段，然后进行译码，可得六个微命令信号，剩下的a, c, d, g 四个微命令信号可进行直接控制，其整个控制字段组成如下：01 e 01 b直接控制10 f 10i4位2位2位3．运算器结构如图B5.2所示，R1 ，R2，R3是三个寄存器，A和B是两个三选一的多路开关，通路的选择由AS0 ,AS1 和BS0，BS1端控制，例如BS0BS1 = 11时，选择R3 ，BS0BS1 = 01时，选择R1……，ALU是算术/ 逻辑单元。

计算机组成原理tec9计算机组成原理（Computer Organization）是研究计算机系统的基本结构和工作原理的一门学科。

它主要包括计算机硬件组成、数据的表示和存储、指令系统和执行、控制单元的设计、存储器和输入输出的组织和管理等内容。

在计算机科学与技术专业的学习中，学习计算机组成原理可以深入了解计算机的内部结构，并为后续的计算机体系结构、操作系统和编译原理等课程打下坚实基础。

一、计算机硬件组成计算机硬件是指计算机系统中所有可以触摸和看到的实体部件，包括中央处理器（CPU）、内存、输入输出设备、存储设备、总线等。

其中，中央处理器是计算机的核心，包括算术逻辑单元（ALU）、寄存器等组成。

内存用于存放程序和数据，主要分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）两种。

输入输出设备用于与外界进行信息交互，如键盘、鼠标、显示器、打印机等。

存储设备则用于长期保存大量的数据，如硬盘、光盘等。

总线是计算机各个部件之间传输数据和信号的通道，包括数据总线、地址总线和控制总线。

二、数据的表示和存储计算机中的数据分为字符型、数值型和逻辑型等多种类型。

字符型数据使用ASCII码表示，数值型数据按照不同的进制表示，如二进制、十进制、十六进制等。

计算机将数据存储在内存中，每个数据单元称为字（Word）。

字的位数称为字长，决定了计算机一次能处理的数据位数。

常见的字长有8位、16位、32位和64位。

在内存中，数据按照地址存储，通过地址访问存储的数据。

三、指令系统和执行指令系统是计算机中对数据进行处理和操作的指令的集合。

指令由操作码和操作数组成，操作码表示操作的类型，操作数表示参与操作的数据。

计算机通过执行指令对数据进行算术运算、逻辑运算、移位运算等操作。

指令的执行由控制单元完成，其主要功能是解析指令、控制数据的传输和执行操作。

四、控制单元的设计控制单元是计算机中的一个重要模块，用于协调整个计算机系统的工作。

它通过时序和控制信号来控制各个部件的动作，确保指令的顺序执行和数据的正确处理。

计算机组成原理组成课程设计文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]计算机组成原理课程设计报告设计题目:中央处理器--微程序控制器设计院系：计算机科学与技术学院班级： 2012级4班设计者：指导教师：吴戴明设计时间：目录一、课题分析通过计算机组成原理理论课和几次实验的学习，编写相应的微程序，完成由基本单元电路构成一台基本模型机，再经过调试指令和模型机使其在微程序的控制下自动产生各部件单元的正常工作控制信号。

在设计基本模型机的实验基础上，完成这次的课程设计。

这次的课程设计将能在微程序控制下自动产生各部件单元控制信号，实现特定指令的功能。

这里，计算机数据通路的控制将由微程序控制器来完成，CPU从内存中取出一条机器指令到指令执行结束的一个指令周期，全部由微指令组成的序列来完成，即一条机器指令对应一条微程序。

、设计目的计算机组成与结构课程设计是“计算机组成与结构”课程的后续设计性课程，通过设计一台模型计算机，使学生更好地理解计算机组成与结构课程的基本内容，掌握计算机设计与实现的基本方法，培养学生实验动手能力和创新意识，为以后进行计算机应用系统的设计与开发奠定基础。

、设计任务设计一个8位模型计算机系统，包括运算器，微程序控制器，存储器,简单输入／输出接口和设备。

在计算机组成原理与系统结构实验系统上搭建模型计算机系统，完成运算器、微程序控制器的设计调试任务，并用所设计的指令系统编写一个实现简单功能的程序，在搭建的模型机系统上输入、调试和运行程序。

最后总结实验结果，完善所设计的模型机系统方案和电路图，写出完整的设计报告。

、课程设计题目分析基于我们对简单和复杂模型机的理解和实验，我们对课程设计分析1.3.1、课题设计准备⑴、确定设计目标确定所设计计算机的功能和用途。

⑵、确定指令系统确定数据的表示格式、位数、指令的编码、类型、需要设计哪些指令及使用的寻址方式。

确定相对应指令所包含的微操作。

计算机组成原理微程序控制器部件教学实验微程序控制器是由微指令组成的，每个微指令对应一个操作或一个操作序列。

它通过微指令来描述指令的执行过程，包括指令的取指，指令的解码，操作数的获取，以及操作的执行。

微程序控制器的本质是一个状态机，通过不同的状态和状态转移来完成指令的执行，从而实现计算机的功能。

在计算机组成原理的教学实验中，微程序控制器部件是非常重要的一个实验内容。

通过搭建微程序控制器的实验平台，学生可以更好地理解计算机指令的执行过程，加深对计算机硬件的认识。

在微程序控制器部件的教学实验中，可以从以下几个方面展开。

1.搭建实验平台：首先需要搭建一个微程序控制器的实验平台，包括微指令存储器、微指令控制器、状态寄存器等硬件部件。

同时需要编写相应的微指令和微程序，对不同的指令进行模拟执行。

2.模拟指令的执行过程：通过编写微指令和微程序，可以模拟指令的执行过程。

通过手动设置各个硬件部件的状态，可以观察指令的取指、解码、执行等过程。

通过模拟执行不同的指令，可以帮助学生理解指令的执行过程和计算机的工作原理。

3.分析指令的执行效率：在实验中，可以通过不同的指令和微程序，分析指令的执行效率。

比如，可以比较不同指令的执行时间，找出其中的瓶颈和优化方法。

通过实验分析，学生可以深入理解指令的执行原理和计算机硬件的优化方法。

4.扩展实验内容：在熟悉了微程序控制器的基本原理后，可以进一步扩展实验内容。

比如，可以设计一个简单的指令集，编写相应的微指令和微程序，实现更复杂的指令的执行过程。

通过扩展实验内容，可以更好地理解微程序控制器部件的原理和功能。

总之，计算机组成原理微程序控制器部件的教学实验是一门重要的实践课程，通过搭建实验平台和编写微指令和微程序，可以帮助学生更好地理解计算机硬件的工作原理，加深对计算机指令执行过程的认识，提高计算机组成原理的学习效果。

“计算机组成原理”课程设计报告微程序控制器的设计一、设计思路按照要求设计指令系统，该指令系统能够实现数据传送，进行加、减运算和无条件转移，具有累加器寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、存储器直接寻址、立即数寻址等五种寻址方式。

从而可以想到如下指令： （１）24位控制位分别介绍如下：位控制位分别介绍如下： XRD XRD ：： 外部设备读信号，当给出了外设的地址后，输出此信号，从指定外设读数据。

定外设读数据。

EMWR EMWR：： 程序存储器EM 写信号。

写信号。

EMRD EMRD：： 程序存储器EM 读信号。

读信号。

PCOE PCOE：： 将程序计数器PC 的值送到地址总线ABUS 上。

上。

EMEN EMEN：： 将程序存储器EM 与数据总线DBUS 接通，由EMWR 和EMRD 决定是将DBUS 数据写到EM 中，还是从EM 读出数据送到DBUS DBUS。

IREN IREN：： 将程序存储器EM 读出的数据打入指令寄存器IR 和微指令计数器uPC uPC。

EINT EINT：： 中断返回时清除中断响应和中断请求标志，便于下次中断。

中断返回时清除中断响应和中断请求标志，便于下次中断。

ELP ELP：： PC 打入允许，与指令寄存器的IR3IR3、、IR2位结合，控制程序跳转。

转。

MAREN MAREN：将数据总线：将数据总线DBUS 上数据打入地址寄存器MAR MAR。

MAROE MAROE：将地址寄存器：将地址寄存器MAR 的值送到地址总线ABUS 上。

上。

OUTEN OUTEN：将数据总线：将数据总线DBUS 上数据送到输出端口寄存器OUT 里。

里。

STEN STEN：： 将数据总线DBUS 上数据存入堆栈寄存器ST 中。

中。

RRD RRD：： 读寄存器组读寄存器组R0-R3R0-R3，寄存器，寄存器R?R?的选择由指令的最低两位决定。

的选择由指令的最低两位决定。

的选择由指令的最低两位决定。