系列文章目錄

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目錄

• 系列文章目錄
• 一、實驗目的
• 二、實驗原理
• 三、微程序控制電路與微指令格式
• 四、實驗接線
• 五、實驗步驟
• • ①寫微程序
  • ②讀微程序
  • ③單步運行
  • ④連續運行
• 六、實驗結論

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一、實驗目的

1、掌握時序信號發生電路組成原理。
2、掌捏微程序控制器的設計思想和組成原理。
3、掌握微程序的編制、寫入,觀察微程序的運行。

二、實驗原理

實驗所用的時序電路原理如圖3-6所示,可產生4個等間隔的時序信號TS1~ TS4,其中 SP 為時鐘信號,由實驗機上時鐘源提供,可產生頻率及脈寬可調的方波信號。學生可根據實驗要求自行選擇方波信號的頻率及脈寬。為了便于控制程序的運行,時序電路發生器設計了一個啟停控制觸發器 UN1B,使TS1~ TS4信號輸出可控。圖中“運行方式"、“運行控制”、“啟動運行"三個信號分別是來自實驗機上三個開關。當“運行控制”開關為“運行",“運行方式"開關置為“連續"時,一旦按下“啟動運行”開關,運行觸發器 IN1B的輸出 QT 一直處于“1”狀態,因此時序信號TS1~TS4將周而復始地發送出去；當“運行控制"開關置為“運行”,“運行方式”開關置為“單步”時,一旦按下“啟動運行"開關,機器便處于單步運行狀態,即此時只發送一個 CP 周期的時序信號就停機。利用單步方式，每次只運行一條微指令,停機后可以觀察微指令的代碼和當前微指令的執行結果。另外,當實驗機連續運行時,如果“運行方式”開關置”單步“位置,也會使實驗機停機。

三、微程序控制電路與微指令格式

(1)微程序控制電路
微程序控制器的組成見圖3-7,其中控制存儲器采用3片E2PROM的2816芯片,具有掉電保護功能,微命令寄存器18位,用兩片8D觸發器74LS273(U23、U24)和一片4D觸發器74LS175(U27)組成。微地址寄存器6位,三片正沿觸發的雙 D 觸發器74LS74(U14~U16)組成,它們帶有清“0”端和預置端。在不判別測試的情況下,T2時刻打入微地址寄存器的內容即為下一條微指令地址。當T4時刻進行測試判別時,轉移邏輯滿足條件后輸出的負脈沖通過強置端將某一觸發器置為“1”狀態,完成地址修改。 在該實驗電路中設有一個編程開關,它具有三種狀態:寫入、讀出、運行。當處于“寫”狀態時,學生根據微地址和微指令格式將微指令二進制代碼寫入到控制存儲器2816中。當處于“讀”時,可以對寫入控制存儲器中的二進制代碼進行驗證,從而可以判斷寫入的二進制代碼是否正確。當處于“運行”狀態時,只要給出微程序的入口微地址,則可根據微程序流程圖自動執行微程序。圖中微地址寄存器輸出端增加了一組三態門(U12),目的是隔離觸發器的輸出,增加抗干擾能力,并用來驅動微地址顯示燈。
(2)微指令格式 微指令長共24位,其控制位順序如下:

其中UA5~ UA0為6位的后續微地址,A、B、C三個譯碼字段,分別由三組譯碼控制電路譯碼產生各控制信號。C字段中的 P (1)~ P (4）是四個測試字位。其功能是根據機器指令及相應微代碼進行譯碼,使微程序轉入相應的微地址入口,從而實現微程序的順序、分支、循環運行,其原理如圖3-8示,圖中I7~ I2為指令寄存器的第7~ 2位輸出,SE5~ SE1為微控器單元微地址鎖存器的強置端輸出。AR為算術運算是否影響進位及判零標志控制位,低電平有效。B字段中的 RSB、RDB、RIB分別為源寄存器選通信號、目的寄存器選通信號及變址寄存器選通信號,其功能是根據機器指令來進行三個工作寄存器R0、R1及R2的選通譯碼,其原理如3-9,圖中I0—I4為指令寄存器的第0~4位, LDRI為打入工作寄存器信號的譯碼器使能控制位。

四、實驗接線

1、J20,J21,J22,ZI2接上短路片,
2、J23,J24,J25,J26接左邊;
3、J27,J28右邊;
4、J29不接;
5、 JAl1,JA2,JA3,JA4置“高阻”;
6、JA5置“接通”;
7、JA8置“微程序”
8、JA6置“微控“

五、實驗步驟

仔細查線無誤后接通電源，觀測時序信號，用雙蹤示波器（或用PC示波器功能)觀察方波信號源的輸出。方法如下：“總清“開關置“1”,將“運行控制"開關置為“運行"、”開關方式“開關置為"連續"。

①寫微程序

A.“編程開關”置為“寫入”狀態
B. "運行控制”開關置為"運行” “運行方式”開關置為“單步”
C.用二進制模擬開關UA0_{UA5置6位微地址,UA0}UA5的電平由 LK0~LK5顯示,高電平亮,低電平滅。
D.用二進制模擬開關MK1——MK24置24位微代碼,24位微代碼由LMD1~LDM24顯示燈顯示，高電平亮，低電平滅
E.按動“啟動運行“開關,啟動時序電路,即可將微代碼寫入到 E2PROM 2816中的相應地址單元中。
F.重復C-E步驟,將表3-5的微代碼全部寫入E2PROM 2816中。

②讀微程序

A.將“編程開關”設置為"讀"狀態。
B.“運行控制”開關冒為“運行”,“運行方式“開關置為”單步“狀態。
C.用二進制模擬開關UA0~UA5置6位微地址。
D.按動“啟動運行“開關,啟動時序電路,讀出微代碼，觀察顯示燈LMD1~LMD24的狀態，檢查獨處的微代碼是否與寫入的相同，如果不同，則將”編程開關“置為“寫入”狀態，重新執行①即可。

③單步運行

A."編程開關"置于"運行"狀態。
B.“運行控制"開關置為"運行”,“ “運行方式"開關置為“單步"狀態。
C.“系統總清”,即"總清"開關撥0-1。使微地址寄存器以U14~U16清零,從而明確本機的運行入口微地址為000000(二進制)
D.按動“啟動運行"開關,啟動時序電路,則每按動一次,運行一條微指令后停機,此時實驗機上的微地址顯示燈和微程序顯示燈將顯示所讀出的一條指令。

④連續運行

A.將“編程開關"置為“運行"狀態。
B.“運行控制"開關置為“運行",“運行方式"開關置為“連續”
C.系統總清,即“總清"開關撥0—1。使微地址寄存器U14~U16清零,從而明確本機的運行入口微地址為000000(二進制)。
D.按動“啟動運行”開關,啟動時序電路,則連續運行。

六、實驗結論

本次實驗主要操作是不斷地輸入表3-5中的二進制代碼表，直至完成全部輸入，此為寫操作；
其次是讀操作，通過二進制模擬開關UA0~UA5置微地址，讀出微代碼，仔細核對是否與輸入的微代碼相同；
最后是運行，要注意是否已經總清。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的实验五 微控制器实验的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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