实验六复杂模型机的设计与实现Word文档下载推荐.docx
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R1=CH;
R2=DL;
R3=DH
9条算术逻辑指令的名称、功能和具体格式见表5-1。
⑵访问指令及转移指令
模型机设计2条访问指令,即存数(STA)、取数(LDA),2条转移指令,即无条件转移(JMP)、结果为零或有进
位转移指令(BZC),指令格式为:
6
54
M
2OP-CODE
D(低八)
D(高八)
其中“00M”为源码段,2OP-CODE为目的码段(LDA、STA指令使用)。
D为十六位地址段(低八在前,高八随后),M为源寻址模式,其定义如下:
寻址模式M
有效地址E
说明
E=D
E=(D)
E=(SP)+D
E=(PC)+D
直接寻址
间接寻址
SP变址寻址
相对寻址
⑶I/O指令
输入(IN)和输出(OUT)指令采用单字节指令,其格式如下:
00
⑷停机指令
指令格式如下:
HALT指令,用于实现停机操作。
3.指令系统
本模型机共有16条基本指令,其中算术逻辑指令9条,访问内存指令和程序控制指令4条,输入输出指令2条,其它指令1条。
下表列出了各条指令的格式、汇编符号、指令功能。
表5-1
助记符
指令格式
功 能
LDAM,D,Rd
E→Rd
STAM,D,Rd
Rd→E
JMPM,D
E→PC
BZCM,D
当CY=1或Z=1时,E→PC
MOVRd,Rs
1
Rs→Rd
ADCRd,Rs
Rs+Rd+CY→Rd
SBCRd,Rs
Rs-Rd-CY→Rd
ANDRd,Rs
Rs∧Rd→Rd
CLRRd
0→Rd
INCRd
Rd+1→Rd
CPLRd
Rd→Rd
RRCRd
CY→Rd
RLCRd
INRd,I/O
I/O→Rd
OUTRd,I/O
Rd→I/O
HALT
停机
图5-1复杂模型机微程序流程图
按照系统建议的微指令格式,参照微指令流程图,将每条微指令代码化,译成二进制代码,并将二进制代码表转换成十六进制格式文件。
M23
M22
M21
M20
M19
M18
M17
M16
M15
M14
M13
M12
M11
M10
M9
M8
M7
M6
M5
M4
M3
M2
M1
M0
E/M
IP
MWR
R/M
目的编码
OP
CN
S2
S1
S0
源编码
XP
W
ALU
Iu
IE
IR
Icz
Ids
功能
X2
X1
X0
O2
O1
O0
禁止
MAR
SP
BX
IOR
AX
MRD
XRD
IOW
RRD
XWR
PC
RWR
实验所用的机器指令程序:
地址
指令代码
000
D0
INR0
iol→r0
001
D2
INR2
ioL→r2
002
58
ADCR0,R2
r0+r2→r0
003
41
MOVR1,R0
r0→r1
004
C0
RLCR0
rlcr0
005
0C0000
BZC000H
bzc000h
008
F0
四、实验方法
㈠键盘操作
⑴首先卸去实验连接,然后按如下操作,把系统工作方式设为“微控/在线”。
在待命状态0下按【减址】键,LCD显示器显示工作模式选项:
按【增址】键,将光标移到“MUD”微程序模式,按【减址】键确定后,系统先询问用户是否使用搭接方式,按【增址】键选择“y”(搭接)或“n”(在线),按【减址】键确定:
接着系统询问用户是否使用扩展I/O方式,按【增址】键选择“y”(扩展I/O)或“n”(微控制器关联),按【减址】键确定:
确定设置后,系统返回待命状态0。
⑵机器程序与对应的微控制程序的写入:
在待令状态下,键入数字键“4”(复杂模型机代号),然后再键入【减址】命令键,实验装置自动装载由数字键定义的模型机机器程序及对应的微程序,装载完毕自动返待令态。
⑶运行程序
①单拍运行:
每按一次【单拍】按钮模型机运行一拍,系统提供可变时序,非“取指”微周期它的节拍按次序循环,在取指微周期按次序循环。
②微单步:
每按一次【单步】命令键运行一条微指令,对照微程序流程,观察微址是否和流程一致。
对照微指令表,观察执行结果是否和理论值一致。
③宏运行(指令单步或宏调用):
每按动一次【宏运】命令键,运行一条机器指令。
对照机器指令程序,观察PC地址是否和流程一致。
④程序运行与暂停:
按动【运行】命令键使模型机进入实时运行状态;
在实时运行状态按左下方任一数字键即可暂停模型机程序的运行,以便实验者查看模型机现场。
㈡联机运行
双击桌面“Dais-CMX集成开发环境”图标进入联机模式
在联机状态下,首先应打开mxj4.asm(复杂模型机机器指令及对应微指令代码文件),然后点击工具栏“装载”按钮开始装载,如源程序无语法错误即可完成装载,进入调试状态。
可点击工具栏快捷按钮,详细操作如下:
单节拍:
单击菜单“运行→单拍运行微指令”命令或单击工具栏“单拍”按钮,以单节拍方式按T1~T4顺序逐步运行微程序。
单周期:
单击菜单“运行→单步运行微指令”命令或单击工具栏“微单步”按钮,以单周期(T1~T4为一个机器周期)方式逐步运行微程序。
应用级调试
在机器指令的层面进行逐步调试,面向应用程序,帮助用户了解机器指令的执行结果。
单步机器指令:
单击菜单“运行→单步运行机器指令”命令或单击工具栏“单步”按钮,以逐步指令方式执行机器程序,遇CALL调用时跟踪进入。
宏单步机器指令:
单击菜单“运行→宏单步运行机器指令”命令或单击工具栏“宏单步”按钮,以逐步指令方式执行机器程序,遇CALL调用时跨越执行。
全速运行
单击菜单“运行→全速运行”命令或单击工具栏“运行”按钮,忽略实现细节,以全速方式运行机器指令、微指令,用来验证应用程序的运行结果。
暂停与复位
暂停:
当实验系统进入全速运行、自动单步等状态时,可随时单击菜单“运行→暂停”命令或单击工具栏“暂停”按钮,使实验系统暂停当前运行的程序,并展现暂停后的模型机现场,帮助用户观察各部件的状态。
复位:
在待命状态下,单击菜单“运行→复位”命令或单击工具栏“复位”按钮,可对模型机进行复位操作,初始化所有寄存器和标志位。
注:
复位操作不会破坏程序存储器、微程序存储器的内容。
表5-2 复杂模型机微指令表
微址
代码
后续微址
说明
o2
o1
o0
ff
+1
空操作
bf
fb
fa
可变
ibus→ir
400
71
ed
Em→rd
408
5f
rd→Em
410
3f
c6
2d
bx→pc
418
f4
420+cz
条件变址
420
421
600
Em→bl
601
bb
Em→bh
602
bc
26
400+op
bx→ar
620
621
622
fc
623
7a
2f
Em→bx
640
641
642
f8
fd
663
ri→ax
643
FA
66
2F
A+B→BX
续下表……
……继上表
660
661
662
pc→ax
F6
aX-1
680
f1
f9
6d
rs→rd
6a0
b9
rs→bl
6a1
df
rd→al
6a2
46
4d
a+b+c→rd
6c0
6c1
6c2
4e
a-b-c→rd
6e0
6e1
6e2
ee
a&
b→rd
700
de
0→rd
720
721
f6
a+1→rd
740
741
ce
a取反→rd
760
761
5e
ac右移→rd
780
781
56
ac左移→rd
7a0
i/o→rd
7c0
f5
rd→i/o
7e0
1f
7e1
d6
0d
a-1→pc
5、实验报告
1.总结本次复杂模型机的机器指令类型。
2.将实验时用到的那几条机器指令转化成对应的微指令。
以单拍方式进行描述。
3.自己设计1条机器指令,并设计这条机器指令对应的微指令。
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