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项目案例
微处理器组合逻辑控制器
微处理器组合逻辑控制器
产品说明:

1.1 课题研究意义

微处理器同组合逻辑控制器相比较,具有规整性、灵活性、可维护性等一系列优点,因而在计算机设计中逐渐取代了早期采用的组合逻辑控制器,并已被广泛地应用.在计算机系统中,微程序设计技术是利用软件方法来设计硬件的一门技术。

微程序控制的基本思想,就是仿照通常的解题程序的方法,把操作控制信号编成所谓的“微指令”,存放到一个只读存储器里.当机器运行时,一条又一条地读出这些微指令,从而产生全机所需要的各种操作控制信号,使相应部件执行所规定的操作,采用微程序控制方式的控制器称为微处理器。所谓微程序控制方式是指微命令不是由组合逻辑电路产生的,而是由微指令译码产生。一条机器指令往往分成几步执行,将每一步操作所需的若干位命令以代码形式编写在一条微指令中,若干条微指令组成一端微程序,对应一条及其指令。在设计CPU时,根据指令系统的需要,事先编制好各段微程序,且将它们存入一个专用存储器(称为控制存储器)中。微处理器由指令寄存器IR、程序计数器PC、程序状态字寄存器PSW、时序系统、控制存储器CM、微指令寄存器以及微地址形成电路。微地址寄存器等部件组成。执行指令时,从控制存储器中找到相应的微程序段,逐次取出微指令,送入微指令寄存器,译码后产生所需微命令,控制各步操作完成。

1.2 微处理器简介

·微程序控制的优点

    微程序控制技术可代替直接由硬件连线的控制技术。由于微程序控制方法规整性好,灵活方便,通用性强,因此在大型复杂的数字系统设计中广泛应用,成为控制器的主流设计方法。

·微程序控制的基本思想

    微程序控制的基本思想,就是仿照通常的解题程序的方法,把所有的控制命令信号汇集在一起编码成所谓的微指令,再由微指令组成微程序,存放在一个EPROM里。系统运行时,一条又一条地读出这些微指令,产生执行部件所需要的各种控制信号,从而驱动执行部件进行所规定的操作。

·微指令的结构

    控制器通过一条条控制线向执行部件发出各种控制命令,我们把这些控制命令叫做微命令。而执行部件接受微命令所执行的操作叫做微操作。在系统的一个基本状态周期(又称机器周期)中,一组实现一定操作功能的微命令的组合,构成一条微指令。

   一条微指令的有效持续时间是系统的一个基本周期,它表示从ROM中读出微指令与执行这条微指令的时间总和。当从ROM中读出下一条微指令后,当前的这条微指令即失效。第二,一条微指令中包含若干个微命令,它们分头并行地控制执行部件进行相应的微操作。

    微指令除给出微命令信息外,还应给出测试判别信息。一旦出现此信息,执行这条微指令时要对系统的有关标志进行测试,从而实现控制算法流程图中出现的条件分支。微指令中还包含一个下一地址字段,该字段将指明ROM中下一条微指令的地址。



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