1. 实验目的

模拟微程序实现机器语言指令

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2. 实验原理

       字发生器的一行输出数据可以作为一条微指令，一条机器语言指令由若干条微指令组成。用字发生器的输出取代图2-3中开关，模拟微指令自动执行实现一条机器语言指令。

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3. 实验内容

在Multisim画出电路图并仿真，完成如下操作。

（1）产生任意数据存入通用寄存器GR1。

（2）产生任意数据存入通用寄存器GR2。

（3）完成GR1+GR2→GR1。

（4）完成GR1-GR2→GR2。

（5）完成GR1∧GR2→GR1。

（6）完成GR1∨GR2→GR2。

（7）完成GR1⊕GR2→GR1。

（8）~GR1→GR2。（“~”表示逻辑非运算）

（9）~GR2→GR1。

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4. 实验要求

1. 根据实验内容，认真完成实验操作，并做好记录。
2. 实验报告。

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5. 实验内容 

 基本原理

字发生器的一行输出数据可以作为一条微指令，一条机器语言指令由若干条微指令组成。用字发生器的输出取代开关，模拟微指令自动执行实现一条机器语言指令。

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 模块介绍

  数据输入模块

  数据输入控制模块

控制模块封装外观

封装内部电路

1. 三态门数据输出控制(模块图片与实验3相同)
2. 门电路控制组(模块图片与实验3相同)
3. 缓存单元(模块图片与实验3相同)
4. 锁存单元(模块图片与实验3相同)
5. 8 BIT ALU

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设计步骤 

• 前面步骤与实验3相同。
• 增加字发生器，并写入字发生器数据。
• 运行调试结果。

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流程图

 设计图

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 微代码(这个只能用于上面的电路)

00000000010000000000100000011110  //加载数字1

00000000010000000000100010011110  //存入数字1

00000000010000000000100000011110  //关闭端口

00000000010000000000000000011110 //加载数字2

00000000010000000000000100011110 //存入数字2

00000000010000000000000000011110 //关闭端口

00000000010000000000000000011111 //存入缓存1，关闭输入

00000000010000000000000000010111 //打开锁存器1

00000000010000000000000000110111 //输入缓存1

00000000010000000000000000011111 //关闭缓存1，关闭锁存器1

00000000010000000000000000011111 //存入缓存2，关闭输入

00000000010000000000000000001111 //打开锁存器2

00000000010000000000000001001111 //输入缓存2

00000000010000000000000000011111 //关闭缓存2，关闭锁存器2

00000000010000000000000000011001 //输出缓存器1，2   

10000000000110010000000000011001 //计算A+B

10000000100110010000000010011001 //输出A+B

10000000100110010000000000011001 //输出A+B

00000000010000000000000000011001 //输出缓存器1，2   

01000000000001100000000000011001 //计算A-B

01000001000001100000000100011001 //输出A-B

01000001000001100000000000011001 //输出A-B

00000000010000000000000000011001 //输出缓存器1，2   

00100000001010110000000000011001 //计算A^B

00100000101010110000000010011001 //输出A^B

00100000101010110000000000011001 //输出A^B

00000000010000000000000000011001 //输出缓存器1，2   

00010000001011100000000000011001 //计算AvB

00010001001011100000000100011001 //输出AvB

00010001001011100000000000011001 //输出AvB

00000000010000000000000000011001 //输出缓存器1，2   

00001000001010010000000000011001 //计算A⊕B

00001000101010010000000010011001 //输出A⊕B

00001000101010010000000000011001 //输出A⊕B

00000000010000000000000000011001 //输出缓存器1，2   

00000100001000000000000000011001 //计算~A

00000101001000000000000100011001 //输出~A

00000101001000000000000000011001 //输出~A

00000000010000000000000000011001 //输出缓存器1，2  

00000010001001010000000000011001 //计算~B

00000010101001010000000010011001 //输出~B

00000010101001010000000000011001 //输出~B

11111110010000000000000000011001 //结束

实验结果与分析 如 计算数字01，11

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6.小结与心得体会

   该题目是所以题目中最难的，是前面几个题目的综合运用，对于知识的要求较高，调试的难度也是非常大的，电路简单，字发生器的代码开放困难，接口有32个，很难分清楚接口1与接口2的功能，因为字发生器编辑器不像文本编辑器一样方便，没有接口定义提示，不能直接删除、插入行代码，同时它不能同时增加多条指定代码，只能一条一条的添加，所以刚开始我打算用编程语言编写一个简单的编译程序，直接输出机器语言，方便编写自己的电路代码，不过由于时间的问题，这个需要耐心开放，我是一个一个编写功能的，不断完善它，简单来说这个题目难度还是比较大的。

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7.下载电路文件(Github)

MGJ520/IHNUST_PrinciplesofComputerComposition: 湖南科技大学计算机组成原理课程设计题目/Hunan University of Science and Technology Computer Composition Principles Course Design Topics (github.com)

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8.其他实验 

• 字发生器及跑马灯 HNUST【计算机组成原理】(2024)-CSDN博客
• 运算器（2）HNUST【计算机组成原理】(2024)-CSDN博客
• 验证74LS181运算和逻辑功能 HNUST【计算机组成原理】(2024)-CSDN博客
• ROM仿真 HNUST【计算机组成原理】(2024)-CSDN博客
• 模拟微程序实现指令 HNUST【计算机组成原理】(2024)-CSDN博客

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