文档介绍：
3.4 常规型微程序控制器组成实验
一、实验目的
1. 掌握时序发生器的组成原理。
2. 掌握微程序控制器的组成原理。
二、实验电路
1. 时序发生器
本实验所用的时序电路见图3.4。电路由一个500KHz晶振、2片GAL22V10、一片 74LS390组成,可产生两级等间隔时序信号T1-T4、W1-W3,其中一个W由一轮T1-T4组成,相当于一个微指令周期或硬连线控制器的一拍,而一轮W1-W3可以执行硬连线控制器的一条机器指令。另外,供数字逻辑实验使用的时钟由NF经一片74LS390分频后产生。
图3.4 时序信号发生器
本次实验不涉及硬连线控制器,因此时序发生器中产生W1-W3的部分也可根据需要放到硬连线控制器实验中介绍。
产生时序信号T1-T4的功能集成在图中左边的一片GAL22V10中,另外它还产生节拍信号W1-W3的控制时钟CLK1。该芯片的逻辑功能用ABEL语言实现。其源程序如下:
MODULE TIMER1
TITLE 'CLOCK GENERATOR T1-T4'
CLK = .C.;
"INPUT
MF, CLR, QD, DP, TJ, DB PIN 1..6;
W3 PIN 7;
"OUTPUT
T1, T2, T3, T4 PIN 15..18 ISTYPE 'REG';
CLK1 PIN 14 ISTYPE 'COM';
QD1, QD2, QDR PIN ISTYPE 'REG';
ACT PIN ISTYPE 'COM';
S = [T1, T2, T3, T4, QD1, QD2, QDR];
EQUATIONS
QD1 := QD;
QD2 := QD1;
ACT = QD1 & !QD2;
QDR := CLR & QD # CLR & QDR;
T1 := CLR & T4 & ACT # CLR & T4 & ! (DP # TJ # DB & W3) & QDR;
T2 := CLR & T1;
T3 := CLR & T2;
T4 := !CLR # T3 # T4 & !ACT & (DP #TJ# DB& W3) # !QDR;
CLK1 = T1 # !CLR & MF;
S.CLK = MF;
END
节拍电位信号W1-W3只在硬连线控制器中使用,产生W信号的功能集成在右边一片
GAL22V10中,用ABEL语言实现。其源程序如下:
MODULE TIMER2 //头部
TITLE 'CLOCK GENERATOR W1-W3'
DECLARATIONS //说明部
CLK = .C.;
"INPUT
CLK1, CLR, SKIP PIN 1..3;
"OUTPUT
W1, W2, W3 PIN 16..18 ISTYPE 'REG';
W = [W1, W2, W3];
EQUATIONS //逻辑描述部
W1 := CLR & W3;
W2 := CLR & W1 & !SKIP;
W3 := !CLR # W2 # W1 & SKIP;
W.CLK = CLK1;
END TIMER2 //结束部
左边GAL的时钟输入MF是晶振的输出,频率为500KHz。T1-T4的脉宽为2μs。CLR实际上是控制台的CLR#信号,因为ABEL语言的书写关系改为CLR,仍为低有效。CLR#=0将系统复位,此时时序停在T4、W3,微程序地址为000000B。建议每次实验台加电后,先按
CLR#复位一次。实验台上CLR#到时序电路的连接已连好。
对时序发生器TJ输入引脚的连接要慎重,当不需要暂停微程序的运行时,将它接地;如果需要的话,将它与微程序控制器的输出微命令TJ相连。QD(启动)是单脉冲信号,在GAL中用时钟MF对它进行了同步,产生QD1和QD2。ACT表达式为QD1&!QD2,脉宽为2μs。QDR是运行标志,QD信号使其置1,CLR#将其置0。DB(单步)、DP(单拍)是来自实验台的二进制开关模拟信号。当TJ=0、DB=0、DP=0时,一旦按下QD键,时序信号T1-T4周而复始的发送出去,此时机器处于连续运行状态。当DP=1、TJ=0、DP=0时,按下QD键,机器将处于单拍运行状态,此时只发送一组T1、T2、T3、T4时序信号就停机,此时机器时序停在T4。利用单拍方式,每次只读出一条微指令,因而可以观察微指令代码以及当前的执行结果。当机器连续运行时,如果TJ=1,也会使机器中断运行,时序停在T4。
DB、SK
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