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2、设计组装实验计算机接线表
图1-2组装实验计算机接线图
3、设计微指令格式和微操作控制信号及微操作控制信号的功能
本系统设计的微指令采用水平型微指令格式，字长共24位，其控制位顺序如下： 24 S3 23 S2 22 S1 21 S0 20 M 19 Cn 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 F1 F2 F3 6 uA5 5 uA4 4 uA3 3 uA2 2 uA1 1 uA0 WE 1A 1B 其中前18位为操作控制字段和测试字段。uA5-uA0为6位的下地址字段微地址。微指令中个控制位的含义如下：
S3、S2、S1、S0、M、Cn是控制运算器的逻辑和算术运算的微命令。
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00 01 02 03 04 S3 S2 S1 S0 M Cn 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 1 00000000011 1 WE是写内存的微命令，状态“1”有效。 1A、1B是输入电路选通、内存RAM选通、输出LED选通控制微命令，分别对应状态“11”、“10”、“01”。 状态“00”为无效。
F1、F2、F3为三个译码字段，分别由三个控制位经指令译码电路74138译码输出8种状态，前7种状态分别对应一组互斥性微命令中的一个，状态“111”为无效。F3字段包含P1- P4四个测试字位。其功能是根据机器指令代码及相应微指令代码进行译码测试，使微程序转入相应的微地址入囗，从而实现微程序的顺序、分支、循环运行。
F1、F2、F3三个字段的编码方案如表1.3
表1.1 F1,F2,F3三个字段的编码方案表
F1字段 15 14 13 选择 0 0 0 LDRi 0 0 1 LOAD 0 1 0 LDR2 0 1 1 1 0 0 LDR1 1 0 1 LAR 1 1 0 LDIR F2字段 12 11 10 选择 0 0 0 RAG 0 0 1 ALU-G 0 1 0 RCG 0 1 1 1 0 0 RBG 1 0 1 PC-G 1 1 0 299－G F3字段 9 8 7 选择 0 0 0 P1 0 0 1 AR 0 1 0 P3 0 1 1 1 0 0 P2 1 0 1 LPC 1 1 0 P4 其中微命令LDRi表示写寄存器操作。
微命令LOAD表示程序计数器PC写操作。 微命令LDR2表示数据暂存器LT2写操作。 微命令LDR1表示数据暂存器LT1写操作。 微命令LAR表示地址寄存器AR写操作。 微命令LDIR表示指令寄存器写操作。 微命令RAG表示源寄存器读操作。 微命令ALU-G表示运算器输出操作。 微命令RCG表示目的寄存器读操作。 微命令PC-G表示程序计数器PC读操作。
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微命令LPC表示程序计数器PC选通操作。 微命令299-G表示移位寄存器读写操作。 微命令RBG表示变址寄存器读操作。
4、指令系统的设计
数据格式
设计的计算机采用定点补码表示法表示数据，字长为8位，其格式如下：
7 6 5 4 3 2 1
符号 尾 数 其中第7位符号位，数值表示范围是：-1≤X≤1 输入输出指令：
IN #DATA，R0 （功能DATA -> R0）
指令格式：
7 6 5 4 3 2 1 0
OP码 D 机器码：00000000
OUT ADDR （功能（ADDR）-> LED输出）
指令格式：
7 6 5 4 3 2 1 0 OP码 0000 D
机器码：00110000，ADDR
算术运算指令：ADC R0，ADDR （功能R0+（ADDR）-> R0） 指令格式： 7 6 5 4 3 2 1 0 OP码 0000
D
机器码：00010000，ADDR
存数指令： STA R0，ADDR （功能R0 ->ADDR） 指令格式： 7 6 5 4 3 2 1 0
OP码 0000
D 机器码：
00100000，ADDR
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写明指令格式、指令编码、指令助记符、指令功能、操作数的寻址方式。 指令格式 0100 01 00 0100 01 01 1001 00 01 0101 10 01 0001 01 00 0000 10 10 0000 00 01 0000 10 11 0101 10 01 指令编码 00H 01H 02H 指令助记符 IN R0 IN R1 ADC R0, R1 指令功能 Addr R0 Addr R1 R0 操作数的寻址方式 寄存器寻址 寄存器寻址 寄存器寻址 R1 03H 04H 05H 06H OUT R1 STA 10, R0 寄存器寻址 R0 10 间接寻址 STA 11, R0 11 R0 间接寻址 OUT R1 寄存器寻址 图1-4指令系统的设计框图
5、确定微程序控制方式
（1）微程序入口地址形成方法
采用多路转移方式，根据判别测试条件，通过微地址形成电路使微程序转入相应的微地址入口。
本系统有3个判别测试位：P4判别测试位是根据指令译码输入CA1、CA2的状态为测试条件，通过修改下地址字段微地址的 A0、 A1位产生3路分支转移，
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