一、实验时间
第四次实验：2022年4月19日星期四，第7周
第二次部件级实验，算分
二、实验内容
1.实验目的
（1）完成随机存储器（RAM）读写系统结构设计；
（2）熟悉随机存储器（RAM）的读写时序；
（3）完成随机存储器（RAM）读写操作的微程序实现；
（4）熟悉随机存储器（RAM）的功能测试。
2.设计要求
在硬件平台上已经提供了2k*8的的随机存储器（RAM）
本此实验的主要内容是设计一个具体的电路，用来对这个RAM进行读写操作，并控制好时序
3.结构框架图
实验要求
1、完成对RAM中数据的读取
2、ROM中存储的仍然是我们写的微指令
4. 实验要求和基本思路
实验方案
方案说明： 1、PC=0，作为起始地址 2、采用存储器间接寻址方式获得操作数
实验逻辑流程
1、利用软件将编写的微指令存储到ROM当中，利用软件将数据存入RAM中
2、按下单脉冲CP，启动电路开始运行，upc（第一个mod256计数器）得到脉冲信号（同时发送μRD：ROM的读信号；CPμIR：微指令寄存器时钟信号）（该计数器初值设定与开关K0-K7绑定）
3、upc会输出00地址到ROM地址线，在读信号影响下读出00地址的内容，并送入IR中
4、第一条微指令开始执行，作用为：保持启动电路，使用二路数据选择器选择PC输出，提供读信号和MAR打入信号，取出RAM 0地址中的数据Ad1，放入MAR寄存器中，并使PC+1
（此时PC提供MAR地址）（从RAM读出数据送到MAR寄存器中）（MAR此时存储的是数据的真实地址）
5、由于启停电路接上连续脉冲，所以upc会自动读取下一条微指令
6、第二条微指令开始执行，作用为：保持启动电路，使用二路数据选择器选择MAR输出（此时MAR输出早就保持着了），此时数据选择器为RAM提供地址（由MAR提供），给RAM提供读信号，和MBR打入信号（MAR不能打入脉冲，因为这个数据不存在MAR中），取出RAM Ad1地址中的数据X，放入MBR寄存器中
7、第三条微指令开始执行，作用为：使用二路数据选择器选择PC输出，提供读信号和MAR打入信号，取出RAM 1地址中的数据Ad2，放入MAR寄存器中
8、第四条微指令开始执行，作用为：使用二路数据选择器选择MAR输出，提供写信号（此时RAM地址输出是用来存储）和MBR的使能端信号，将MBR中的数据X打入RAM的Ad2地址中
9、停机，使连续脉冲不再对电路起作用
内存写入
ROM写入：从00、01......往后写5条下面给的微指令就行
RAM写入：
整体功能实现
利用PC作为地址从RAM中读取一个地址Ad1存在MAR中——》利用MAR读取Ad1作为地址在RAM中读取数据X存在MBR中——》利用PC作为地址从RAM中读取另一个地址Ad2存在MAR中——》把MBR中的数据X存入MAR地址中
测试数据执行顺序：1——》3——》2——》4
5. 微程序设计
上面的步骤全部需要通过微程序实现，总共需要五步，共五条微指令，写入ROM即可
微指令共24位：A23，A22，A21…A2，A1，A0
A7：HALT（停机指令）
A6：EN/WR（写RAM和使能信号）
A5：RD(读RAM)
A4：MARY（二路选择器选择MAR输出）
A3：PCY（二路选择器选择PC输出）
A2：CPMBR（MBR打入脉冲）
A1：CPMAR（MAR打入脉冲）
A0：CPPC（PC打入脉冲）
指令可以设计为：
三、电路图
1. 启动电路
本次实验使用实验平台上的连续脉冲，因此只需要按一次单脉冲键即可，连续脉冲会自动运行，并取出ROM中已经提前写入的所有微程序，直到停机指令的执行，因此需要在原本脉冲的基础上增加一个启动电路
启动电路具体的电路图在课件上有，这里我把它封装成一个单独的部件，以便之后可以复用
当HALT为1时，输出端CP一直为0，启动电路暂停运行。
特别提醒：最后的输出那里的非门一定不能少，一定不能少！！！
2. MBR寄存器
MBR寄存器和普通寄存器的功能类似，只是在输出端加上了三态门进行控制 
特别注意：三态门的控制端EN，值为1的时候是通路，值为0的时候是高阻态
3.总图
特别注意：总图中包含了uPC和PC两个计数器，uPC负责给出ROM中的微程序的地址，而PC负责给出RAM中数据的地址
这里复用了之前实验的模256计数器和数据选择器
四、补充说明
1、如果一直不成功，请试试重新编译电路图后上传（一直不成功，重新编译后上传就成功了www）
2、如果仍然不成功，请一定仔细研究微指令，微指令里面有很多细节
