美國OHKURA ELETRIC溫度控制器
OHKURA ELETRIC控制器
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控制器（Control Unit），是整個計算機系統(tǒng)的控制中心，它指揮計算機各部分協(xié)調(diào)地工作，保證計算機按照預先規(guī)定的目標和步驟有條不紊地進行操作及處理。控制器從存儲器中逐條取出指令，分析每條指令規(guī)定的是什么操作以及所需數(shù)據(jù)的存放位置等，然后根據(jù)分析的結(jié)果向計算機其它部件發(fā)出控制信號，統(tǒng)一指揮整個計算機完成指令所規(guī)定的操作。計算機自動工作的過程，實際上是自動執(zhí)行程序的過程，而程序中的每條指令都是由控制器來分析執(zhí)行的，它是計算機實現(xiàn)“程序控制”的主要設備。
通常把控制器與運算器合稱為中央處理器（Central Processing Unit，CPU）。工業(yè)生產(chǎn)中總是采用最先進的超大規(guī)模集成電路技術來制造中央處理器，即CPU芯片。它是計算機的核心設備。它的性能，主要是工作速度和計算精度，對機器的整體性能有全面的影響
有兩種由于設計方法不同因而結(jié)構(gòu)也不同的控制器。微操作是指不可再分解的操作，進行微操作總是需要相應的控制信號(稱為微操作控制信號或微操作命令)。
一臺數(shù)字計算機基本上可以劃分為兩大部分---控制部件和執(zhí)行部件。控制器就是控制部件，而運算器、存儲器、外圍設備相對控制器來說就是執(zhí)行部件。控制部件與執(zhí)行部件的一種聯(lián)系就是通過控制線。控制部件通過控制線向執(zhí)行部件發(fā)出各種控制命令，通常這種控制命令叫做微命令，而執(zhí)行部件接受微命令后所執(zhí)行的操作就叫做微操作。控制部件與執(zhí)行部件之間的另一種聯(lián)系就是反饋信息。執(zhí)行部件通過反饋線向控制部件反映操作情況，以便使得控制部件根據(jù)執(zhí)行部件的狀態(tài)來下達新的微命令，這也叫做“狀態(tài)測試”。微操作在執(zhí)行部件中是組基本的操作。由于數(shù)據(jù)通路的結(jié)構(gòu)關系，微操作可分為相容性和相斥性兩種。
在機器的一個CPU周期中，一組實現(xiàn)一定操作功能的微命令的組合，構(gòu)成一條微指令。一般的微指令格式由操作控制和順序控制兩部分構(gòu)成。操作控制部分用來發(fā)出管理和指揮全機工作的控制信號。其順序控制部分用來決定產(chǎn)生下一個微指令的地址。事實上一條機器指令的功能是由許多條微指令組成的序列來實現(xiàn)的。這個微指令序列通常叫做微程序。既然微程序是有微指令組成的，那么當執(zhí)行當前的一條微指令的時候。必須指出后繼微指令的地址，以便當前一條微指令執(zhí)行完畢以后，取下一條微指令執(zhí)行。
控制器 - 技術規(guī)范
組合邏輯控制器和微程序控制器，兩種控制器各有長處和短處。組合邏輯控制器設計麻煩，結(jié)構(gòu)復雜，一旦設計完成，就不能再修改或擴充，但它的速度快。微程序控制器設計方便，結(jié)構(gòu)簡單，修改或擴充都方便，修改一條機器指令的功能，只需重編所對應的微程序；要增加一條機器指令，只需在控制存儲器中增加一段微程序，但是，它是通過執(zhí)行一段微程。具體對比如下：
組合邏輯控制器又稱硬布線控制器，由邏輯電路構(gòu)成，完全靠硬件來實現(xiàn)指令的功能。
組合邏輯控制器的設計步驟
①設計機器的指令系統(tǒng)：規(guī)定指令的種類、指令的條數(shù)以及每一條指令的格式和功能。
②初步的總體設計：如寄存器設置、總線安排、運算器設計、部件間的連接關系等。
③繪制指令流程圖：標出每一條指令在什么時間、什么部件進行何種操作。
④編排操作時間表：即根據(jù)指令流程圖分解各操作為微操作，按時間段列出機器應進行的微操作。
⑤列出微操作信號表達式，化簡，電路實現(xiàn)。
控制器
控制器
組合邏輯控制器的基本組成
（1）指令寄存器用來存放正在執(zhí)行的指令。指令分成兩部分：操作碼和地址碼。操作碼用來指示指令的操作性質(zhì)，如加法、減法等；地址碼給出本條指令的操作數(shù)地址或形成操作數(shù)地址的有關信息(這時通過地址形成電路來形成操作數(shù)地址)。有一種指令稱為轉(zhuǎn)移指令，它用來改變指令的正常執(zhí)行順序，這種指令的地址碼部分給出的是要轉(zhuǎn)去執(zhí)行的指令的地址。
（2）操作碼譯碼器用：來對指令的操作碼進行譯碼，產(chǎn)生相應的控制電平，完成分析指令的功能。
（3）時序電路：用來產(chǎn)生時間標志信號。在微型計算機中，時間標志信號一般為三級：指令周期、總線周期和時鐘周期。微操作命令產(chǎn)生電路產(chǎn)生完成指令規(guī)定操作的各種微操作命令。這些命令產(chǎn)生的主要依據(jù)是時間標志和指令的操作性質(zhì)。該電路實際是各微操作控制信號表達式(如上面的A→L表達式)的電路實現(xiàn)，它是組合邏輯控制器中最為復雜的部分。
（4）指令計數(shù)器：用來形成下一條要執(zhí)行的指令的地址。通常，指令是順序執(zhí)行的，而指令在存儲器中是順序存放的。所以，一般情況下下一條要執(zhí)行的指令的地址可通過將現(xiàn)行地址加1形成，微操作命令“ 1”就用于這個目的。如果執(zhí)行的是轉(zhuǎn)移指令，則下一條要執(zhí)行的指令的地址是要轉(zhuǎn)移到的地址。該地址就在本轉(zhuǎn)移指令的地址碼字段，因此將其直接送往指令計數(shù)器。
微程序控制器的提出是因為組合邏輯設計存在不便于設計、不靈活、不易修改和擴充等缺點。
微程序控制的基本思路
微程序控制(簡稱微碼控制)的基本思路是：用微指令產(chǎn)生微操作命令，用若干條微指令組成一段微程序?qū)崿F(xiàn)一條機器指令的功能(為了加以區(qū)別，將前面所講的指令稱為機器指令)。設機器指令M執(zhí)行時需要三個階段，每個階段需要發(fā)出如下命令：階段一發(fā)送K1、K8命令，階段二發(fā)送K0、K2、K3、K4命令，階段三發(fā)送K9命令。當將第一條微指令送到微指令寄存器時，微指令寄存器的K1和K8為1，即發(fā)出K1和K8命令，該微指令指出下一條微指令地址為00101，從中取出第二條微指令，送到微指令寄存器時將發(fā)出K0、K2、K3、K4命令，接下來是取第三條微指令，發(fā)K9命令。
控制器
控制器
微程序控制器的組成
（1）控制存儲器(contmlMemory)用來存放各機器指令對應的微程序。譯碼器用來形成機器指令對應的微程序的入口地址。當將一條機器指令對應的微程序的各條微指令逐條取出，并送到微指令寄存器時，其微操作命令也就按事先的設計發(fā)出，因而也就完成了一條機器指令的功能。對每一條機器指令都是如此。
（2）微指令的寬度直接決定了微程序控制器的寬度。為了簡化控制存儲器，可采取一些措施來縮短微指令的寬度。如采用字段譯碼法一級分段譯碼。顯然，微指令的控制字段將大大縮短。，一些要同時產(chǎn)生的微操作命令不能安排在同一個字段中。為了進一步縮短控制字段，還可以將字段譯碼設計成兩級或多級。
主要型號：EC4000C系列、EC4100C系列、EC5300R系列、EC5500R系列、EC5700R系列、EC5800R系列、EC5900R系列、VM7000系列、RM10C
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