TEC-2000 Virtual Machine使用手册

南京大学计算机科学与技术系程序设计：李振华 李秦霖界面制作：袁瑞峰

开发背景 大三上学期，我们做计算机组成原理实验，使用的

机器是 TEC-2000 单片机（清华大学设计，清华同方制造）。它使用标准芯片，硬件设施比较完备，适合教学和实验。

在此基础上，我们设计并开发了 TEC-2000 虚拟机软件。一方面，它实现了一台虚拟机，运行虚拟机可以取得和原来单片机实际运行一样的效果；另一方面，虚拟机可以通过串口与真实单片机进行通信，与两台单片机通信过程一致。

同时，虚拟机增添了许多原来单片机所没有的功能，给实验编码、运行、调试和观察带来很大的方便。

请注意将 TVM （ TEC-2000 Virtual Machine ）文件夹放在 C 盘（或 D 盘）根目录下。

运行程序 本软件不需要安装，双击 TVM 文件夹下的 TEC Pro.exe 即可运行。

功能概要 1. 支持 A ， G ， R ， D ， E ， U ， T ， P 等命令；

2. 可读入 .ASM 汇编文件或者 .COD 二进制文件执行； 3. 可选择不同的运行方式（全速，单指令，单微指令，

暂停） 4. 支持中断实验（三级中断源），可以设定中断向量； 5. 支持指令集与微指令集的动态扩充； 6. 控件动态显示所有重要信号与数据状态（部分控件

可点击）；

使用流程（ 1 ） 1. 首先点击“连接”按钮，选择“与 TEC2000 通信”或者

“使用虚拟机模拟”；

2. 若使用虚拟机模拟，则点击“全速运行”按钮，进入正常工作方式；

3. 为详细了解虚拟机工作情况 , 建议点击“暂停” , 然后单指令或单微指令运行；

4. 若要读入文件，点击“打开文件”按钮，文件格式将自动转换，如要执行文件，再点击“传送”按钮，则文件写入内存，可以执行；

使用流程（ 2 ） 5. 中断实验，请点击“中断向量设定”按钮以设定中断向量

基址，并且编好中断程序写入内存，按钮“ 1”“2”“3” 代表三级中断源；

6. 虚拟机可以执行所有的基本指令和部分扩展指令，如果要扩充指令集或者微指令集，选择“ TEC Pro 控制”菜单下的“微指令扩充 ...” 菜单，注意：只有在微程序模拟的情况下才可以扩充，同时，扩充微指令前请务必仔细设计，否则虚拟机将不能正常工作。

虚拟机启动

模式 1 ：联接 TEC-2000 单片机

模式 2 ：使用 TEC-2000 虚拟机（组合逻辑控制方式）

模式 3 ：使用 TEC-2000 虚拟机（微程序控制方式）

虚拟机工作结束

按钮栏

菜单栏（按钮栏没有的功能） 文件菜单下的“汇编”菜单。 汇编：用于将汇编 .ASM 文件转成机器码 .COD 和列表文件 .LST （可选），会弹出 DOS窗口，一般敲两次回车即可，用户也可以另外命名。

虚拟机控制菜单下的“微指令扩充”菜单。 微指令扩充：由用户定义新的微指令，在合理的情

况下，新的微指令将加入到虚拟机的指令系统中。

PCEC 工作面板（接受基本命令和基本指令）

ASEC 工作面板 （接受汇编扩展指令）

命令输入及参考帮助

虚拟机工作全图

微程序工作图

微程序定序器（内部图）

组合逻辑工作图

运算器（内部图）

串口 COM1 和 COM2

内存（内部图）

TEC-2000 基本命令集 A [adr] ； 从指定（或默认）地址 adr 开始写一小段汇编

程序 U [adr] ； 从指定（或默认）地址 adr 开始反汇编一小段

程序 D [adr] ； 从指定（或默认）地址 adr 开始显示内存 120个存储字的内容

E [adr] ； 从指定（或默认）地址 adr 开始修改存储器内容

G [adr] ； 从指定（或默认）地址 adr 开始运行程序 R [reg] ； 显示 /修改寄存器 reg 的内容 T [adr] ； 从指定（或默认）地址 adr 开始单条执行程序

指令

TEC-2000 指令集（ 1 ） DI ； 关中断，置中断允许位 INTE=0 DW adr ； 写地址为 adr 的内存 EI ； 开中断，置中断允许位 INTE=1 IN i/o port ； 从外设 I/O PORT端口读入数

据到 R0 JR OFFSET ；无条件跳转到 ADR ， ADR=

原 PC值 +OFFSET

TEC-2000 指令集（ 2 ） OR DR ， SR ； 将 DR 和 SR 做或运算的结果写入

DR ADC DR ， SR ； 将 DR+SR+C 的值写入 DR ADD DR ， SR ； 将 DR+SR 的值写入 DR AND DR ， SR ； 将 DR 和 SR 做与运算的结

果写入 DR ASR DR ； DR 算术右移，最高为保持不变，最低位移入 C

CLC ； 清进位标志位 C=0

TEC-2000 指令集（ 3 ） CMP DR ， SR; 用 DR减去 SR DEC DR ；将 DR-1 的值写入 DR INC DR ； 将 DR+1 的值写入 DR JRC OFFSET ； 当 C=1 时，跳转到 ADR ， ADR

= 原 PC值 +OFFSET JRS OFFSET ； 当 S=1 时，跳转到 ADR ， ADR=

原 PC值 +OFFSET JRZ OFFSET ； 当 Z=1 时，跳转到 ADR ， ADR=

原 PC值 +OFFSET

TEC-2000 指令集（ 4 ） NOT DR ； 将 DR求反后的值写入 DR OUT I/O PORT ； 将 R0 中的数据写入外

设 I/O PORT端口 RCL DR ； DR 与 C循环左移， C移入最低位，最高位移入 C

RCR DR ； DR 与 C循环右移， C移入最高位，最低位移入 C

RET ； 子程序返回

TEC-2000 指令集（ 5 ） SBB DR ， SR ； 将 DR-SR-C 的值写入 D

R SHL DR ； DR 逻辑左移，最低位补 0 ，最高位移入 C

SHR DR ； DR 逻辑右移，最高位补 0 ，最低位移入 C

STC ； 置进位标志位 C=1 SUB DR ， SR ； 将 DR-SR 的值写入 DR

TEC-2000 指令集（ 6 ） POP DR ； 弹出栈顶数据送 DR XOR DR ， SR ； 将 DR 和 SR 做异或运

算的结果写入 DR CALA ADR ； 调用首地址在 ADR 的子程序 CALR SR ； 调用 SR 指向的子程序 IRET ； 中断返回

TEC-2000 指令集（ 7 ） JMPA ADR ； 无条件跳转到地址 ADR JMPR SR ； 无条件跳转到 SR 指向的地址 JRNC OFFSET ； 当 C=0 时，跳转到 ADR ，

ADR= 原 PC值 +OFFSET JRNS OFFSET ； 当 S=0 时，跳转到 ADR ，

ADR= 原 PC值 +OFFSET JRNZ OFFSET ； 当 Z=0 时，跳转到 ADR ，

ADR= 原 PC值 +OFFSET

TEC-2000 指令集（ 8 ） LDRA DR ， [ADR] ；将 ADR 所指向的内存

中的内容写入 DR LDRR DR ， [SR] ； 将 SR里地址所指向的

内存中的内容写入 DR LDRX DR ， OFFSET[SR] ；将 OFFSET+S

R 所指向的内存中内容写入 DR MVRD DR ， DATA ； 将 DATA 写入 DR MVRR DR ， SR ； 将 SR 的值写入 DR

TEC-2000 指令集（ 9 ） POPF ； 弹出栈顶数据送状态标志寄存器 PSHF ； 状态标志（ C 、 Z 、 V 、 S 、 P

1 、 P0 ）入栈 PUSH SR ； SR 入栈 STRA [ADR] ， SR ；将 SR 的值写入 ADR 所指向

的内存中 STRR [DR] ， SR ；将 SR 的值写入 DR里地址所

指向的内存中 STRX DR,OFFSET[SR] ；将 DR 的值写入 OFFSE

T+SR 所指向的内存中 TEST DR ， SR ； DR 和 SR 做与运算

运行方式 在联机模式下，只能全速运行； 在虚拟机模式下，可以全速运行，也可以暂

停； 虚拟机选用组合逻辑控制时，可以单指令运

行，方便指令调试； 虚拟机选用微程序控制时，可以单微指令运

行，方便指令和微指令调试；

调试（单指令） 在虚拟机使用组合逻辑控制方式下，可以单

指令运行以进行调试；各总线数据、串口数据、寄存器 R0 、 PC 、

SP 中数据可以从图中直接读出，点击运算器ALU 可以详细查看运算器中每一个信号和寄存器的状态，点击内存将显示整个内存中各内存单元保存的数据；

调试（单微指令） 在虚拟机使用微指令控制方式下，可以单微

指令运行以进行调试；各总线数据、串口数据、寄存器 R0 、 PC 、

SP 中数据可以从图中直接读出，点击运算器ALU 可以详细查看运算器中每一个信号和寄存器的状态，点击内存将显示整个内存中各内存单元保存的数据；

点击微程序定序器 AM2910 可以查看微程序中所有控制信号和状态位；

保存文件 虚拟机所能识别的文件格式有 .ASM （汇

编）、 .COD （ 16位机器码）、 .LST （列表文件）

列表文件只在汇编时才可能生成（可选，用户指定）。

建议文件保存在 TVM 文件夹根目录下。

打开文件 若打开 .ASM 汇编文件，虚拟机自动切换到

ASEC 编辑面板，在这里可以对汇编文件进行编辑；

若打开 .COD 机器码文件，虚拟机同样将自动切换到 ASEC 编辑面板，同时将机器码自动转换为 .ASM 汇编文件显示以方便阅读。

.LST 文件是作为列表文件使用的，所以不能打开。

机器码传送 若当前打开的是 .ASM 汇编文件，请先点击

文件菜单中的“汇编”将它转成 .COD 机器码；然后点击“传送”将机器码写入内存；

若当前打开的是 .COD 文件，虚拟机直接将文件中的机器码写入内存；

注意：只有文件的机器码写入内存才能执行，否则文件仅处于编辑状态。

中断向量设定

三级中断 虚拟机支持中断实验。 中断实验前请先设计好中断程序，建议用汇

编扩展指令写。如程序中所设中断向量与虚拟机实际中断向量不符，请设定中断向量使两者一致；

三级中断优先级逐次升高， 3 级最高，不能被屏蔽； 1 级最低，可以被高级的屏蔽。

版本、制作组、功能和使用说明版本： TEC-2000 Virtual Machine 1.0 制作组：

程序设计：李振华 李秦霖界面制作：袁瑞峰

功能和使用说明见 PPT4 、 5 、 6 ，也可以运行虚拟机后点击按钮栏最后一个按钮。

微指令扩充界面

微指令扩充说明 微指令是控制器的核心部分，所以扩充之前

请务必仔细设计，否则可能破坏虚拟机指令系统；

按照上图所示格式进行微指令编码，各种编码在下拉列表中都显示出了它的功能，请仔细参照这些功能说明进行编码；

可以查看已经编好的微指令，若确定无误，点击右下方“确定”按钮，若发现错误，点击“删除”按钮。

工作例程 1 ： A 命令功能：简单的 A 命令程序，顺次输出字符 0 － 9 。>A 2000H 2000: MVRD R0,30 2002: MVRD R1,0A 2004: OUT 80 2005: INC R0 2006: DEC R1 2007: JRNZ 2004 2008: RET

工作例程 1 ：运行结果 >G 2000 0123456789 // 运行结果输出 R0=003A R1=0000 R2=0000 R3=0000

SP=2780 PC=2000 R6=0000 R7=0000 R8=0000

R9=0000 R10=0000 R11=0000 R12=0000 R13=0000 R14=2612 R15=0000 F=11000000

工作例程 2 ：读入汇编程序功能：汇编程序，与例程 1 功能相同，顺次输出字符

0 － 9 。 ORG 2000H MVRD R0,0030H MVRD R1,000AH L:OUT 80H INC R0 DEC R1 JRNZ L RET END

工作例程 2 ：汇编程序码转机器码并送入内存

上述汇编 .ASM 文件的机器码： (16 进制 ) 0100 2009 0088 0000 3088 1000 0A86 8009 0008 1047 FC8F 00 点击“传送”按钮将上述机器码写入内存

（ 2000H地址开始）。

工作例程 2 ：运行结果 >G 2000 0123456789 R0=003A R1=0000 R2=0000 R3=0000

SP=2780 PC=2000 R6=0000 R7=0000 R8=0000

R9=0000 R10=0000 R11=0000 R12=0000 R13=0000 R14=2612 R15=0000 F=11000000

工作例程 3 ：中断实验 主程序不断输出字符 0 ，此时可以点击三级中断按钮，若进

入 1 级中断则不断输出 1 ，进入 2 级中断则不断输出 2 ，进入 3 级中断则不断输出 3 。进入 i 级中断处理时，只有键入对应数字键才能退出该级中断处理。

代码： ORG 2000H MVRD R1,0030H MVRD R2,0031H MVRD R3,0032H MVRD R6,0033H MVRD R7,00FFH

中断实验代码（ 2 ） DW 6E00H A:MVRD R0,0030H OUT 80H IN 81H SHR R0 SHR R0 JRNC A IN 80H AND R0,R7 SUB R0,R1 JRNZ A RET

中断实验代码（ 3 ） ORG 2040H DW 6F00H PUSH R0 PSHF DW 6E00H B:MVRD R0,0031H OUT 80H IN 81H SHR R0 SHR R0 JRNC B IN 80H AND R0,R7 SUB R0,R2 JRNZ B DW 6F00H POPF POP R0 DW 6E00H DW 0EF00H RET

中断实验代码（ 4 ） ORG 2080H DW 6F00H PUSH R0 PSHF DW 6E00H C:MVRD R0,0032H OUT 80H IN 81H SHR R0 SHR R0 JRNC C IN 80H AND R0,R7 SUB R0,R3 JRNZ C DW 6F00H POPF POP R0 DW 6E00H DW 0EF00H RET

中断实验代码（ 5 ） ORG 20C0H DW 6F00H PUSH R0 PSHF DW 6E00H D:MVRD R0,0033H OUT 80H IN 81H SHR R0 SHR R0 JRNC D IN 80H AND R0,R7 SUB R0,R6 JRNZ D DW 6F00H POPF POP R0 DW 6E00H DW 0EF00H RET

中断实验代码（ 6 ） ORG 2104H JMPA 2040H RET ORG 2108H JMPA 2080H RET ORG 210CH JMPA 20C0H RET

END

工作例程 3 ：中断屏蔽 G 2000 //逐次点击 1 ， 2 ， 3 级中断

按钮 00000000000000000000000000000000000

00000000000000000000000000000000000000000000000000000011111111111111111111111111111111111111111111222222222222222222222222222222222222222222222222233333333333333333333333333333333333333333333333333333333

工作例程 3 ：中断退出逐次键入 3 、 2 、 1 、 0 。 3333333333333333333333333333333333333333

222222222222222222222222222222222222222221111111111111111111111111111111111111111111100000000000000000000000000000000000000000000000000

R0=0000 R1=0030 R2=0031 R3=0032 SP=2780 PC=2000 R6=0033 R7=00FF R8=0000

R9=0000 R10=0000 R11=0000 R12=0000 R13=0000 R14=2612 R15=0000 F=11000000

>

参考资料《 TEC-2000 教学计算机系统 技术说明与实

验指导（ 16位机）》 清华同方股份有限公司 清华大学计算机系

END