简单模型机实验报告
简单模型机实验报告
篇一：模型机实验报告
HUNAN UNIVERSITY
课程实习报告
题目：模型机
学生姓名
学生学号 XX0801328
专业班级计算机科学与技术（3）班指导老师方恺晴
完成日期
思考题：
1. 给定一个复合运算式子以及指令码IR[7..5]与八位BUS总线对应情况。要求写出七条指令新的指令码并写出复合运算执行mif文件。修改模型机电路调试程序以实现复合运算。
例：已知A=55H，B=8AH，C=F0H；IR[7..5]对应BUS8,BUS1,BUS3；写出(Aplus/B)^(/(/CplusB))的mif文件，并在模拟机上实现。
答：模拟机电路修改如下：存储器预设指令重设：
计算结果：(A+/B)^(/(/C+B))=42H
2. Microcomputer.vhd代码中进程ct1，ct2，ct3，ct4功能划分依据是什么？
ct1：微序列控制器下址跳转。
ct2：实现各种指令，主要集中在实现从存储器或者寄存器释放数据到总线上。
ct3：完成各种指令，从总线上装载数据到相应的存储器或者寄存器中。
ct4：生成下址，判断下址生成方式，根据不太那个的方式生成下址。
3. Microcomputer.vhd代码中如何定义并初始化RAM？type ram is array(0 to 37)of std_logic_vector(7 downto 0); --38*8ram
signal ram8:ram:=
(x”20”, x”1e”, x”80”, x”40”, x”20”, x”20”, x”1d”, x”c0”, x”20”, x”40”, x”21”, x”20”, x”1f”, x”80”, x”40”, x”22”, x”20”, x”1e”, x”c0”, x”22”, x”80”, x”e0”, x”21”, x”40”, x”23”, x”60”, x”23”, x”a0”, x”00”, x”55”, x”8a”, x”f0”,others=>x”00”) –initialize ram4
4. Microcomputer.vhd代码中bus_reg_t2 将ram8存储器中对应于ar中地址单元的数据取出来放到bus_reg_t2寄存器中。将r5寄存器中的数据装载到ram8存储器对应于ar中地址单元中。
5. Microcomputer.vhdram8(conv_integer(ar)) 代
码
中
bus_reg_t2 r5
；
可否修改成bus_reg_t2 ram8(conv_integer(ar)) 可以这样修改，但是不修改更能体现CPU设计的方式。
6. Microcomputer.vhd代码中bus_reg，bus_reg_t2，bus_reg_t3属于bus_reg同类的Signal，用途是什么？
Bus_reg：一个时序周期后总线上的数据。 Bus_reg_t2：记录t2时刻总线上的中间数据。 Bus_reg_t3：记录t3时刻总线上的中间数据。
7. Microcomputer.vhd代码中mpc，mpc_t2,，mpc_t3，mpc_t4属于mpc同类的Signal，用途是什么？
Mpc：一个时序周期后微序列控制器的下址。 Mpc_t2：记录绝对地址寻址方式的下址。 Mpc_t3：记录t3时刻的下址，和Mpc_t2相同。
Mpc_t4：记录t4时刻的下址，和mpc_t3相同，同时如果是映射寻址，则修改下址。
篇二：CPU 与简单模型机设计实验
评语: 课中检查完成的题号及题数：成绩:
自评成绩:
85
课后完成的题号与题数：
实验报告
实验名称： CPU 与简单模型机设计实验
日期：姓名：
周小多
班级：
学号： XX02513
一、实验目的：
1. 掌握一个简单CPU 的组成原理。
2. 在掌握部件单元电路的基础上，进一步将其构造一台基本模型计算机。
3. 为其定义五条机器指令，编写相应的微程序，并上机调试掌握整机概念。
二、实验内容：
1.
要实现一个简单的CPU，并且在此CPU 的基础上，继续构建一个简单的模型计算机。CPU 由运算器（ALU）、微程序控制器（MC）、通用寄存器（R0），指令寄存器（IR）、程序计数器（PC）和地址寄存器（AR）组成,如图2-1-1 所示。这个CPU 在写入相应的微指令后，就具备了执行机器指令的功能，但是机器指令一般存放在主存当中，CPU 必须和主存
挂接后，才有实际的意义，所以还需要在该CPU 的基础上增加一个主存和基本的输入输出部件，以构成一个简单的模型计算机。
本模型机和前面微程序控制器实验相比，新增加一条跳转指令JMP，共有五条指令：IN（输入）、ADD（二进制加法）、OUT（输出）、JMP（无条件转移），HLT（停机），其指令格式如下（高４位为操作码）：
助记符机器指令码说明 IN 0010 0000IN→R0 ADD 0000 0000R0 + R0→R0 OUT 0011 0000R0→OUT JMP addr 1100 0000addr→ PC HLT 0101 0000停机
2.
设计一段机器程序，要求从IN 单元读入一个数据，存于R0，将R0 和自身相加，结
3.
果存于R0，再将R0 的值送OUT 单元显示。根据要求可以得到如下程序，地址和内容均为二进制数。
地址内容助记符说明
00000000 00000001 00000010 00000011 00000100 00000101
00100000 00000000 00110000 00000000 01010000 ; START: IN R0 ; ADD R0,R0 ; OUT R0
从 IN 单元读入数据送 R0 R0 和自身相加，结果送
R0R0 的值送 OUT 单元显示跳转至 00H 地址停机
; JMP START ; HLT
三、项目要求及分析：
1. 试修改现有的指令系统，将加法指令的功能修改为R0的内容和某个存储单元的内容相加;增加存数、取数和减法三条机器指令，指令助记符分别为 STA、LAD 和SUB，指令操作码分别为十六进制的60、70和80。
R0和某个存储器相加，R0是可以直接读进来的，R0和另一个存储单元内容相加，如果两个值都是读入的话，就要将一个放在R0中，可以直接读入，另一个放存在储单元。可以先将值读入到R0 中，在将R0保存到其他的存储单元中，进行加法时从存储单元中取出放在临时寄存器中，这样是两个寄存器相加减就可以。
具体步骤：1）将R0中的数据送ALU中的A； 2）给出另一个数在内存中的地址； 3）从内存中取出相应的数据并送ALU中的B； 4）进行加法运算并将结果送R0。
对于增加存数、取数和减法三条机器指令，存数指令STA 具体操作过程如下： 1）从IN读入数据要存储的地址；
2）将地址送至AR；
3）从IN读入要存储的数据； 4）将数据送入内存中的相应存储单元。对于取数指令LAD具体操作过程如下： 1）从IN读入数据的存储地址；
2）将存储地址送至AR； 3）将取出的数据送至R0
减法指令的具体操作过程如下： 1）将被减数送至ALU 的Ａ； 2）将减数送至ALU的Ｂ； 3）ALU进行减法操作，结果送R0；
2. 利用修改后的指令系统编写一段程序，完成十六位二进制数的加减法运算。
。
答：十六进制比八进制多了一半，该内容利用的指令系统，编写相应的程序。
可以先将两个十六位的二进制数的高八位和低八位分别存入不同的地址，然后先取出两个数低八位进行相加，送至OUT单元显示，进位进行存储；再进行两个数低八位相加，结果在数据总线出显示。
四、具体实现：
微程序设计流程图：
微代码
$M 00 000001 ; NOP
$M 01 006D42 ; PC->AR,PC加1$M 02 107073 ; MEM->IR, P
$M 11 006412 ; pc->ar,PC++$M 12 183013 ; mem->ar$M 13 XX01 ; mem->b
$M 15 006416 ; alu->r0 加法
$M 16 103001 ; pc->ar,PC++ $M 17 183018; mem->ar$M 18 006419; mem->b
$M 19 10XX ; alu->r0 减法
$M 1D 105141 ; mem->ar
$M 2C 18302D ; R0->MEM STA
$M 2D 00642E ; m->ar(本文来自：小草范文网:简单模型机实验报告)
$M 2E 10202F ; m->r0 LAD
$M 2F 05B201 ; m->pc JMP PC++
$M 30 001417 ; R0->A 加法 $M 32 183001 ; R0->A 减法
$M 33 280401 ; pc->ar ,PC++ 置ro [AR]->R0LAD$M 35 000035 ; STA:PC->AR,PC++,mem->ar,R0->MEM(AR) $M 36 183011 ; IN->R0 输入IN$M 37 183015 ; R0->OUT输出OUT$M 38 00142C ; pc
$M 3C 006D5D ; pc->ar JMP
利用修改后的指令系统编写一段程序，完成十六位二进制数的加减法运算。
以下的一段程序用于实现两个16位二进制数的加法，其思想为高位和低位分别对
应相加，将低位的进位给高位，减法同理。结果的低八位在OUT单元显示，高八位数据在数据总线显示，最高位的
进位忽略。
$P 00 60 STA 存加数的低八位 $P 01 60 STA 存被加数的低八位
$P 02 60 STA 存加数的高八位 $P 03 60 STA 存被加数的高八位
$P 04 70 LDA 取出加数的低八位存入R0中$P 05 00 ADD 两个数低八位相加
$P 06 30 OUT 两个数低八位相加的结果在OUT单$P 07 70 LDA 取出加数的高八位存入R0中$P 08 00 ADD 两个数的高八位相加$P 09 50 HLT 停机
五、调试运行结果：
加法：
输入的两个数据分别为：01010010,（52FF）00110010,00000001
（3201）输出的结果为： 00000001,00000000（8500）减法：
输入的两个数据分别为：
01010110,（56FF）00110010,00000001（3201）输出的结果为：001111111,（3FFE）
六、所遇问题及解决方法：
1. 在上实验课时，因为自己的实验器材的问题，一直都不能完成一个数与自身相加，之后也尝试了很多次才调整
过来，感觉连线的过程千万不能将线接错，否则结果很难出来，做实验一定要很细心。
七、实验总结：
1.
经过这次实验，我体会到自己所学的东西太少了，很多都不知道。虽然这次设
计的只是一个小程序，但是这其间我还是学到了不少东西。在这次实验设计的过程，有些很基本的知识出现记混淆的现象，通过查书及询问同学，最终明白了。做简单模型机实验，能使我对计算机能有一个整机的概念。在此次的设计中，感谢老师对我们的帮助和指导。
篇三：CPU与简单模型机设计实验报告
计算机科学与技术系
实验报告
专业名称计算机科学与技术课程名称计算机组成与结构项目名称CPU与简单模型机设计实验班级学号姓名同组人员无
实验日期 XX-11-15
一、实验目的
1.掌握一个简单CPU的组成原理；
2.在掌握部件单元电路的基础上，进一步将其构造一台基本模型计算机；
3.为其定义五条机器指令，编写相应的
微程序，并上机调试掌握整机概念。
二、实验逻辑原理图与分析
2.1 实验逻辑原理图及分析
本实验要实现一个简单的CPU，并且在此CPU的基础上，继续构建一个简单的模型计算机。CPU由运算器（ALU）、微程序控制器（MC）、通用寄存器（RO）、指令寄存器（IR）、程序计数器（PC）和地址寄存器（AR）组成，如图下图所示。这个CPU在写入相应的微指令后，就具备了执行机器指令的功能，但是机器指令一般存放在主存当中，CPU必须和贮存挂接后，才有实际的意义，所以还需要在该CPU的基础上增加一个主存和基本的输入输出部件，以构成一个简单的模型计算机。
基本CPU构成原理图
系统的程序计数器（PC）和地址寄存器（AR）集成在一片CPLD芯片中。CLR连接至CON单元的纵情断CLR，按下CLR 按钮，将是PC清零，LDPC和T3相与后作为计数器的计数时钟，当LOAD为低时，计数时钟到来后将CPU内总线的数据打入PC。
程序计数器(PC)原理图
2.2 逻辑原理图分析
本模型机；和前面微程序控制器实验相比，新增加一条跳转指令JMP，供有五条指令：IN（输入）、ADD（二进制加
法）、OUT（输出）、JMP（无条件转移）、HLT（停机）、其指令格式瑞霞（高4为为操作码）：
其中JMP为双字节指令，其余均为单字节指令，********为addr对应的二进制地址码。微程序控制器实验的指令是通过手动给出的，现在要求CPU自动从存储器读取指令并执行。
系统涉及到的微程序流程如下图所示，当拟定“取指”微指令时，该微指令的判别测试字段为P测试。由于“取指”微指令是所有微程序都使用的公用微指令，因此P的测试结果出现多分支。本机用指令寄存器的高6位（IR7—IR2）作为测试条件，出现5路分支，占用5个固定为地址单元，剩下的其他地方就可以一条微指令占用控制一个微地址单元随意填写，微程序流程图上的但愿地址为16进制。
当全部为程序设计完毕后，应将每条微指令代码化，下表即为将下图的微程序流程图按微指令格式转化而成的“二进制微代码表”。
简单模型机微程序流程图
二进制微代码表
三、数据通路图及分析(画出数据通路图并作出分析)
数据通路图
四、实验数据和结果分析
4.1 实验结果数据和结果数据分析如图所示
联机写入的程序如下：
; //*************************************// ; // // ; // 微控器实验指令文件 // ; // //; // By TangDu CO.,LTD //
; // //
; //*************************************//
; //** End Of Main Memory Data **//
$P 00 20 ;START:IN RO从IN单元读入数据送RO $P 01 00 ;ADD RO,RORO和自身相加，结果送RO $P 02 30 ;OUT RORO的值送OUT单元显示 $P 03 E0 ;JMP START跳转至00H 地址 $P 04 00
$P 05 50 ;HLT停机
; //***** EndOf Main Memory Data *****//
; //***** Start Of MicroController Data *****// $M 00 000001 ; NOP
$M 01 007070 ; CON(INS)->IR, P
$M 04 002405 ; R0->B
$M 05 04B201 ; A加B->R0
$M 30 001404 ; R0->A
$M 32 183001 ; IN->R0
$M 33 280401 ; R0->OUT
$M 35 000035 ; NOP
; //** End Of MicroController Data **//
联机写入和校验后，得如下结果：
（1）从IN单元读入数据送至AR。首先，AR地址为00，计数器PC加1，机器指令代码送至MEM单元，MEM=20。
（2）MEM中的机器指令代码送至IR单元，再到控制器，进行译码操作。
基本模型机的设计与实现课程设计报告
基本模型机的设计与实现课程设计报告 https://www.360docs.net/doc/4914424319.html,/maria87328/archive/2008/01/13/2041130.aspx 一、实验基本任务 1、由基本单元电路构成一台基本模型机。 2、设计五条机器指令，并编写相应的微程序。 3、调试指令和模型机使其在微程序的控制下自动产生各部件单元的控制信号正常工作。 二、设计方案 1、硬件设计 （1）设计微程序控制电路 微程序控制器的组成：控制存储器：EPROM2816*3，8D触发器74ls273*2，4D触发器74ls74*3；微指令寄存器格式：18位微指令，6位微地址。 （2）设计时钟信号源和时序控制电路 时钟信号源的组成：时基电路555，可触发单稳态多谐振荡器74ls237*2，输出频率为330-580Hz的方波信号。 时序控制电路：4D触发器74ls175*1组成移位寄存器电路。 （3）设计主存储器 主存电路的组成：6264存储器（8K*8位）*3，地址寄存器：74ls273*1，三态门：74ls245*1。 2、微控制设计 （1）实现存储器读操作； 拨动总清开关后，置控制开关SWC、SW A为“0 0”时，按要求连线后，连续按动“启动运行”开关，可对主存储器RAM连续手动读操作。 （2）实现存储器写操作； 拨动总清开关后，置控制开关SWC、SW A为“0 1”时，按要求连线后，再按动“启动运行”开关，可对主存储器RAM 连续手动写入。 （3）实现程序运行操作。 拨动总清开关后，置控制开关SWC、SW A为“1 1”时，按要求连线后，再按动“启动运行”开关，即可转入到第01号“取址”微指令，启动程序运行。
计算机硬件课程设计--简单模型机设计
计算机硬件课程设计--简单模型机设计
计算机硬件综合课程设计报告
简单模型机设计 一、设计要求 硬件：TDN-CM+计算机组成原理实验系统一台，PC机一台，排线若干，串口线一根。 软件：CMP软件 二、设计目的 1.通过对一个简单计算机的设计，对计算机的基 本组成、部件的设计、部件间的连接、微程序控制器的设计、微指令和微程序的编制与调试等过程有更深的了解，加深对理论课程的理解。 2.通过这次课程设计，建立整机的概念，对程序 进行编辑，校验，锻炼理论联系实际的能力。 3.通过本次课程设计熟悉和训练设计思路与实 现方法。 4.通过本次课程设计锻炼团队合作的能力和团 队问题的解决。
三、设计电路及连线 设计电路及连线实验图如下图1-1所示。 图1-1 简单模型机连线图 四、设计说明 本次课程设计将能在微程序控制下自动产生各部件单元控制信号，实现特定指令的功能。这里，计算机数据通路的控制将由微程序控制器
来完成，CPU 从内存中取出一条机器指令到指令执行结束的一个指令周期全部由微指令组成的序列来完成，即一条机器指令对应一个微程序。 本次课程设计采用五条机器指令：IN （输入）、ADD （二进制加法）、STA （存数）、OUT （输出）、JMP （无条件转移），其指令格式如下（前4位为操作码）： 助记符 机器指令码 说 明 微程序入口地址 IN 0000 0000 “INPUT DEVICE ”中 10 的开关状态→R0 0001 0000 ×××× ×××× R0+[addr]→R0 11 0010 0000 ×××× ×××× R0→[addr] 12 0011 0000 ×××× ×××× [addr]→BUS 13 0100 0000 ×××× ×××× addr →PC 14 ADD addr STA
建筑模型制作实验报告
建筑模型制作实验报告 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
学生实验报告 （理工类） 课程名称：规划设计模型制作专业班级：城乡规划 学生学号：学生姓名： 所属院部：建筑工程学院指导教师：刘琰 2014——2015学年第 2 学期 金陵科技学院教务处制
实验项目名称：江宁校区总体规划模型制作实验学时：24学时 同组学生姓名： 实验地点：实验楼B203 实验日期：实验成绩： 批改教师：刘琰批改时间： 一、实验目的和要求 目的：1、学习利用规划模型分析总平面的布局 2、学习规划模型的制作方法 要求：在读懂图纸的基础上，通过对空间、功能、结构、环境、流线、体量、外观、平面到剖面、几何关系、基本形状、逻辑关系等方面进行总体分析， 理清建筑平面和空间的组成关系，理清建筑与道路的关系，最后完成规划 模型的制作。 二、实验仪器和设备 1．测绘工具 三棱尺(比例尺) 、直尺、三角板、弯尺 (角尺) 、圆规、游标卡尺、蛇尺等。 2．剪裁、切割工具 勾刀、刻刀、裁纸刀、角度刀(45o) 、切圆刀、剪刀、手锯、钢锯、电磨机、电热切割器等。 3．打磨喷绘工具 砂纸、锉刀、什锦锉、木工刨、台式砂轮机。 4.粘合剂 三、实验过程
第一次模型制作实验课在工科楼模型教室，之前老师在多媒体教室跟我们讲解了模型制作的工具，材料等基本知识，发任务书。 这一次在模型教室老师带我们参观了一下往届做的模型，看到学姐学长的作品时，感觉有点震惊，稍微有点不自信，但是在我们仔细参观与讨论我们自己组用的材料与制作流程后，我立马又斗志昂扬了起来。参观完往届作品后，我们确定小组成员，小组开始确定制作模型所需的材料，大致分配了任务，男生做模型，女生做细节部分。我们组的组员经过积极热烈的讨论，初步确定了地形，草，建筑的材料，地形采用灰色纸板，草为普通草皮，多数建筑为PVC板为骨架，少部分为泡沫，同时大概制定了制作流程与方案。 方案确定后，我们小组成员在第二天就全部出发去购买制作模型所需的材料，我们按着讨论后的清单购买，包括灰色的卡纸、厚泡沫板、薄木板、PVC板、树粉、树干，草皮，胶水等一系列材料。 感悟：在此次购买中，我们小组有着很激烈的讨论，虽然在昨天已确定好清单，但是到了店里发现我们考虑的还是不够周全。 第二次模型制作实验课我们通力合作，用木板做底将买来的厚泡沫板做第二层底，上面再铺一层厚的PVC板，层与层之间用双面胶与泡沫胶粘合。其实我们在黏板的事先并没想好用什么黏，我们是在仔细观察了其他的组用的粘合材料后经过比较后讨论决定的，这也算取长补短了。我们一边黏一边试试粘合的效果，感觉比较结实。然后用复写纸将打印好的cad 地形描到买好的灰色卡纸上，而我则负责将地形上的绿地剪出来，作为之后剪草皮的模板。这是一件费时费力的工作，因为老师给我们的学校地形
复杂模型机实验报告.
信息学院
运行 PC→AR PC+1 RAM→BUS BUS→IR P1 PC→AR PC+1 RS→BUS BUS→DR1 ALU=0→BUS BUS→RD SW→BUS BUS→RD 00(直接)CLR RD→BUS BUS→DR2 DR1+DR2→ BUS→RD 01 01 01 01 02 20 212325 52 53 31 27 RS→RD RS→299 RRC 299→RD RS→299 RLC 299→RD 01 3032 54 55 36 67 70 IN MOV RRC SUC RLC RD→LED 01 STOP 01 26 24 ADC RS→BUS BUS→DR2 RD→BUS BUS→DR1 DR1→DR1 DR1+1→ BUS→DR1 DR1→DR1 DR1+DR2→ BUS→RD 56 57 60 61 RD→BUS BUS→DR1 RS→BUS BUS→DR1 RD→BUS BUS→DR1 35 0101 INC DR1+1→ BUS→RD 01 01 01 34 62 33 RD→BUS BUS→DR2 63 DR1^DR2→ BUS→RD 65 AND 66 PC→AR PC+1 PC→AR PC+1 PC→AR PC+1 20 RAM→BUS BUS→DR1 03 RAM→BUS BUS→AR 04 RAM→BUS BUS→DR1 06 RAM→BUS BUS→AR 05 RAM→BUS BUS→AR 07 40 RAM→BUS BUS→DR1 15 22 RI→DR2 16 DR1+DR2→ BUS→AR 17 DR1+DR2→ BUS→DR1 45 RAM→BUS BUS→DR1 46 PC→BUS BUS→DR2 47 DR1+DR2→ BUS→AR 50 DR1+DR2→ BUS→DR1 51 72 P2 RAM→BUS BUS→RD 40 RD→BUS BUS→RAM 41 DR1→BUS BUS→PC 4243 P3 DR1→BUS BUS→PC 6444 010101 BZC JMP STA LAD 10(变址) 01(间接)11(相对)COM 40 4040 01 01 44 01 Y N P4 PC→AR PC+1 PC→AR PC+1 SW→BUS BUS→DR1 DR1→RAM RAM→BUS BUS→DR1 DR1→LED 01 00 11 14 74 10 12 73 13 WRITE(01)READ(00)RUN(11) SW B 10 →B U S B U S→R D 1 DR DR1→DR1 37 71 SWA 图2-8复杂模型机微程序流程图 H L T A OUT 六、实验结果： （1）取in指令送IR： （2）采集从数据开关输入的数据07H并送R0：
计算机组成原理简单模型机实验
实验四简单模型机实验 1.1实验目的 1）将微程序控制器模块通过总线同运算器模块、存储器模块联机，组成一台模型计算机； 2）用微程序控制器控制模型机数据通路； 3）通过CPU运行5条机器指令组成的简单程序，掌握机器指令与微指令的关系，牢固建立机器的整机概念。 1.2电路图 本次实验用到前几次实验所有电路，将几个模块组成一台简单计算机，由微程序控制器控制数据通路，实现cpu从内存取出一条机器指令到执行指令结束的一个指令周期，由微指令组成的序列来完成，一条机器指令对应一个微程序。 图1 电路图 1.3 实验原理 （1）PC计数器初始值为“0”，微程序默认从00地址开始执行，产生控制信号，使PC的地址通过ABUS将送到存储器（6116）的地址锁存器AR中， PC=PC+1;（2）读出存储器中存放内容,通过DBUS送到IR指令寄存器中，实现指令译码，指令的操作码送至微程序控制器的程序跳转控制部分，在P(1)的控制下与微程序中储存的下一条指令地址进行逻辑运算，产生真正的下一条微程序地址；（3）在微程序的控制下单步执行微指令序列。
1.4 微指令格式 表1 微指令格式 1.5 微程序流程图： 图2 微程序流程图
1.6微程序代码表 1.7 数据通路总体图 图3 数据通路总体图
五条机器指令格式(其中，A为内存地址8bit)： RAM中装入的程序和数据(其中，地址为8进制)： 1.8 实验任务及步骤 （1）实验连线：本次实验大部分的连线已由教师完成，请同学们对照微指令格式，完成微程序控制器的剩余部分连线。 （2）实验环境初始化：实验平台通电前请关闭DR1（74ls273），DR2（74ls273）,存储器（6116）的地址锁存器（74ls273），微程序控制器的地址锁存器（74ls175）的自动清零功能，将几个芯片的-MR引脚置为“1”。 时钟发生器的功能设定为单步执行，具体信号为：STOP=0，STEP=1。 （3）加电运行初始化：①指令寄存器IR自动清零，程序计数器PC手动清零，将两片74ls163的ENT,ENP引脚置“1”，-CR引脚置“0”，打开三态门开关，给单步时钟脉冲；
模型制作实验报告
模型制作实验报告 1、实验目的与要求 通过本次实验练习模型制作，熟悉建筑模型材料的种类、特性，学会使用钢尺、美工刀等模型制作工具，基本掌握模型的制作技法。为将来在箭镞设计课程中使用模型推敲方案打下基础。要求根据课程设计命题，结合自身设计概念制作模型，可以有一定的取舍，不能有大的错误，制作认真仔细，整体模型干净利落。最后完成得模型要求按照自己的设计方案，体块表现清楚，有自己的风格。 2、实验方案： 结合课程设计的进度，在一草方案后制作工作模型，用于推敲建筑环境、建筑体量、材料、色彩等方面要素，学习以制作模型的形式激发创作灵感、推进方案设计。在基本明确建筑设计方案后进行模型制作设计，选用卡纸、PVC板等作为主材，适用选用色纸、瓦楞纸、型材等作为辅材，利用钢尺、美工刀、模型胶等工具制作建筑模型呈现设计方案。 3、实验过程和数据处理： 听取了专业老师的意见后，我使用了pvc板（厚度为2cm）和kt板作为这次作业的模型主要材料。Pvc板作为主模型的材料，因为其比较结实，不容易被破坏，而且表面平滑，外观看起来十分规整。而kt板则作为模型底座的材料，在kt板上容易插入模型花和粘贴模型人，但是kt板不能与502胶水接触，其会被腐蚀。所以在制作模型时，对于底座的粘合，我使用的是u胶，而pvc板的粘合我会根据需要，使用u胶和502胶水。这次制作模型需要用到的工具中，有手术刀，ut刀，直尺、90度尺、切割板u胶、502胶水等。 考虑到这次制作的模型是塑料模型，因此所需用到的工具比较少。而这次制作模型的手法，鉴于我是大一新生，在经济和知识掌握程度的限制上，我是手工制作模型的。在制作模型时，有直接粘合、镶嵌粘合和穿插的步骤。在制作模型时，我曾经遇到因为粘合位置特殊的原因，很难把两块pvc板粘合在一起或者由于柱子太长，不能轻易与pvc板粘合的问题。一开始我是使用u胶粘合的，但后来发现，原来在一些地方，可以用502胶水作粘合剂，但是值得注意的是，在使用502胶水前，应该确认是否这样粘合，一旦粘合错了，分离工作会很难，而且强制分离会破坏pvc板。另外，在制作模型是，我会发现自己设计的建筑，有些地方做起模型来，会有比较大的难度，会花比较多的时间，于是自己会在考虑是否应该对原来的设计方案进行修改，而如何修改，这又是需要慢慢去思考的，因此，在做模型的时候会发现不少的对设计有用或使你感到困惑的东西。在数据处理方面，我认为做模型对数据的处理十分有用，因为当你把设计从二维转化为三维时，你会发现，你所定的数据不适合人体的模度，对于整个场地的迎合十分不适合。当然，在处理数据时，一些建筑规范是不能忽略的，你的数据可能是不可能实现的东西。因此，在数据处理是，要遵守人体的模度、整个场地的迎合和建筑规范来进行。另外，在处理数据时，我一般时先定大范围的数据，在处理小地方的数据的。可能两方面一起处理会比较好，这我会更加留意这一点。而在数据的整理时，对于复杂的数据，我通常是结合场地的情况稍作调整，当你做出一个模型时，1：20或更大的比例模型用于观察这建筑是否适合人的模度，1:100或更小的比例模型用于观察这建筑是否迎合整理环境的。我制作了1:100和1:50的模型进行分析，最后定出了我的模型方案。
复杂模型机
计算机组成原理实验报告 题目复杂模型机设计实验 专业计算机科学与技术 姓名张蕾 学号 1310632
目录 一、实验目的 二、实验原理 1 数据格式 2 指令格式 三、实验内容 四、实验代码设计思想 1 机器程序设计 2 微代码设计 五、实验代码 六、实验接线图 七、实验总结
一、实验目的 （1）综合运用所学计算机原理知识，设计并实现较为完整的计算机。 （2）加深对计算机各组成部件之间的相互关系以及指令系统设计方法的理解。 二、实验原理 CPU由运算器（ALU），微程序控制器（MC），通用寄存器（R0），指令寄存器（IR），程序计数器（PC）和地址寄存器（AR）组成，通过写入相应的微指令后，就具备了执行机器指令的功能。 1.数据格式 模型机规定采用定点补码表示法表示数据，字长为8位，8 位全用来表示数据（最高位不表示符号），数值表示范围是： 0≤X≤2^8－1。 2.指令设计 该复杂模型机设计包含运算类指令、控制类指令、数据传输类指令三大类指令。 （1）运算类指令仅用到了算术运算，算术运算设计有 3 条运算类指令，分别为：ADD（两寄存器值加法）、INC（寄存器值自加1）、SUB（两寄存器值减法），所有运算类指令都为单字节，寻址方式采用寄存器直接寻址。 （2）控制转移类指令有三条HLT（停机）、JMP（无条件跳转到指定的指令地址）、BZC（判断寄存器内容是否为0，为0则跳转到指定的指令地址），用以控制程序的分支和转移，其中HLT为单字节指令，JMP 和BZC 为双字节指令。 （3）数据传送类指令有IN、OUT、LDI、LAD、STA 共5 条，用以完成寄存器和寄存器、寄存器和I/O、寄存器和存储器之间的数据交换，均为双字节指令。 3.指令格式 所有单字节指令具有相同的指令格式，如下图所示： 7654 32 10 OP-CODE RS RD 其中4位OP-CODE为操作码，2位RS为源寄存器，2位RD为目的寄存器，并规定： RS或RD 选定的寄存器 00 R0 01 R1 10 R2 11 R3 IN和OUT的指令格式为： 7654 32 10 7~0 OP-CODE RS RD P IO地址空间被分为4个区如表所示： A7A6 选定地址空间 00 IOY0 00~3F 01 IOY1 40~7F
简单模型机实验报告
评语：课中检查完成的题号及题数: 课后完成的题号与题数: 成绩：自评成绩： 实验报告 实验名称：__________ 简单模型机实验报告____________ 日期： _________________ 班级：学号：姓名： -、实验目的： 1掌握一个简单CPU的组成原理。 2、在掌握部件单元电路的基础上，进一步将其构造一台基本模型计算机。 3、为其定义五条机器指令，编写相应的微程序，并上机调试掌握整机概念。 二、实验内容： 本实验要实现一个简单的CPU并且在此CPU的基础上，继续构建一个简单的模型计算机。CPU由运算器（ALU、微程序控制器（MC、通用寄存器（R0，指令寄存器（IR）、程序计数器（PC和地址寄存器（AR组成，如图2-1-1所示。这个CPU在写入相应的微指令后，就具备了执行机器指令的功能，但是机器指令一般存放在主存当中，CPU必须和主存挂接后，才有实际的意义，所以还需要在该CPU的基础上增加一个主存和基本的输入输出部件，以构成一个简单的模型计算机。
图1-4-1基本CPU 构成原理图 除了程序计数器（PC ，其余部件在前面的实验中都已用到，在此不再讨论。系统 的程序计数器（PC 由两片74LS161和一片74LS245构成，其原理如图1-4-2所示。PC_B 为三态门的输出使能端，CLR 连接至CON 单元的总清端CLR 按下CLR 按钮，将使PC 清 零，LDPC 和T2相与后作为计数器的计数时钟，当LOAD 为低时，计数时钟到来后将CPU 内总线上的数据打入PG 图1-4-2程序计数器（PC ）原理图 本模型机和前面微程序控制器实验相比，新增加一条跳转指令 JMP 共有五条指令: OUT （输出）、JMP （无条件转移），HLT （停 机）， 其指令格式如下（高4位为操作码）： 助记符 机器指令码 说明 IN 0010 0000 IN — R0 ADD 0000 0000 R0 + R0 — R0 OUT 0011 0000 R0 — OUT JMP addr 1100 0000 ******** addr — PC HLT 0101 0000 停机 址码。微程序控制器实验的指令是通过手动给出的，现在要求 CPU 自动从存储器读取指 令并执行。根据以上要求，设计数据通路图，如图 1-4-3所示。 IN （输入）、ADD （二进制加法）、 其中JMP 为双字节指令，其余均为单字节指令, ******** 为addr 对应的二进制地 LDPC T2 CLR LOAD
计算机组成原理 实验八 简单模型计算机实验
实验八 简单模型计算机实验 一、实验目的 1)通过实验分析简单模型机结构，了解计算机的工作原理。 2)掌握计算机微程序控制器的控制方法，掌握计算机指令执行过程 二、实验原理 基本整机模型数据框图如图所示，计算机数据通路的控制将由微程序控制器来完成，CPU从内存中取出一条机器指令到指令执行结束的一个指令周期全部由微指令组成的序列来完成，即一条机器指令对应一个微程序。 数据的通路从程序计数器PC的地址送到主存的地址寄存器，根据地址寄存器的内容找到相应的存储单元。 存储器中的数据是指令时，那么数据是从RAM送到总线，再从总线送到IR 中。 存储器中的数据是需要加工的数据时，那么数据是从RAM送到总线，再动总线送到通用寄存器中等待加工。 数据加工过程中，两个数据是从总线上将数据分别分时压入两个暂存器中，等待运算部件的加工，在数据加工完成以后。运算结果是通过三太门送到总线上。 三态门的控制时由微控制器来控制。
图：模型机的数据通路图 三、实验过程 1.连线 按实验逻辑原理图连接以下控制信号。 1)时钟单元（CLOCK UNIT）的T1-T4接到微程序控制单元（MAIN CONTROL UNIT）
的T1-T4. 2)手动控制开关单元（MANUAL UNIT）的KA ，KB接到指令单元（INS UNIT） 的KA，KB。 3)指令单元（INS UNIT）的J（1）-J（5）、SE6-SE0、B-IR 接到的微程序控制单 元（MAIN CONTROL UNIT）的J（1）-J（5）、SE6-SE0、B-IR。 4)输入/输出单元（INPUT/OUTPUT UNIT）IO-W，IO-R接到微程序控制单元（MAIN CONTROL UNIT）的IO-W，IO-R,Ai接到地址单元（ADDRESS UNIT）的A0. 5)主存储器单元（MEM UNIT）M-W、M-R接到微程序控制单元（MAIN CONTROL UNIT）的M-W、M-R，A7-A0 接到地址单元（ADDRESS UNIT）的A7-A0. 6)地址单元（ADDRESS UNIT）的B-AR、B-PC、PC+1、PC-B接到微程序控制单元 （MAIN CONTROLUNIT）的B-AR、B-PC、PC+1、PC-B. 7)通用寄存器单元（REG UNIT）的B-R、R0-B 接到微程序控制单元（MAIN CONTROL UNIT）的B-DR、DR-B。 8)把算术逻辑单元（ALU UNIT）的B-DA1、B-A2、ALU-B Cycn、CyNCn、S3-S0、 M、Ci接到微程序控制单元（MAIN CONTROL UNIT）的B-DA1、B-A2、ALU-B、Cycn、CyNCn、S3-S0、M、Ci。 2.写入、检验微代码 这项操作与实验七的操作过程相同 3.装入机器指令汇编程序操作 1)微程序控制单元（MAIN CONTROL UNIT）编程开关置于“RUN”状态。 2)手动控制开关单元（MANUAL UNIT）的“STEP/RUN”开关置于“STEP”状态。 3)手动控制开关单元（MANUAL UNIT）的KA，KB开关置于1、0写主存储器状 态。 4)拨动开关从１1—0—1，产生一个负脉冲，清零程序计数器ＰＣ、微地址 寄存器。 5)拨动“START”按钮一次，从微程序控制存储器的00H微地址开始执行微指 令，暂停在0AH微地址处。 6)此时在输入数据开关上拨入实验用机器指令汇编程序表中对应00H地址的
工业设计-石膏模型制作实验报告
《模型制作》 实 验 报 告
实验名称：石膏模型制作 姓名学号 实验目的： 1、掌握石膏模型材料与调制方法 2、掌握石膏成型技法 实验材料、用具：石膏粉、水、水盆、夹板、C形钳、保鲜膜、胶合板 实验过程： 1、用夹板在胶合板上围成一个方形区域， 用C形钳对夹板进行固定，之后将鼠标模型放 置在围成的方形区域正中间。 2、将保鲜膜裁成一定大小，在鼠标木模 拍上水，把保鲜膜敷在鼠标木模上。 3、调制石膏浆，用小盆接适量的水，抓 一把熟石膏粉放进去，之后，边搅拌边添加熟石膏粉，两人配合，搅拌适当时，停止加料。 4、将和好的石膏浆倒入围好的方形区域 内，注意不要倒偏，可用手边倒边用手拨，石膏 浆超出夹板一部分，另外找一块胶合板-将石膏 浆表面刮平，待石膏浆有一定硬度后，将成型的 石膏模翻过来，并迅速取出鼠标模型。 5、打开夹子，撤掉夹板，修补制作好的 石膏阴模。修补完成后，放置在一处较平坦的 地方，待其晾干。 6、取出晾干的模子，在模型腔上覆上一 层保险模，和熟石膏粉，步骤跟之前做阴模时 一样。将和好的石膏浆拨进模型腔，把表面刮
平，挂掉多余的部分。 7、待石膏有一定温度时，将做好的鼠标石 膏模型取出，进行修补，用手沾水对多余部分进 行处理，将坑洼处，用石膏料补平。 实验体会： 石膏模型的制作，过程不太繁琐，挺适合用 来做设计成品的初步表达，但考虑到石膏的固化特性，不能用来做太大的模型。 还有，在制作过程中，对石膏的基本特性及使用有所了解，知道在那一块儿该注意，比如：石膏浆不能和的太稀，太稀就要花大把的时间去等待其发干，这样就会费很多时间，并且不便于对石膏进行再处理。太稠也不行，干的快，还没倒完料，石膏浆就成干块了，干了后，木质的鼠标模型就不容易脱出。所以，调制石膏浆很重要，得把握好用谁的量。 在翻模与脱模的时候也很关键，动作要迅速，及时对模型进行修补和修饰，这样才能做出一件相当不错的石膏模型。
计算机组成原理--实验报告
实验一寄存器实验 实验目的：了解模型机中各种寄存器结构、工作原理及其控制方法。 实验要求：利用CPTH 实验仪上的K16..K23 开关做为DBUS 的数据，其它开关做为控制信号，将数据写入寄存器，这些寄存器包括累加器A，工作寄存器W，数据寄存器组R0..R3，地址寄存器MAR，堆栈寄存器ST，输出寄存器OUT。 实验电路：寄存器的作用是用于保存数据的CPTH 用74HC574 来构成寄存器。74HC574 的功能如下： - 1 -
实验1：A，W 寄存器实验 原理图 寄存器A原理图 寄存器W 原理图连接线表： - 2 -
- 3 - 系统清零和手动状态设定：K23-K16开关置零，按[RST]钮，按[TV/ME]键三次，进入"Hand......"手动状态。 在后面实验中实验模式为手动的操作方法不再详述． 将55H 写入A 寄存器 二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据 55H 置控制信号为： 按住STEP 脉冲键，CK 由高变低，这时寄存器A 的黄色选择指示灯亮，表明选择A 寄存器。放开STEP 键，CK 由低变高，产生一个上升沿，数据55H 被写入A 寄存器。 将66H 写入W 寄存器 二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据66H
置控制信号为： 按住STEP脉冲键，CK由高变低，这时寄存器W 的黄色选择指示灯亮，表明选择W寄存器。放开STEP 键，CK 由低变高，产生一个上升沿，数据66H 被写入W 寄存器。 注意观察： １．数据是在放开STEP键后改变的，也就是CK的上升沿数据被打入。 ２．WEN，AEN为高时，即使CK有上升沿，寄存器的数据也不会改变。 实验2：R0，R1，R2，R3 寄存器实验 连接线表 - 4 -
实验七基本模型机的设计与实现
实验七 基本模型机的设计与实现 一、实验目的 ⒈在掌握部件单元电路实验的基础上，进一步将其组成系统地构造 一台基本模型计算机。 ⒉为其定义5条机器指令，并编写相应的微程序，上机调试掌握整机 概念。 二、实验设备 Dais-CMH+/CMH 计算器组成原理教学实验系统一台，实验用扁平 线、导线若干。 三、实验原理 部件实验过程中，各部件单元的控制信号是以人为模拟产生为主，而 本次实验将能在微程序控制下自动产生各部件单元的控制信号，实现特 定指令的功能。这里，计算机数据通路的控制将由微程序控制器来完 成，CPU从内存中取出一条机器指令到指令执行结束的一个指令周期全 部由微指令组成的序列来完成，即一条机器指令对应一个微程序。 本实验采用五条机器指令：IN（输入）、ADD（二进制加法）、 STA（存数）、OUT（输出）、JMP（无条件转移），其指令格式如下 （前三位为操作码）： ==========================================================助记符 机器指令码 说 明 -------------------------------------------------- ------------- IN R0,SW 0010 0000 数据开关状态 →R0 ADD R0,[addr] 0100 0000 XXXXXXXX R0+[addr]→R0 STA [addr],R0 0110 0000 XXXXXXXX R0→[addr] OUT [addr],LED 1000 0000 XXXXXXXX [addr]→LED JMP addr 1010 0000 XXXXXXXX addr→PC ==========================================================其中IN为单字节(8位)，其余为双字节指令，XXXXXXXX为addr对 应的二进制地址码。 根据以上要求设计数据通路框图，如图7-10-1所示。系统涉及到的 微程序流程见图7-7-3，当拟定“取指”微指令时，该微指令的判别测试 字段为P(1)测试。由于“取指”微指令是所有微程序都使用的公用微指 令，因此P(1)的测试结果出现多路分支。本机用指令寄存器的前3位 (IR7~IR5)作为测试条件，出现8路分支，占用8个固定微地址单元。 当全部微程序设计完毕后，应将每条微指令代码化，表7-10-1即为 将图7-10-2的微程序流程图按微指令格式转化而成的“二进制微代码
《牙齿痕迹实验》实验报告(参考模型)(学校教学)
页脚* 1 《牙齿痕迹实验》实验报告 指导教师：王纬东 实验时间： 2015-06-06 制作人： 天气情况：晴 温度： 26摄氏度 湿度：18 实验器材与样品：红白大样膏，蜡纸，光学显微镜，纸杯，热水 实验名称 实验一、牙齿痕迹实验 实 验 目的 了解人牙排列规律，掌握牙齿宽度、牙弓形态与牙位的分析方法；掌握牙齿宽度、牙弓宽度、 牙弓深度及牙齿之间相对夹角的测量方法；掌握利用牙科打样膏制作牙齿痕迹样本的操作方法。 实 验 原理 恒牙列形成后，能在相当长的时期内保持稳定，这是牙齿痕迹检验、鉴定的基本条件；医用打样膏能够在加热的条件下被塑造成需要的形态，冷却即可定型，能够如实的反映牙齿的结构特征。 教 学方法 制作牙齿痕迹，观察和认识特征。 方 案 设 计 及 教 学 过 程 实验内容 （一） 制做牙齿痕迹样本 取出一块牙科打样膏，浸泡在装有70℃～80℃的热水的一次性纸杯中，待打样膏软化后立即取出，手动塑成与牙弓大小相近的形状，然后将打样膏置于口腔中，上、下颌正常咬合，待打样膏硬化后取出，置于装有冷水的一次性纸杯中冷却，待完全硬化定型后，即制备成了牙齿痕迹样本。 （二）牙齿痕迹测量 1．测量牙冠宽度 2．测量牙弓宽度与牙弓深度 3．描绘牙列曲线 （三）观察痕迹确定特征 观察牙齿痕迹样本，确定牙齿的排列规律；确定畸形、病变牙的数量、部位和种类；分析正常牙列或由畸形牙和病变牙构成的牙列特征的各自特点，分析特征的特定意义。分析牙齿痕迹的特征反映及特征的特定性，分析前牙痕迹在检验中的作用与意义。 （四）根据牙齿痕迹样本的测量数据、观察结果、分析意见写出实验报告。 注意事项 使用牙科打样膏制作牙模时，要控制咬合的力度，不可反复咬合，否则会破坏牙齿痕迹 实验作业 （一）要求每位学员个人独立操作，制做牙齿痕迹样本。 （二）保存好实验模型。 实验现象、数据与分析：牙冠宽度、单牙尺寸、牙弓宽度、牙弓深度、牙齿相对夹角等数据的分析，自己依据上面实验自我分析。
计算机组成原理课程设计模型机实验报告 精品
实践报告 计算机组成原理--模型机设计报告 作者姓名： 专业：计算机科学与技术 学号： 指导教师： 完成日期：年月号 ******学院 计算机工程系
摘要 “计算机组成原理”是计算机科学与技术系的一门核心专业基础课程，在计算机专业中起了很重要的作用。课程中分部分介绍了计算机的各个部件，我们有必要将它们组合起来以对计算机有一个整体的认识。这次课程设计通过对一个简单模型机的设计与实现，是我们对计算机的基本组成、部件的设计、部件间的连接有更深的理解。依次设计计算机的几个部件并进行连接使成为一个完整的模型机。通过运行和调试，使之正常工作。 关键词：运算器；控制器；存储器；输入输出接口；模型机
正文： 一、课设目的要求： 《计算机组成原理》是一门理论性、实践性均较强的专业基础课，要求学生具有一定的电路分析、指令系统编写能力、软件设计能力。通过计算机组成原理实践周，要突出《计算机组成原理》理论联系实际的特点，培养实践动手能力。 1.培养学生运用理论知识和技能，构建建立问题逻辑结构，锻炼学生分析解决实际 问题的能力。 2.培养学生使用PROTEUS软件分析和设计计算机内部器件的方法和技巧。 3.培养学生调查研究、查阅技术文献、资料、手册以及编写技术文献的能力。 4.通过实践设计，要求学生在指导教师的指导下，独立完成设计课题的全部内容， 包括： （1）通过调查研究和上机实习，掌握PROTEUS软件的设计和仿真调试技能。 （2）掌握计算机系统的组成结构及其工作原理。 （3）设计实现一个简单计算机的模型机，并能够使用PROTEUS软件进行电路仿真验证 二、课设内容： 利用所学的计算机结构和工作原理的知识，要求学生独立完成简单计算机的模型机设计，并用PROTEUS软件进行验证。在分析设计过程中，要求学生养成良好的习惯，学会分析实际问题，并利用所学的知识建立系统的逻辑结构，学会PROTEUS调试技巧和方法，通过逻辑设计和工程设计培养调试硬件电路的实际动手能力。要求学生掌握数字逻辑电路中故障的一般规律，以及排除故障的一般原则和方法；锻炼分析问题与解决问题的能力，在出现故障的情况下，独立分析故障现象，并排除故障。 三、课设设备： 计算机组成原理教学实验系统及电脑一台。 四、模型机组织结构： 组织结构分为运算器控制器存储器输入输出接口。 运算器是数据的加工部件，是CPU的重要组成部分。基本结构中必须有算数/逻辑运算单元、数据缓冲存储器、多路转换器和数据总线等逻辑构件。控制器是计算机的指挥中心,负责决定执行程序的顺序,给出执行指令时机器各部件需要的操作控制命令，由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器组成。存储器用来
计算机组成原理 基本模型机实验
淮海工学院计算机工程学院实验报告书 课程名：《计算机组成原理》 题目：实验四基本模型机实验 班级： 学号： 姓名：
1、目的与要求 1）在“微程序控制器的组成与微程序设计实验”的基础上，将第一部分中的各单元组成系统，构造一台基本模型计算机。 2）本实验定义五条机器指令，编写相应的微程序，并上机调试运行，形成整机概念。2、实验设备 1) ZYE1601B计算机组成原理教学实验箱一台，排线若干。 2) PC机一台。 3、实验步骤与源程序 l) 根据该模型机的指令系统，编写一段程序。这里给出两个参考程序。 参考程序一： 本程序从输入设备（数码开关）取入数据，保存在内存单元08，然后从08单元送到输出设备（LED数码管）进行显示。然后程序停止（请实验者考虑：如何修改程序，使程序不断从输入设备取出数据，送到输出设备显示。每次循环过程中，可以使输入设备数据改变，考察输出显示的结果。）。 设计机器指令程序如下（机器码为十六进制数据）。 地址内容助记符说明 00 00 IN ；输入开关数据→R0 01 20 STA [08H] ；R0→[08] 02 08 ；地址 03 30 OUT [08H] ；[08H]→BUS 04 08 ；地址 05 40 JMP [00H] ；00H→PC 06 00 ；跳转地址 参考程序二： 本程序从输入设备（数码开关）读入数据，与0A单元的数据相加，然后送到输出设备（LED 数码管）进行显示。本程序不断地循环运行，在运行中可改变输入开关（INPUT）的值，观察输出显示的变化。 设计机器指令程序如下（机器码为十六进制数据）。 地址内容助记符说明 00 00 IN ；输入开关数据→R0，采集数据 01 10 ADD [0AH] ；R0＋[0AH]→R0，输入数据与指定数据相加 02 0A ；地址 03 20 STA [0BH] ；R0→[0B] 04 0B ；地址 05 30 OUT [0BH] ；[0BH]→BUS，输出显示 06 0B ；地址 07 40 JMP [00H] ；00H→PC 08 00 ；跳转地址 0A 01 ；加数，可自定 0B ；求和结果保存在0B单元 2) 按图1连接实验线路。 3) 写程序： 对于本实验箱可以用两种方法来写入程序。 方法一：手动写入 （1）先将机器指令对应的微代码正确地写入2816中，由于在实验1.6微程序控制器的组成与微程序设计实验中已将微代码写入E2PR0M芯片中，对照表2—2校验正确后就可使用。
模型机实验报告
哈尔滨工程大学 实验报告 实验名称：复杂模型机设计与实现 班级： 学号： 姓名： 实验时间： 成绩： 指导教师：程旭辉附小晶 实验室名称：计算机专业实验中心 一、实验名称：复杂模型机的设计与实现 二、实验目的：
1．综合运用所学计算机原理知识，设计并实现较为完整的计算机。 2．设计指令系统。 3．编写简单程序，在所设计的复杂模型计算机上调试运行。 三、实验设备： GW-48CPP系列计算机组成原理实验系统。 四、实验原理： 1．数据格式 8位，其格式如下： 其中第7位为符号位，数值表示范围是：-1≤1。 2．指令格式 所设计的指令分为四大类共十六条，其中包括算术逻辑指令、I/O指令、访问、转移指令和停机指令。 （1）算术逻辑指令 设计9条算术逻辑指令并用单字节表示，采用寄存器直接寻址方式，其格式如下： 其中， （2）访问指令及转移指令 访问指令有2条，即存数（STA）、取数（LDA）；2条转移指令，即无条件转移（JMP）、结果为零或有进位转移指令（BZC） 其中，OP-CODE指令）。D为位移量（正负均可），M为寻址模式，其定义如下： 在本模型机中规定变址寄存器RI为寄存器R2。 （3）I/O指令 输入（IN）和输出（ 其中，addr=01时，选中“OUTPUT DEVICE”中的LCD
点阵液晶屏作为输出设备。 （4）停机指令 指令格式如下： 3．指令系统 共有16条基本指令，其中算术逻辑指令7条，访问内存指令和程序控制指令4条，输入/输出指令2条，其
本模型机的数据通路框图如图7-1。根据机器指令系统要求，设计微程序流程图及确定微地址，如图7-2。 图7-2 微程序流程图 五、实验内容： 按照系统建议的微指令格式，参照微指令流程图，将每条微指令代码化，译成二进制代码表，并将二进制代码表转换为联机操作时的十六进制格式文件。 微代码定义如表7-1所示。
基本模型机实验
基本模型机实验 实验目的: 理解微程序结构CU设计方法 理解机器指令与微程序之间的关系 掌握简单模型机CU的设计方法。 实验原理： 1.基本模型机使用的实验台模块 基本模型机应包括计算机系统的五大部件，相应地，在使用实验台构造模型机时，涉及到以下模块，必须完成其数据线（扁缆）和各种控制信号线的连接。 运算器模块– ALU； 指令部件模块、时序启停控制模块、微程序模块- 这些模块合在一起，相当于计算机系统中的CU； 存储器模块- 可存储机器指令，用于验证模型机的运行情况； 输入模块– 通过开关输入二进制数据； 输出模块– 通过LED显示从数据总线上输出的八位数据。 2.基本模型机制持的指令系统 实验台支持的基本模型机实验中，模型机支持的指令集包括五条指令，其机器指令形式如下： 助记符机器指令格式操作 IN R0，SW 0010 0000 将输入模块开关输入值送入寄存器R0 ADD R0，[addr] 0100 0000 xxxxxxxx 双字节指令，第二字节为访存操作数 的地址。 STA [addr]，R0 0110 0000 xxxxxxxx 同上。将R0寄存器的值存入地址addr 对应的内存单元中。 OUT[addr],LED 1000 0000 xxxxxxxx 同上。将内存地址addr对应单元的内 容输出到输出模块，由LED显示。 JMP addr 1010 0000 xxxxxxxx 同上。给PC赋值addr，控制程序跳 转到addr处执行。 3.微程序设计 基本模型机中实现CU控制的微程序共有6段，分别是取指周期微程序，和五条机器指令各自的执行周期微程序。其结构如下图所示： 其中，需要说明的是条件P（1），这个测试出现在取指周期结束时，系统需要根据机器指令的操作码字段（机器指令的前三位）进行散转，分别转入相应的执行周期微程序中执行。
CPU与简单模型机设计实验实验报告
实验报告 实验名称：CPU 与简单模型机设计实验日期：2015.11班级：学号：姓名： 一、实验目的： (1) 掌握一个简单CPU 的组成原理。 (2) 在掌握部件单元电路的基础上，进一步将其构造一台基本模型计算机。 (3) 为其定义五条机器指令，编写相应的微程序，并上机调试掌握整机概念。 二、实验内容： 本实验要实现一个简单的CPU，并且在此CPU 的基础上，继续构建一个简单的模型计算机。CPU 由运算器（ALU）、微程序控制器（MC）、通用寄存器（R0），指令寄存器（IR）、程序计数器（PC）和地址寄存器（AR）组成,如图2-1-1 所示。这个CPU 在写入相应的微指令后，就具备了执行机器指令的功能，但是机器指令一般存放在主存当中，CPU 必须和主存挂接后，才有实际的意义，所以还需要在该CPU 的基础上增加一个主存和基本的输入输出部件，以构成一个简单的模型计算机。
图1-4-1 基本CPU 构成原理图 除了程序计数器（PC），其余部件在前面的实验中都已用到，在此不再讨论。系统的程序计数器（PC）由两片74LS161 和一片74LS245 构成，其原理如图1-4-2 所示。PC_B 为三态门的输出使能端，CLR 连接至CON 单元的总清端CLR，按下CLR 按钮，将使PC 清零，LDPC 和T2 相与后作为计数器的计数时钟，当LOAD 为低时，计数时钟到来后将CPU 内总线上的数据打入PC。 图1-4-2 程序计数器(PC)原理图 本模型机和前面微程序控制器实验相比，新增加一条跳转指令JMP，共有五条指令：IN（输入）、ADD（二进制加法）、OUT（输出）、
计算机组成原理课程设计基本模型机设计与实现
课程设计（大作业）报告课程名称：计算机组成原理 设计题目：基本模型机设计与实现 院系：信息技术学院 班级：计算机科学与技术3班 设计者： 学号： 指导教师： 设计时间： 昆明学院 信息技术学院 课程设计（大作业）任务书
目录 课程设计（大作业）报告 一、课程设计的教学目的 1. 在“微程序控制器的组成与微程序设计实验”的基础上，进一步将其中各单元组成系统构造一台模型计算机。 2. 本实验定义五条机器指令，编写相应的微程序，并上机调试运行，形成整机概念。 课程设计内容设计一台基本模型机，并实现相关的指令。 二、课程设计任务和基本要求 本课程设计以TDN-CM++计算机组成原理教学实验系统为平台设计完成。 1.按给定的数据格式和指令系统,设计一个微程序控制器。 2.设计给定机器指令系统以及微程序流程图,按微指令格式写出微 程序的为指令代码。
3.连接逻辑电路完成启动,测试,编程,测试,效验和运行,并观测运 行过程及结果。 4.将微程序控制器模块与运算器模块,存储器模块联机,组成一台 模型计算机。 5.用微程序控制器控制模型机的数据通路。 6.通过在模型机上运行由机器指令组成的简单程序,掌握机器指令 与微指令的关系,建立计算机整机的概念,掌握计算机的控制机制。 7.按指定的应用项目进行汇编指令格式及功能设计,并设计相应的 机器指令代码,按照模型机数据通路设计实现机器指令功能的微程序.在 PC机上编辑机器指令和微程序,装载代码到TDN-CM++实验系统并运行,实现应用要求。 三、设计任务及分析 (1)设计任务: 从输入设备读取数据X并将其存入以A为间接地址的 内存单元，将X与R 0. 寄存器中的内容Y执行X ⊕，结果送到以B为直接地址的内存单元保存。 (2)分析: A:给R 寄存器直接置入01H. B:从数据开关给间接地址为0CH的内存单元置数,(03H). C:给R 0中的内容取反,结果存在R 中. D:将间接地址0CH中直接地址0EH中的内容(03H)放入DR1中, R 中的内容 放入DR2中,将DR1和DR2种的数进行异或运算,结果放在R 中. E:将R 中的内容存在直接地址为0DH的内存单元中. 四、设计原理 模型机在微程序控制下自动产生各部件单元控制信号，实现特定指令的功能。这里，计算机数据通路的控制将由微程序控制器来完成，CPU 从内存中取出一条机器指令到指令执行结束的一个指令周期全部由微指令组成的序列来完成，即一条机器指令对应一段微程序。 本实验采用五条机器指令： IN（输入）、ADD（二进制加法）、STA（存数）、OUT（输出）、JMP（无条件转移），其指令格式如下（前４位为操作码）：