探究暖宝宝化学组成和发热原理设计实验论文
暖宝宝自发热秘密的探究及化学组成测定
摘要
设计并进行了对暖宝宝发热原理的探究与化学组成的测定。鉴定暖宝宝反应物、产物，再又原电池模拟反应进行原理，最后进行各组分含量测定。
关键词：暖宝宝发热原理，暖宝宝各组分含量,Fe ,NaCl ,C,蛭石
引言
“暖宝宝”自发热袋成为冬日的流行，它可以30-50度持续发热6-12小时，我们设计了该实验探究它的发热原理以及组成成份。
1.产品概述
目前,在市场上已经出现了很多自发热产品，暖宝宝为片状贴剂，在使用时，去掉外袋，让无纺布袋暴露在空气里，氧气通过透气膜进入里面，暖宝宝开始持续低温发热（58o C）。由于携带方便，发热持久稳定，暖宝宝成为取暖驱寒，热敷理疗的时尚用品。
2.实验部分
2.1实验试剂
暖宝宝，硫酸，盐酸，NaOH，K2Cr2O7,Na2CO3，苯，K3Fe(CN)6，KSCN，AgNO3，SnCl2,酚酞，甲基橙，硫磷混酸，二苯胺磺酸钠，铁片、碳棒、澄清石灰水，树脂。
2.2实验仪器
G4砂芯漏斗，布氏漏斗，交换柱，250mL容量瓶，移液管，锥形瓶，酸式滴定管，酒精灯，酒精喷灯，干锅，泥三角，石棉网，电流表，定量滤纸。
2.3实验方法
现象解释
暖宝宝均匀细腻
的黑色固体，
其中混杂白瓷色
的小颗粒，
湿润含少量水
按组分含量测定的结果取活性
炭、还原铁粉、蛭石加入盛
溶液的烧杯中模拟暖宝宝
2.3.4组分含量测定
V3
=25.22mL
灼烧碳离子交换法K2Cr2O7滴定Fe3+
3.实验结论与数据处理
由暖宝宝反应物：C、Fe、NaCl ，产物：C、Fe2O3、NaCl，可组成原电池氧化还原反应得：
3.1暖宝宝组分
活性炭（15.89%）、还原铁粉（37.87%）、蛭石（17.00%）、NaCl（6.81%）、水
3.2暖宝宝发热原理
利用原电池加快氧化反应速度，将化学能转变为热能。
负极：Fe-2e-=Fe2+
正极：O2 + 2H2O + 4e-=4OH-
总反应：2Fe + O2 + 2H2O=2Fe(OH)2
4Fe(OH)2 + 2H2O + O2=4Fe(OH)3↓
2Fe(OH)3 ==== Fe2O3+3H2O
使用蛭石来保温。通过透气膜的透氧速率控制放热的时间和温度。
4.现象分析与讨论
A实验方案讨论
1.碳和蛭石的测定失败方案
高温酸溶，过滤，得沉淀加NaOH除硅酸。过滤，称沉淀即为C的质量。
失败原因：未掌握蛭石性质，取蛭石于过量NaOH溶液和HCl溶液中，加热，蛭石不溶。得到数据实为活性炭和蛭石的质量。
改进方案：（1）加浓HNO3与C反应（舍，不易操作且产生NO、NO2）
（2）加热消耗碳以质量差计算含量。
2.测定NaCl失败方案
用AgNO3测量Cl-方案：成本过高
重量法：取样品水溶后滤液加AgNO3沉淀，称量沉淀计算NaCl质量
舍去原因：Cl-含量过少，多次过滤、转移、称量造成损失，误差太大。
改进方案，离子交换法：阴离子交换柱Cl-定量交换OH-，再滴定测得OH-
测定电导率法：测NaCl电导率，与标准曲线对比得C NaCl，简洁易行，由于时间不够未进行
3.K2Cr2O7滴定Fe2+法失败两次
第一次，由于估计铁粉含量过低，加入的掩蔽剂（硫磷混酸H3PO4+Fe3+=Fe（HPO4）2-）量不足，Fe3+黄色影响滴定终点颜色突变的观察，导致滴定失败。
第二次，滴定时，指示剂在滴定过程中被消耗，滴定终点没有颜色突变，现象为：无色→淡绿→深绿→棕绿（不变），失败。
改进方案，滴定前加足量掩蔽剂，滴定接近终点时补加指示剂，实验成功。
4.K2Cr2O7滴定Fe2+法注意事项
酸度控制在HCl介质中反应，过酸时Cl-消耗K2Cr2O7；酸度过低甲基橙褪色慢
还原剂SnCl2还原甲基橙到无色，用甲基橙指示Fe3+还原终点
掩蔽剂硫磷混酸：生成的Fe3+呈黄色，H3PO4与Fe3+生成无色Fe（HPO4）2-；降低Fe3+/Fe2+电位，滴定突越增大，减少误差
若选用NH4F F-与Fe3+生成无色FeF3，但是F-也与Fe2+配位，因此舍去。
B现象讨论
1.鉴定铁粉：只能证明样品有铁元素，不能证明一定为铁粉。
检验Fe2+、不存在Fe3+以证明溶液中的铁均来自酸化的铁粉，反应物中没有FeO或Fe2O3。
煮沸溶液、液面覆盖苯，均为保证Fe2+未被氧化，但事实证明，氧化反应迅速，用KSCN 检验溶液总是变成淡红色，因此此处只能推测反应物为铁粉。
2．鉴定Fe2O3：酸溶后加碱，灰绿沉淀--沉淀部分消失--变棕黄色--红褐色沉淀加热变红棕色固体
现象解释，样品中的蛭石可以部分溶于酸，得到Mg2+和Al3+,遇碱生成氢氧化沉淀，浅灰绿色沉淀为红褐色Fe(OH)3和白色Al(OH)3（可能也有Mg(OH)2）的混合物，继续滴加NaOH 溶液，Al(OH)3逐渐消失，最终剩余红褐色Fe(OH)3沉淀。
C数据误差
1称取暖宝宝不准确
由于暖宝宝的原电池原理，拆开瞬间迅速与氧气反应，Fe被氧化，导致称量总质量偏大。实验中采取相关措施：迅速称取刚拆封的样品，煮沸溶液溶解样品，液面覆盖苯隔绝氧气，但是效果不明显，用KSCN检验仍有Fe3+。因此改进方案，将样品中的Fe完全氧化为Fe2O3，准确称取含Fe2O3的样品进行计算，但是将Fe完全氧化耗时太大，舍去。最终以刚拆封样品质量作为总质量，导致结果偏小。
2．活性炭损失
由于活性炭的半径过小，抽滤、转移时有少量活性炭损失（堵塞漏斗，附着于漏斗壁），导致结果偏小。改进：选用致密滤纸，减少过滤、转移次数。
1.氧化还原法滴定Fe2+
K2Cr2O7滴定为氧化还原滴定，反应速率较慢，滴定前加热至微沸，趁热滴定加快反应，但滴定过程降温K2Cr2O7易过量，导致结果偏小。改进：加热至沸后立即开始滴定。
Determinethe components and study theprinciple of
spontaneous hot of Nuanbaobao
Key words: Nuanbaobao, Determine the components, study the principle of spontaneous hotFe ,NaCl ,C,vermiculite
计算机组成原理课程设计(微程序)报告
微程序控制器的设计与实现
目录 1设计目的 (3) 2设计内容 (3) 3具体要求 (3) 4设计方案 (3) 5 调试过程 (11) 6 心得体会 (12)
微程序控制器的设计与实现 一、设计目的 1)巩固和深刻理解“计算机组成原理”课程所讲解的原 理，加深对计算机各模块协同工作的认识 2)掌握微程序设计的思想和具体流程、操作方法。 3)培养学生独立工作和创新思维的能力，取得设计与调 试的实践经验。 4)尝试利用编程实现微程序指令的识别和解释的工作 流程 二、设计内容 按照要求设计一指令系统，该指令系统能够实现数据传送，进行加、减运算和无条件转移，具有累加器寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、存储器直接寻址、立即数寻址等五种寻址方式。 三、设计要求 1)仔细复习所学过的理论知识，掌握微程序设计的思 想，并根据掌握的理论写出要设计的指令系统的微程 序流程。指令系统至少要包括六条指令，具有上述功 能和寻址方式。 2)根据微操作流程及给定的微指令格式写出相应的微 程序 3)将所设计的微程序在虚拟环境中运行调试程序，并给 出测试思路和具体程序段 4)尝试用C或者Java语言实现所设计的指令系统的加 载、识别和解释功能。 5)撰写课程设计报告。 四、设计方案 1)设计思路 按照要求设计指令系统，该指令系统能够实现数据传送，进行加、减运算和无条件转移，具有累加器寻址、寄存器寻
址、寄存器间接寻址、存储器直接寻址、立即数寻址等五种寻址方式。从而可以想到如下指令：24位控制位分别介绍如下： XRD ：外部设备读信号，当给出了外设的地址后，输出此信号，从指定外设读数据。 EMWR：程序存储器EM写信号。 EMRD：程序存储器EM读信号。 PCOE：将程序计数器PC的值送到地址总线ABUS上。 EMEN：将程序存储器EM与数据总线DBUS接通，由EMWR 和EMRD决定是将DBUS数据写到EM中，还是 从EM读出数据送到DBUS。 IREN：将程序存储器EM读出的数据打入指令寄存器IR 和微指令计数器uPC。 EINT：中断返回时清除中断响应和中断请求标志，便于下次中断。 ELP： PC打入允许，与指令寄存器的IR3、IR2位结合，控制程序跳转。 MAREN：将数据总线DBUS上数据打入地址寄存器MAR。 MAROE：将地址寄存器MAR的值送到地址总线ABUS上。 OUTEN：将数据总线DBUS上数据送到输出端口寄存器OUT 里。 STEN：将数据总线DBUS上数据存入堆栈寄存器ST中。 RRD：读寄存器组R0-R3，寄存器R?的选择由指令的最低两位决定。 RWR：写寄存器组R0-R3，寄存器R?的选择由指令的最低两位决定。 CN：决定运算器是否带进位移位，CN=1带进位，CN=0不带进位。 FEN：将标志位存入ALU内部的标志寄存器。 X2：X1：X0: X2、X1、X0三位组合来译码选择将数据送到DBUS上的寄存器。具体如下： X2 X1 X0 输出寄存器 0 0 0 IN_OE 外部输入门 0 0 1 IA_OE 中断向量 0 1 0 ST_OE 堆栈寄存器 0 1 1 PC_OE PC寄存器
探究暖宝宝中的化学原理
探究暖宝宝中的化学原理(预习报告) 王兆宁（ID 20） 武汉大学生命科学学院11级生物学基地二班一．背景信息 二．(Cited from 实验部分 1.实验仪器:原电池反应槽,碳棒,铁棒,导线,灵敏电流表,铁丝,酒精灯. 所用试剂:NaCl固体.),无水硫酸铜(或五水合硫酸铜).),6mol/L盐酸, AgNO 3溶
液, KSCN溶液，镁试剂，铝试剂(或茜素磺酸钠溶液),2mol/L NaOH溶液, NH Cl 4 Ac溶液，澄清石灰水. 溶液, HAc溶液，NH 4 2.原理探究 将碳棒和铁棒平行插入盛有L NaCl溶液的原电池反 应槽中,将两极用导线连接到灵敏电流表上,观察实 验现象.(电流表是否偏转两极各有什么现象) 3.成分探究 水的检验:取未开封的暖宝宝中的固体粉末适量,置 于蒸发皿中,再放入一些无水CuSO 盖上表面皿,稍 4, 稍加热,观察现象.(另设置一组对照,避免空气中的 水蒸气对结果的干扰.无水硫酸铜是否变蓝若没有 无水硫酸铜可先用五水合硫酸铜制备.) 样品的预处理及食盐的检验:取暖宝宝中的固体粉 末于250mL烧杯,加入100mL水溶解之.过滤,将滤液 溶液,观察现象.(是否生成 分为两份,一份加入AgNO 3 白色沉淀再加入硝酸,有何现象)用洁净的铁丝(用 稀盐酸洗涤并烤干,反复操作至没有焰色)沾取另一 份溶液,用酒精灯灼烧,观察现象.(焰色是否为黄 色) 铁、镁、铝的检验:将上步所得滤渣溶于6mol/L盐 酸,充分搅拌后过滤.(滤液颜色)将滤液分成三份. 向第一份中加入KSCN溶液,观察现象.(溶液是否变 血红色若不变血红色,加入少量氯水或双氧水,是否 变色)向第二份中滴加2mol/L NaOH溶液至不再有沉 淀产生,离心,弃沉淀,向清液中加入镁试剂,观察现 象.(是否生成蓝色沉淀)向第三份溶液中加入过量 2mol/L NaOH溶液,离心并弃去沉淀,向清液中加入铝 试剂,观察现象.(是否出现红色沉淀若没有铝试剂, Cl溶液至产生大量白色沉淀,加几滴 则加入NH 4 HAc-NH Ac作为缓冲溶液,再加入茜素S溶液摇匀.是 4 否出现红色沉淀) 碳的检验:取中第一次过滤的滤渣，加入过量氢氧 化钠溶液，过滤，将滤渣烘干并灼烧，灼烧时在蒸 发皿上放倒置一个内壁沾有澄清石灰水的烧杯，观 察现象。(澄清石灰水是否变浑浊) 硅的检验:取中的滤液,滴加盐酸,观察现象.(是否 生成白色沉淀)
计算机组成原理阵列乘法器课程设计报告
. 课程设计
. 教学院计算机学院 课程名称计算机组成原理题目4位乘法整列设计专业计算机科学与技术班级2014级计本非师班姓名唐健峰 同组人员黄亚军 指导教师 2016 年10 月 5 日
1 课程设计概述 1.1 课设目的 计算机组成原理是计算机专业的核心专业基础课。课程设计属于设计型实验，不仅锻炼学生简单计算机系统的设计能力，而且通过进行设计及实现，进一步提高分析和解决问题的能力。 同时也巩固了我们对课本知识的掌握，加深了对知识的理解。在设计中我们发现问题，分析问题，到最终的解决问题。凝聚了我们对问题的思考，充分的锻炼了我们的动手能力、团队合作能力、分析解决问题的能力。 1.2 设计任务 设计一个4位的二进制乘法器： 输入信号：4位被乘数A（A1,A2,A3,A4）, 4位乘数B（B1,B2,B3,B4）, 输出信号：8位乘积q(q1,q2,q3,q4,q5,q6,q7,q8). 1.3 设计要求 根据理论课程所学的至少设计出简单计算机系统的总体方案，结合各单元实验积累和课堂上所学知识，选择适当芯片，设计简单的计算机系统。 （1）制定设计方案： 我们小组做的是4位阵列乘法器，4位阵列乘法器主要由求补器和阵列全加器组成。 （2）客观要求 要掌握电子逻辑学的基本内容能在设计时运用到本课程中，其次是要思维灵活遇到问题能找到合理的解决方案。小组成员要积极配合共同达到目的。
2 实验原理与环境 2.1 1.实验原理 计算机组成原理，数字逻辑，maxplus2是现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。 用乘数的每一位去乘被乘数，然后将每一位权值直接去乘被乘数得到部分积，并按位列为一行每一行部分积末位与对应的乘数数位对齐，体现对应数位的权值，将各次部分积求和得到最终的对应数位的权值。 2.2 2.实验环境 2.2.1双击maxplu2II软件图标，启动软件 （1）.新建工程，flie->new project ....，出现存储路径的选项框，指定项目保存路径并且为工程命名，第三行设置实体名，保持与工程名一致。点击OK
计算机组成原理课程设计报告
计算机组成原理课程设计报告 课程设计题目：计算机组成原理 专业名称：计算机科学与技术班级： 2013240202 关童：201324020217 张一轮：201324020218 孙吉阳：201324020219 张旭：201324020220 老师姓名：单博炜 2015年12月31日
第一章课程设计概述 1.1 课程设计的教学目的 本课程设计的教学目的是在掌握计算机系统组成及内部工作机制、理解计算机各功能部件工作原理的基础上，深入掌握数据信息流和控制信息流的流动过程，进一步加深计算机系统各模块间相互关系的认识 无条件转移)，其指令格式如表1(前4位是操作码)： 表1： IN为单字长(8位)，含义是将数据开关8位数据输入到R0寄存器；ADD为双字长指令，第一字为操作码，第二字为操作数地址，其含义是将R0寄存器的内容与内存中以A为地址单元的数相加，结果放在
R0；STA为双字长指令，含义是将R0中的内容存储到以第二字A为地址内存单元中；OUT为双字长指令，含义是将内存中以第二字为地址的数据读到数据总线上，由数码管进行显示；JMP是双字长指令，执行该指令时，程序无条件转移到第二字所指定的内存单元地址。 为了向RAM中装入程序和数据，检查写入是否正确，并能启动程序执行，还设计了三个控制台操作微程序：存储器读操作”(KRD):拨动总清开关CLR后，当控制台开关SWB、SWA置为“00”时，按START 微动开关，可对RAM进行连续手动读操作；存储器写操作(KWE)：拨动总清开关CLR后，当控制台开关SWB、SWA置为“01”时，按START微动开关，可对RAM进行连续手动写入;启动程序：拨动总清开关CLR后，当控制台开关SWB、SWA置为“11”时，按START微动开关，即可转入第01号“取指”微指令，启动程序运行。这三条控制台指令用两个开关SWB、SWA的状态来设置，其定义如表2：表2： C字段： 按照数据通路可画出机器指令的微程序流程图如图2所示，当拟定“取值”微指令时，该微指令的判
组成原理课程设计-设计一台模型计算机
计算机组成原理课程设计 一、基本要求：设计一台模型计算机 具体内容： 1. 数据格式和指令系统 2. 数据通路 3. 时序系统 4. 微指令格式 5. 微程序控制器 6. 微程序流程图 7. 微程序代码表 二、模型机设计 1. 数据格式和指令系统的约定 1) 数据格式 模型机规定采用定点补码表示法表示数据，且字长为8位，其格式如下： 7 6 5 4 3 2 1 0 其中: 第7位为符号位，数值表示范围是：-1≤X＜1。 2) 指令系统 模型机设计四大类指令共16条，其中包括算术逻辑指令（9条）、I／O指令（4条）、访内及转移指令（2条）和停机指令（1条）。 因为指令系统共16条指令，所以操作码是4位。 由于模型机机器字长为8位，故设计单字长指令和双字长指令供使用。 (1) 算术逻辑指令 设计9条算术逻辑指令并用单字节表示，寻址方式采用寄存器直接寻址，其格式如下： 7 6 5 4 3 2 1 0 其中，OP-CODE为操作码，Rs为源寄存器，Rd为目的寄存器，并规定：9条算术逻辑指令的名称、功能和具体格式。
(2) 访内指令及转移指令 模型机设计2条访问指令，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)，指令格式为： 7 6 5 4 3 2 1 0 其中，OP-CODE为操作码，Rd为目的寄存器，D为位移量(正负均可)，X为寻址方式，其定义如下： (3) 输入输出指令 格式如下： 7 6 5 4 3 2 1 0 其中，addr=01 时，选中“INPUT DEVICE”中的开关组作为入设备，addr=10时，选中“OUTPUT DEVICE”中的数码快作为输出设备。 (4) 停机指令 格式如下： 7 6 5 4 3 2 1 0 这类指令只有一条，即停机指令HALT (5) 模型机指令系统
组成原理课程设计跑马灯
信息与电气工程学院 《计算机组成原理》课程设计报告
一、课程设计的目的 《计算机组成原理》课程设计是与课程配套开设的实践环节。通过本课程设计，使学生进一步的理解计算机组成原理课程讲授的相关内容，包括计算机的各大部件及工作原理，计算机对机器语言的支持和理解方法，计算机整机工作原理和控制方法，以及CU设计的基本方法等等，进一步巩固所学的理论知识，提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力；锻炼计算机硬件的设计能力、调试能力；培养严谨的科学实验作风、良好的工程素质及团队协作精神，为今后的工作打下基础。 二、课程设计的内容 基于DAIS-CMH+实验台，设计并实现一个能够支持5至10条机器指令的微程序结构CU，并利用该指令系统的指令编写机器指令程序，通过调试观察模型机执行机器指令程序的过程和结构，验证CU设计的正确性。 三、课程设计的要求 (1)认真阅读模型机设计说明，了解设计内容，做好设计准备。 (2)完成模型机的硬件电路连接，绘制硬件结构框图。 (3)完成指令的微操作序列分析，画出微程序流程图，根据微指令格式，填写码点，编写微程序，完成微程序结构的CU设计。 (4)设计并编写机器指令测试程序。 (5)能够熟练的运用调试方法，修正微程序设计中存在的问题，验证机器指令执行的正确性。 (6)根据设计的实施过程，认真完成课程设计报告。 四、模型机设计总结 4.1 硬件结构框图与主要硬件模块说明
图1 实验台硬件布局图 ①缓冲输入模块: 控制信号 SW-B,控制输入信号从开关部件输入到总线。 注意：总线没有锁存能力，如果该信号关闭，则数据立刻丢失，总线上数据变为FFH。 ②地址总线模块：控制信号LDAR,控制数据（地址信号）从总线打入地址寄存器(AR)。 ③内存模块：控制信号 WR,内存的读/写控制信号，配合控制信号CE,内存的片选信号，对内存进行读/写操作。CE = 1,WR = 1，进行内存写操作；CE = 1, WR = 0, 进行内存读操作。 ④锁存输出模块：控制信号 LDED,控制数据从总线打入输出模块的锁存器，通过LED灯进行显示。 ⑤寄存器组：两组控制信号,控制数据从总线输入Ri的控制信号- LDR0,LDR1和LDR2；控制数据从寄存器Ri送到总线上的控制信号R0-B,R1-B,R2-B。 ⑥数据总线模块，这个模块没有控制信号，就是个显示模块，显示当前总线上的数据情况。
计算机组成原理课程设计报告63979
课程设计报告 课程名称：计算机组成原理 题目名称：复杂模型机的设计与实现 专业名称：计算机科学 18 学生姓名：李佩霖 同组人：聂铭 指导老师：单博炜 完成时间：2014年12月29日至2014年12月31日 目录 第一章课程设计概述 1.1课程设计的教学目的 1.2课程设计任务和基本要求 第二章规定项目的实验验证 2.1任务分析以及解决方案 2.2设计原理 第三章指定应用项目的设计实现
第四章收获和体会 第一章课程设计概述 1.1 课程设计的教学目的 综合运用所学计算机组成原理知识，设计并实现较为完整的计算机。 1.2 课程设计任务和基本要求 在模型机上实现如下运算：从IN单元读入一个数据，根据读入数据的低四位值X，求对应X值的1+2+3+···的整数序列的累加和，X为序列的长度。 要求使用实验机上的复杂模型机设计实验上的数据格式和指令格式、数据通路、微程序流程图设计微程序，并通过手动和联机输入完成实验验证。 第二章规定项目的实验验证 2.1任务分析以及解决方案 考虑到实验任务为计算数的序列的累加和，所以实验过程应该为： 1.学习并掌握微指令的结构以及运算方式。 2根据实验机数据通路的原理框图在实验机上连接线路。 3手动和联机向实验机打入微程序，运行并验证。 2.2设计原理 如图1为模型机数据通路原理框图，图2为微程序流程图。 图1 图2 关于数据格式，模型机规定采用定点补码表示法表示数据，数据字长为8位，8位全部用来表示数据。 关于指令格式，模型机设计3大指令共15条，其中包括运算类指令、控制转移类指令、数据传送类指令。运算类指令包含3种，算术运算、逻辑运算、一位运算，设计有6条运算类指令，分别为：ADD、AND、INC、SUB、OR、RR，所有运算类指令均为单字节指令，寻址方式采用寄存器直接寻址。控制转移类指令有3条，分别为：HLT、JMP、BZC。数据传送类指令有：IN、OUT、MOV、LDI、LAD、STA。
暖宝宝的发热原理
暖宝宝的发热原理 “暖宝宝”是铁，蛭石，活性炭，无机盐，水等合成的混合物。其中蛭石是一种铁镁质铝硅酸盐矿物，成分为 Mg0.5(H2O)4Mg3[AlSi3O10](OH)2，因加热时能迅速膨胀，弯曲呈水蛭（蚂蟥）状而得名。蛭石一般呈褐色、褐黄色或暗绿色，带油脂的玻璃光泽。约有80％的膨胀蛭石用于建筑工业，是良好的隔热、隔音材料。蛭石是当今世界首屈一指的超级保温材料。将蛭石经过一系列复杂的化学处理，提取出来的蛭石薄膜呈半透明。这种薄膜表层的保温性能极好，用来制作防火覆盖层、房顶防热、高温衬垫、熔炉或锅炉用的膨胀连接件，冰箱等家用电器、孵化器的防热层和电缆外包层等都很适宜。 那么，我们使用的“暖宝宝”的发热原理是怎样的呢？通过收集相关资料，对“暖宝宝 二、原理解析 “暖宝宝”是利用铁氧化反应放热来发热。实际上也就是根据铁在潮湿空气中发生吸氧腐蚀的原理。同时利用活性炭的强吸附性，在活性炭的疏松结构中储有水蒸气，水蒸气液化成水滴，流出与空气和铁粉接触，在氯化钠的催化作用下较为迅速的发生反应生成氢氧化铁，放出热量。
铁在自然条件下的氧化反应速度是缓慢的，若能加快这种反应，如设法加大铁的表面积，使用水，食盐和活性炭形成原电池来促进反应，就可以得到发热袋所需的温度，成为发热袋的热源。 负极：Fe-2e-＝Fe2+ 正极：O2 + 2H2O + 4e-＝4OH- 总反应：2Fe + O2 + 2H2O＝2Fe(OH)2 2Fe(OH)2 + 2H2O + 3O2＝4Fe(OH)3↓ 2Fe(OH)3 ==== Fe2O3+3H2O 三、探究过程设计 1 实验用品 原电池反应槽、导线、灵敏电流表、铁片、碳棒、5%NaCl溶液、烧杯、试管、漏斗、滤纸、铁架台、胶头滴管、玻璃棒、pH试纸、药匙、酒精灯、铂丝、蒸发皿、暖宝宝用后的剩余混合物（黑褐色固体）、NaOH溶液、稀HCl、AgNO3溶液、H2O、KSCN溶液、澄清石灰水等。 2 实验步骤 ①原理探究：
计算机组成原理课程设计
理工学院 本科课程设计 课程设计题目:具有存储器变址寻址及逻辑运算功能的复杂模型机的设计学生姓名： 学号： 1J:计算机学院 系另 专业班级：指导教师姓名:
目录 主要内容： 1. 课程设计目的 2. 所用的设备及软件： EL-J Y-II型计算机组成原理实验系统一套，排线若干 3. 课程设计的基本工作原理 4. 课程设计的详细设计 5. 课程设计的调试、运行步骤 6. 课程设计的运行结果 7. 课程设计的心得体会 8. 回答问题。
课程设计题目: 题目5:具有存储器变址寻址及逻辑运算功能的复杂模型机的设计运行SUC R0,R1 时，讨论有进位和无进位两种情况。 1. 课程设计目的 《计算机组织与体系结构》课程设计是计算机科学与技术专业本科学生在学习完 《计算机组织与体系结构》课程之后的一个重要的实践环节。要求学生在教师的指导下，综合运用已学过的《计算机组织与体系结构》中的各种知识和技能，独立完成一项较为完整、并具有一定难度的课程设计任务。使学生初步掌握用微程序控制器控制模型机的数据通路，进一步学习模型机系统设计与实现。 2. 所用的设备及软件： EL-JY-II型计算机组成原理实验系统一套，排线若干,,。 3. 课程设计的基本工作原理 1 ?数据格式 模型机规定采用定点补码表示法表示数据，且字长为8位，其格式如下： 其中第7位为符号位，数值表示范围是：-2 7 计算机组成原理课程设计报告 班级：06计算机 6 班姓名：李凯学号：20063007 完成时间：2009年1月3日 一、课程设计目的 1．在实验机上设计实现机器指令及对应的微指令（微程序）并验证，从而进一步掌握微程序设计控制器的基本方法并了解指令系统与硬件结构的对应关系； 2．通过控制器的微程序设计，综合理解计算机组成原理课程的核心知识并进一步建立整机系统的概念； 3．培养综合实践及独立分析、解决问题的能力。 二、课程设计的任务 针对COP2000实验仪，从详细了解该模型机的指令/微指令系统入手，以实现乘法和除法运算功能为应用目标，在COP2000的集成开发环境下，设计全新的指令系统并编写对应的微程序；之后编写实现乘法和除法的程序进行设计的验证。 三、课程设计使用的设备（环境） 1．硬件 ●COP2000实验仪 ●PC机 2．软件 ●COP2000仿真软件 四、课程设计的具体内容（步骤） 1．详细了解并掌握COP 2000模型机的微程序控制器原理，通过综合实验来实现该模型机指令系统的特点： COP2000模型机包括了一个标准CPU所具备所有部件，这些部件包括：运算器ALU、 累加器A、工作寄存器W、左移门L、直通门D、右移门R、寄存器组R0-R3、程序计数器PC、地址寄存器MAR、堆栈寄存器ST、中断向量寄存器IA、输入端口IN、输出端口寄存器OUT、程序存储器EM、指令寄存器IR、微程序计数器uPC、微程序存储器uM，以及中断控制电路、跳转控制电路。其中运算器和中断控制电路以及跳转控制电路用CPLD来实现，其它电路都是用离散的数字电路组成。微程序控制部分也可以用组合逻辑控制来代替。 模型机为8位机，数据总线、地址总线都为8位，但其工作原理与16位机相同。相比而言8位机实验减少了烦琐的连线，但其原理却更容易被学生理解、吸收。 模型机的指令码为8位，根据指令类型的不同，可以有0到2个操作数。指令码的最低两位用来选择R0-R3寄存器，在微程序控制方式中，用指令码做为微地址来寻址微程序存储器，找到执行该指令的微程序。而在组合逻辑控制方式中，按时序用指令码产生相应的控制位。在本模型机中，一条指令最多分四个状态周期，一个状态周期为一个时钟脉冲，每个状态周期产生不同的控制逻辑，实现模型机的各种功能。模型机有24位控制位以控制寄存器的输入、输出，选择运算器的运算功能，存储器的读写。24位控制位分别介绍如下： XRD ：外部设备读信号，当给出了外设的地址后，输出此信号，从指定外设读数据。 EMWR：程序存储器EM写信号。 EMRD：程序存储器EM读信号。 PCOE：将程序计数器PC的值送到地址总线ABUS上。 EMEN：将程序存储器EM与数据总线DBUS接通，由EMWR和EMRD决定是将DBUS数据写到EM中，还是从EM读出数据送到DBUS。 IREN：将程序存储器EM读出的数据打入指令寄存器IR和微指令计数器uPC。 EINT：中断返回时清除中断响应和中断请求标志，便于下次中断。 ELP： PC打入允许，与指令寄存器的IR3、IR2位结合，控制程序跳转。 MAREN：将数据总线DBUS上数据打入地址寄存器MAR。 MAROE：将地址寄存器MAR的值送到地址总线ABUS上。 OUTEN：将数据总线DBUS上数据送到输出端口寄存器OUT里。 STEN：将数据总线DBUS上数据存入堆栈寄存器ST中。 RRD：读寄存器组R0-R3，寄存器R?的选择由指令的最低两位决定。 RWR：写寄存器组R0-R3，寄存器R?的选择由指令的最低两位决定。 【教学目标】 （1）了解暖宝宝的有效成分及其检验方法。 （2）获得有关化学实验的基本知识和基本技能，学会实验探究的一般方法，（3）通过“发现问题、提出猜想、实验验证、分析推论”的实验探究过程，建立科学探究的意识，培养科学探究的品质，学习科学探究的基本方法。 （4）通过发现和提出有探究价值的化学问题，体会到学习化学的乐趣，激发对生活中化学现象的好奇心和探究欲望，培养问题意识，增强对化学的兴趣。（5）体会学习过程中的曲折，将课本知识应用到实际探究中，学以致用，学会应用问题解决策略去解释和揭开身边更多的奥秘。 【教学重点】 暖宝宝中有效成分的猜想和验证探究；化学反应中伴随的能量变化。 【教学难点】 化学反应中伴随的能量变化。 【教学用具】 暖宝宝、硫酸铜溶液、酒精灯、火柴、试管、药匙、磁铁、纸槽、剪刀 【教学方法】 通过创设真实、易激发兴趣和探究欲的学习情境，运用问题解决策略，引导、多媒体课件 【教学流程图】 创设情景——提出问题——猜想——验证——得出结论——拓展应用——交流 总结 【教学过程】 教学流程教师活动学生活动设计意图 创设情景 导入新课人们常用的取暖方式有哪些？ 多媒体展示一副幅常用的取暖方式的图片。引导思考能否有如何更加方便携带的取暖物品？学生思考 观看、思考 通过图片和情境创设，激发学生的求知,使学生的思维集中到本节课的主题上。 推进新课（展示“暖宝宝”） 介绍它在取暖方面功用，以其廉价方便逐渐为人们使用。 引导提问：有哪位同学使用过暖宝宝？你是如何使用的？大家摸摸它现在发热吗？ 撕开外层的包装袋，观察，并贴于手腕处。片刻后感觉有无温度。让学生亲自感受其发热，激发学习探究的兴趣，教师适时激励评价，激发了学生的信心和勇气。 猜想即然暖宝宝这么神奇，那么大家想不想知道其中的奥秘？ 为了探究其中奥秘，我们剪开内层包装袋，倒出其中的固体，指导学生观察。暖宝宝里的黑色固体可能是什么物质呢？思考讨论后可能作答：碳、二氧化锰、四氧化三铁、铁……引导思考 实验验证同学们众多的猜想中大家能否结合学过的知识和日常生活的常识， 证明它存在呢？ 提示：验证某物质一般先考虑物理方法再考虑化学方法！讨论、回忆它们的 性质，得出最简单的证明铁粉的方法。 课程设计说明书计算机组成原理课程设计 院系：计算机科学与工程学院 专业班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 2014年12月26日 安徽理工大学课程设计（论文）任务书 2014年12月1日 安徽理工大学课程设计（论文）成绩评定表 摘要 计算机组成原理课程设计课题是基本模型机的设计与实现。利用CPU与简单模型机来实现计算机组成原理课程设计，编写指令的应用程序，用微程序控制器实现一系列的指令功能，最终达到将理论与实践相联系。本次设计完成了相关指令的格式以及编码的设计，实现了机器指令微代码，完成具有一定功能的程序。 本次课程设计的题目是输入一个16位的数，对其进行循环左移。通过设计流程图，编写机器指令，微指令和控制信号程序。首先向存储器中装入数据和程序，然后检查写入是否正确，启动程序执行。另外，还需设计微程序：本课程设计要求实现机器指令：MOVV（传送）,RU（输入),HUO（逻辑或），JIA（加法运算），JIAC(带进位的加法),TZ(判断A寄存器里的内容是否为零)，TIAO(跳转)。以上各微指令设计完毕后，用设计好的指令实现逻辑运算，连接线路在CPTH计算机组成原理教学实验箱运行程序，并将实验结果显示输出。 本次课程设计偏重于对计算机工作的原理和计算机微机的指令系统学习和深入的了解。对以后的学习打下一个好的基础。这一课题的实现不仅使我们对各种微指令有了熟练的掌握，更对以后的学习、工作中有深远的影响。 关键词：微指令，机器指令，循环左移 目录 1原理介绍 (1) 1.1 cpu功能与原理 (1) 1.2指令周期 (1) 1.3微程序控制 (1) 1.4微程序控制原理 (2) 1.5微程序控制器 (2) 2实验环境介绍 (3) 2.1设计背景分析 (3) 2.2设计目的与要求 (5) 3 系统设计 (6) 3.1.不带进位的循环左移 (6) 3.2机器指令集的编写与功能 (6) 3.3程序系统分析 (7) 3.4程序微指令分析 (8) 3.5实验结果 (10) 4 实验总结 (13) 4.1 设计体会 (13) 4.2 系统改进 (13) 5 参考文献 (14) 课程设计报告 课程设计名称：计算机组成原理 系： 学生姓名： 班级： 学号： 成绩： 指导教师： 开课时间：2011-2012学年2 学期 一、设计题目 计算机组成原理课程设计——简单模型机的微程序设计 二、主要内容 通过课程设计更清楚地理解下列基本概念： 1．计算机的硬件基本组成； 2．计算机中机器指令的设计； 3．计算机中机器指令的执行过程； 4．微程序控制器的工作原理。 5．微指令的格式设计原则； 在此基础上设计可以运行一些基本机器指令的微程序的设计 三．具体要求 1.通过使用作者开发的微程序分析和设计仿真软件，熟悉介绍的为基本模型机而设计的微程序的执行过程。必须充分理解并正确解释下些问题： （1）微程序中的微指令的各个字段的作用。哪些字段是不译码的，哪些字段是直接译码的，哪些字段又可以看成是字段间接编码的。 （2）微程序中的微指令是否是顺序执行的，如果不是，那么次地址是如何产生的。什么情况下，次地址字段才是将要执行的微指令的地址。 （3）在微程序中如何根据机器指令中的相关位实现分支，据此， 在设计机器指令时应如何避免和解决与其它指令的微指令的微 地址冲突。 （4）哪些微指令是执行所有指令都要用到的。 （5）解释一条机器指令的微程序的各条微指令的微地址是否连续？这些微指令的微地址的安排的严重原则是什么？ （6）为什么读写一次内存总要用两条微指令完成？ （7）机器程序中用到的寄存器是R0，是由机器指令中哪些位决定的？如果要用R1或R2，是否要改写微程序或改写机器指令？如果要，应如何改写？ 2.在原有5条机器指令的基础上增加实现下述各功能的机器指令，试设计相应的机器指令的格式并改写原来的微程序使其可以运行所有的机器指令。新增加的机器指令的功 《计算机组成原理》 课 程 设 计 报 告 院系名称计算机科学与工程学院 班级 姓名 学号 指导教师 题目一 1. 问题描述 设计一个具有加法和直接寻址方式的模型机 （1）设计内容： 设计一台具有输入、输出、加法、存储和跳转功能的模型计算机，并写出工作程序和测试数据验证有设计的指令系统。 （2）设计要求： 所设计模型计算机的指令系统共包含五条机器指令：IN（输入）、OUT（输出）、ADD （加法）、STA（存数）、JMP（无条件转移）。STA和JMP为直接寻址。 2. 题目分析及设计原理 通过IN单元输入数据送R0寄存器，然后寄存器和自身相加，再将结果保存到存储器并送OUT单元显示出来，最后无条件跳转，又重复执行。 结合数据通路图设计指令。 数据通路图 注意读写逻辑控制信号的控制。读写控制逻辑如下： 3.指令设计及编码 模型机的指令系统及指令格式如下： 助记符机器指令码说明 IN RD,P XXXX XX RD p IN->RD ADD RD,RS,D XXXX RS RD RS+RD->RD STA M D,RD XXXX M RD D R0->E OUT P,RS XXXX RS XX P RS->LED JMP M D XXXX M XX D E->PC 指令格式为： 指令编码为： ;//************Start Of Main Memory Data******// $P 00 20 ;START:IN R0 从IN单元读入数据送R0 $P 01 00 ;ADD R0,RO 和自身相加，结果送 $P 02 10 ;STA 将结果存入主存 $P 03 80 ;OUT R0 输出结果 $P 04 E0 ;JMP START 跳转到00单元 $P 05 00 $P 06 50 ;HLT 停机 ;//************End Of Main Memory Data******// 4.微指令设计及编码 微指令格式 23 22 21 20 10 18-15 14-12 11-9 8-6 5-0 M23 CN WR RD IOM S3-S0 A字段B字段C字段MA5-MA0 微指令数据流程图 暖宝宝主要成分的组成分析研究读书报告 一．暖宝宝的由来 暖宝宝最早由日本人发明，并兴起于日本国内，为最新一代日本高科技产品。该产品薄如纸，轻如棉，随着人们生活水平的提高,一次性取暖用品也广泛应用到人们生活当中，由于叫法不同可分为：保暖贴、发热贴、取暖片、暖手袋、暖手包、一贴热、暖足贴、舒经贴、暖宫宝、妇经暖贴、随身暖贴等。 二．基本原理 暖宝宝发热材料主要由铁粉、活性碳、蛭石、水、盐等材料构成。加入相关成分材料可以增加远红外功能、负离子功能、药性的功能。 暖贴所用内袋是在无纺布上敷的一种可透气薄膜，它是以PE为载体，通过特殊工艺使透气膜形成独特的微孔结构。这些高密度分布在薄膜表面的特殊结构能像皮肤一样进行呼吸。从而使取暖袋内袋中的发热材料与内袋的两个面可以平整均匀的吸附在一起。形成一个完整的暖贴片。该透气膜透气量均匀性又决定了产品发热温度、保持时间等的稳定性。 暖宝宝的反应原理为利用原电池加快氧化反应速度，将化学能转变为热能。 为了使温度能够持续更长，产品使用了矿物材料蛭石来保温。 因为产品在使用前不能发生反应所以袋子材质要很特别，由原料层，明胶层和无纺布袋组成。无纺布袋是采用微孔透气膜制作的。它还得有一个常规不透气的外袋——明胶层。在使用时，去掉外袋，让内袋（无纺布袋）暴露在空气里，空气中的氧气通过透气膜进入里面。放热的时间和温度就是通过透气膜的透氧速率进行控制的。如果透氧太快，热量一下子就放掉了，而且还有可能烫伤皮肤。如果透氧太慢，就没有什么温度了。使用后为黑褐色固体，其中含碳粉、NaCl固体、Fe2O3固体以及含镁铝的盐类。 发热的反应： 负极：Fe-2e-＝Fe2+ 正极：O2 + 2H2O + 4e-＝4OH- 总反应：2Fe + O2 + 2H2O＝2Fe(OH)2 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2＝4Fe(OH)3↓ 2Fe(OH)3 ==== Fe2O3+3H2O 三．实验用品 试剂：稀硫酸，澄清石灰水，暖宝宝用后的剩余混合物（黑褐色固体）、NaOH溶液、稀HCl、AgNO3溶液、H2O、KSCN溶液、5%NaCl溶液 仪器：烧杯、试管、漏斗、滤纸、铁架台、胶头滴管、玻璃棒、pH试纸、药匙、酒精灯四．暖宝宝成分分析 1.铁粉和活性炭： 检验方法：先将少许“黑色粉末”溶于稀硫酸，冒出大量地气泡，再观察溶液颜色呈现绿色（可能是铁粉和氧化铜）。将所得绿色溶液稀释，仍旧是浅绿色（排除硫酸铜的可能性，只有铁粉）。接着，将较多“黑色粉末”放在致密的铁丝网上用酒精灯加热试图点燃，并在上方罩涂有澄清石灰水的干燥烧杯不多久，烧杯内壁出现一层白膜（C+O2=CO2,Ca(OH)2+CO2=CaCO3+2H2O) 取暖的原理在于铁粉在空气中缓慢氧化放出热量，而活性炭起着吸附空气中的水蒸气和氧气，加快缓慢氧化的速度。 2.蛭石： 蛭石一种铁镁质铝硅酸盐矿物，成分为Mg0.5(H2O)4Mg3[AlSi3O10](OH)2，因加热时能迅速膨胀，弯曲呈水蛭（蚂蟥）状而得名。蛭石一般呈褐色、褐黄色或暗绿色，带油脂的玻璃光泽。 计算机组成原理课程设计 题目：计算机原理课程设计 学院：计算机科学与工程学院 专业：计算机科学与技术 姓名：孤狼 学号：1100310315 指导教师： 2014年03月20 日 目录 一.课程设计选题和完成内容 (2) 二、系统的总体设计 (2) 2.1 嵌入式CISC模型机的数据通路框图 (2) 2.2 系统的操作控制器的逻辑框图 (2) 2.3模型机的指令格式 (3) 2.4编写汇编源程序 (5) 2.5最终机器码 (5) 三、时序产生器 (5) 四、微程序控制器的设计 (6) 4.1设计微指令流程图 (6) 4.2 设计微指令格式和微指令代码表 (8) 4.3设计地址转移逻辑电路 (10) 五、单元电路设计 (10) 5.1模型机顶层电路设计 (11) 5.2模型机crom单元电路设计 (12) 六、设计过程所遇到的问题及解决记录136.1JNS无法完成循环跳转 (13) 6.2STO（STO R2 (R0) ）存储位置每次都为00H (13) 七、测试及结果分析 ................................................................................... 错误!未定义书签。 八、心得体会总结 (16) 九、附录 (16) 各个单元的电路设计或VHDL源文件 一.课程设计选题和完成内容 选题：本设计选择题目为A类第一题 题目：设计一台嵌入式CISC模型计算机 采用定长CPU周期、联合控制方式，并运行能完成一定功能的机器语言源程序进行验证，机器语言源程序功能如下： A类（最高成绩为“优”）： ●输入包含5个整数（有符号数）的数组M，输出所有负数的平方和。（非卓越班） ●输入包含5个整数（有符号数）的数组M，输出最大负数的绝对值。（非卓越班） ●输入包含10个整数（无符号数）的数组M，输出众数（出现次数最多的数）及其出现的次数。（卓越班） ●输入包含10个整数（无符号数）的数组M，输出中位数。（卓越班） 说明：A类题目的嵌入式模型计算机内必须设计和使用RAM存储器读写数据，相应地需要设计对RAM存储器数据的读写指令，以及对RAM中数组操作必须的寄存器间接寻址方式等。 B类（最高成绩为“良”）： ●输入5个整数（有符号数），输出所有负数的平方和。（非卓越班） ●输入5个整数（有符号数），输出最大负数的绝对值。（非卓越班） ●输入5个整数（有符号数），输出它们的平均值，以及小于此平均值的数的个数。（卓越班） 要完成的内容： 1.完成系统的总体设计，画出模型机数据通路框图； 2.设计微程序控制器（CISC模型计算机）的逻辑结构框图； 3.设计机器指令格式和指令系统； 4.设计时序产生器电路； 5.设计所有机器指令的微程序流程图； 6.设计操作 7.的所有单元电路，并用VHDL语言（也可使用GDF文件--图形描述文件） 8. 对模型机中控制器单元； 设计模型机的各个部件进行编程，并使之成为一个统一的整体，即形成顶层电路。 9.由给出的题目和设计的指令系统编写相应的汇编语言源程序； 9.根据设计的指令格式，将汇编语言源程序手工转换成机器语言源程序，并将其设计 到模型机中的ROM中去； 10.使用EDA软件进行功能仿真，要保证其结果满足题目的要求；（其中要利用EDA软 江苏大学计算机组成原理课程设计报告 专业名称：网络工程 班级学号：3130610031 学生姓名：张杰 指导教师：胡广亮 设计时间：2013年6月24日—2013年7月2日 第一天：熟悉微程序的设计和调试方法 一、设计目标 1、掌握微程序的设计方法 2、熟悉利用调试软件运行、调试微程序的方法 二、操作提示 1、连接实验设备 注意：请在断电状态下连接调试电缆。 2、下载FPGA配置数据 从课程网站下载CPU.sof等文件，使用Quartus II Programmer 软件将CPU.sof下载到FPGA。 3、输入微程序 利用调试软件将微程序写入控存，微程序如下。 取指令微程序 取源操作数为立即数的微程序 取目的操作数为寄存器寻址的微程序 MOV指令的微程序（目的数寄存器寻址） 4、输入调机程序 今天的将调机程序就是一条指令：“ MOV #0001H, R1”。首先将指令翻译成机器码，根 据指令的编码规则，该指令的编码是：0761 0001。然后利用调试软件将指令码写入主存，地址从主存的0030H开始。 5、调试微程序。 利用调试软件“Step”按钮控制微指令单步执行，执行结果如图 2.3所示 2.3 例2.1 MOV指令的单步运行跟踪数据 6、分析微程序的执行结果，一般方法如下： 首先分析微程序执行流程是否正确，根据前面指令微流程的设计，理论上该指令微程序 的执行顺序应该是001→002→003→004→00B→00F→016→006→018→007→031→02D→02E→000，通过调试软件的执行结果图 2.3可以看出，该指令微程序的微指令次序是正确的。 如果执行的微指令次序不正确，那就要分析原因，检查BM和NC设置是否正确、检查uAR 的各个输入信号的值是否正确，如IR、NA等。 然后分析指令的运行结果。理论上本条测试指令执行完后，R1的值应该是0001。通过 调试软件的执行结果图 2.3可以看出，指令执行结果是正确的。如果结果不对，就需要进一 步分析每一条微指令。分析的方法是针对微指令的每一条微命令，查看相应微操作前后相关模块的数据变化是否与指令微流程一致。下面举个例子说明如何分析每条微指令的。 图 2.3的微地址为000B（uAR＝000B）的控存单元所对应的内容为2008000F，即微指 令为2008000F，所代表的微操作是：PCoe，ARce，即PC的内容送IB、IB的内容送AR，理论上的正确结果应该是IB=0031， AR=0031；通过图 2.3的000B单元微指令的执行结果可 以看出，IB 的数据由上一条微指令的结果0000→0031, AR 的数据由上一条微指令的结果0030→0031，说明本条微指令执行结果是正确。 从上面的分析可以看出，要想检查运行结果是否正确，关键是要清楚理论上正确的结果 是什么。这就要求实验者对指令的微程序流程非常清楚，从而达到了理解计算机内部信息流动过程、掌握计算机工作原理的目的。所以实验者应重视实验数据的分析工作，否则就失去 计算机组成原理课程设 计报告 文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256） 南通大学计算机科学与技术学院计算机组成原理课程设计 报告书 课题名模型计算机的设计与实现 班级计123班 姓名流星雪雨 学号 指导教师顾辉 日期 目录 1 设计目的 1．融会贯通教材各章的内容，通过知识的综合运用，加深对计算机系统各模块的工作原理及相互联系的认识，加深计算机工作中“时间-空间”概念的理解，从而清晰地建立计算机的整机概念。 2．学习设计和调试计算机的基本步骤和方法，培养科学研究的独立工作能力，取得工程设计和调试的实践和经验。 2 设计内容 1．根据给定的数据格式和指令系统，设计一台微程序控制的模型计算机。 2．根据设计图，在QUARTUS II环境下仿真调试成功。 3．在调试成功的基础上，整理出设计图纸和相关文件，包括： （1）总框图（数据通路图）； （2）微程序控制器逻辑图； （3）微程序流程图； （4）微程序代码表； （5）设计说明书及工作小结。 3 设计要求 （1）对指令系统中的各条指令进行分析，得出所需要的占领周期与操作序列，以便确定各器件的类型和数量； （2）设计总框图草图，进行各逻辑部件之间的互相连接，即初步确定数据通路，使得由指令系统所要求的数据通路都能实现，并满足技术指标的要求； （3）检查全部指令周期的操作序列，确定所需要的控制点和控制信号；（4）检查所设计的数据通路，尽可能降低成本，简化线路，优化性能。以上过程可以反复进行，以便得到一个较好的方案。 4 数据格式与指令系统 数据格式 数据字规定采用定点整数补码表示法，字长8位，其中最高位为符号位，其格式如下： 7 6 5 4 3 2 1 指令系统 本实验设计使用5条机器指令，其格式与功能说明如下： 7 6543210 IN ADD STA OUT JMP IN指令为单字长（字长为8bits）指令，其功能是将数据开关的8位数据输入到R0寄存器。 ADD指令为双字长指令，第一个字为操作码，第二个字为操作数地址，其功能是将R0寄存器的内容与内存中地址为A的数相加，结果存放计算机组成原理课程设计报告完整版
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