计算机组成原理课程设计报告(复杂模型机)

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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

课程设计报告课程名称计算机组成原理课题名称复杂模型计算机的设计专业网络工程班级 0901班学号 200903120126 姓名指导教师陈华光、陈多、唐北平2011年 9 月2 日湖南工程学院课程设计任务书课程名称计算机组成原理课题复杂模型计算机的设计专业班级网络工程0901班学生姓名学号200903120126指导老师陈华光、陈多、唐北平审批陈华光任务书下达日期 2011年7月8 日任务完成日期2011年9月2日一、设计内容与设计要求1.设计内容模型机是由五个部分组成的计算机,通过它可以理解计算机整机的结构及功能,理解CPU、存储器、中断控制器、总线的结构及实现逻辑和各部件之间的接口关系。

本次课程设计的主要内容是利用西安唐都公司的TDN-CM++的内部可编程资源,设计一个模型计算机。

本课程设计的主要目的是通过部件级的模型机的设计和调试,使学生理解计算机由5部分组成,掌握计算机的工作过程,从“指令—微指令—微操作”概念的理解,从而清晰地建立计算机的整机概念,并培养学生分析和解决实际问题的能力,同时增强学生的动手能力。

2.设计要求:(1) 借助于TDN-CM++的内部可编程资源,运算器单元,控制存储器,微命令寄存器,地址转移逻辑,微地址寄存器,控制时序信号单元,寄存器组,总线,输入\输出单元等,用微程序的方式设计一台的模型计算机。

设计包括模型计算机组成的设计,指令系统的设计,并用汇编语言完成设计并调试成功。

(2) 复杂模型机的设计要求 (参考P107-115)模型机设计四大类指令共十六条,其中包括算术逻辑指令、I/O 指令、访问及转移指令和停机指令。

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。

设计2条访内指令,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)。

设计2 条I/O 指令,输入(IN)和输出(OUT)指令采用单字节指令。

计算机组成原理实验报告 基本模型机和复杂模型机的设计

计算机组成原理实验报告 基本模型机和复杂模型机的设计

基本模型机设计一. 设计目的1. 在掌握部件单元电路实验的基础上,进一步将其组成系统构造一台稍微复杂的模型计算机;2. 为其定义5条机器指令,并编写相应的微程序,具体上机调试掌握整机概念二. 设计内容部件实验过程中,各部件单元的控制信号是人为模拟产生的,而本次实验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。

三.概要设计为了向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,还必须设计三个控制台操作微程序.存储器读操作:拨动总清开关CLR后,控制台开关SWB,SWA 为”0 0”时,按START微动开关,可对RAM连续手动读操作.存储器写操作:拨动总清开关CLR后,控制台开关SWB SWA置为”0 1”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,控制台开关SWB SWA置为“1 1”时,按START微动开关,既可转入到第01号“取址”微指令,启动程序运行.上述三条控制台指令用两个开关SWB SWA 的状态来设置,其定义如下表3-1读写变化SWB SWA 控制台指令0 0 1 011读内存(KRD)写内存(KWE)启动程序(RP)根据以上要素设计数据通路框图,如图3-1:表3-2 微代码的定义微程序24 23 22 21 20- 19 18 17 16 15 14 13 控制信号S3S2 S1 S0 M CN RD M17 M16 A12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1P4BP uA5 uA4 uA3 uA2 uA1 uA0表3-3 A ,B ,P 字段内容A 字段B 字段 P 字段15 14 13 控制信号12 11 10 控制信号 987控制信号 0 0 0 .0 0 0 0 0 0 0 0 1 LDRI 0 0 1 RS_G 0 0 1 P1 0 1 0 LDDR1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 LDDR2 0 1 1 0 1 1 1 0 0 LDIR 1 0 0 1 0 0 P4 1 0 1 LOAD 1 0 1 ALU_G 1 0 1 11LDAR110 PC_G110 LDPC当拟定“取指令”微指令时,该微指令的判别测试字段为P1测试。

复杂模型机设计计算机组成原理课程设计

复杂模型机设计计算机组成原理课程设计

计算机组成原理课程设计任务书班级:学号:姓名:成绩:电子与信息工程学院计算机科学系目录一、设计题目 (1)二、模型机功能概述 (1)三、总体设计 (2)3.1 模型机结构: (2)3.2 微程序控制电路 (3)3.3 指令译码器电路 (5)四、详细设计 (6)4.1 数据格式: (6)4.2指令格式: (6)4.3指令系统 (7)4.4设计微代码 (8)五、实验代码: (10)六、实验步骤: (12)6.1实验连线: (12)6.2写微代码: (12)6.3读微代码与校验微代码: (14)6.4写机器指令 (14)6.5读机器指令与校验机器指令: (15)6.6运行程序 (15)七、测试源程序与结果分析 (16)八、认识体会 (17)九、参考文献 (17)计算机组成原理课程设计报告书一、设计题目复杂模型机设计二、模型机功能概述以EL-JY-II计算机组成原理教学实验系统为平台,根据模型机的结构,与内部的指令译码电路、微指令译码电路与微指令格式等设计一套指令系统,指令系统中包括传送类指令、算术运算指令、逻辑运算指令、输入/输出与转移指令;寻址方式包括寄存器寻址、直接寻址与立即寻址等。

设计机器指令格式以与微程序,按照模型机数据通路设计实现机器指令功能的微程序,装载代码到EL-JY-II实验系统中并运行。

系统采用“基板+扩展板(CPU板)”形式;系统公共部分如数据输入/输出和显示、单片机控制、与PC机通讯等电路放置在基板上,微程序控制器、运算器、各种寄存器、译码器等电路放置在扩展板上。

此模型机是由运算器,控制器,存储器,输入设备,输出设备五大部分组成。

1.运算器又是有299,74LS181完成控制信号功能的算逻部件,暂存器LDR1,LDR2,与三个通用寄存器Ax,Bx,Cx等组成。

2.控制器由程序计数器PC、指令寄存器、地址寄存器、时序电路、控制存储器与相应的译码电路组成。

3.存储器RAM是通过CE和W/R两个微命令来完成数据和程序的的存放功能的。

复杂模型机实验实验报告(共9篇)

复杂模型机实验实验报告(共9篇)

复杂模型机实验实验报告(共9篇)_复杂模型机实验报告计算机组成原理实验报告实验题目:一台模型计算机的总体设计之复杂模型机设计实验目的:(1)在掌握部件单元电路实验的基础上,进一步将其组成系统,构造一台复杂模型计算机,建立一台基本完整的整机。

(2)为其定义至少五条机器指令,并编写相应的微程序,通过联机调试,观察计算机执行指令:从取指令、指令译码、执行指令等过程中数据通路内数据的流动情况,进一步掌握整机概念。

实验设备TDN-CM+教学实验系统一套、微型计算机一台、排线若干。

实验原理:(1)数据格式及指令系统:①数据格式模型机规定数据采用定点整数补码表示,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-27 ≤X≤27-1 ②指令格式模型机设计4大类指令共16条,其中包括算术逻辑指令、I/O 指令、访问及转移指令和停机指令。

A.算术逻辑指令设计九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:其中,OP-CODE为操作码,RS为源寄存器,RD为目标寄存器,并规定:九条算术逻辑指令的助记符、功能和具体格式见表5.2-1。

B.访问及转移指令:模型机设计两条访问指令,即存数(STA)、取数(LDA),两条转移指令,即无条件转移(JMP)、结果为零或有进位转移(BZC),指令格式如下:其中,OP-CODE为操作码,RD为目的寄存器地址(LDA、STA 指令使用)。

D为位移量(正负均可),M为寻址模式,其定义如下:本模型机规定变址寄存器RI指定为寄存器R2。

C.I/O指令:输入(IN)和输出(OUT)指令采用单字节指令,其格式如下:其中,addr=01时,选中“INPUT DEVICE”中的开关组作为输入设备,addr=10时,选中“OUTPUT DEVICE”中的数码块作为输出设备。

D.停机指令:停机指令格式如下:HALT指令,用于实现停机操作。

③指令系统:本模型机共有16条基本指令,其中算术逻辑指令七条,移位指令两条,访问内存指令和程序控制指令四条,输入/输出指令两条,其它指令一条。

计算机组成原理实验报告-复杂模型机的组成与运行

计算机组成原理实验报告-复杂模型机的组成与运行

内蒙古师范大学计算机与信息工程学院《计算机组成原理》课程设计报告题目五:复杂模型机的组成与运行目录1[ 任务描述] (2)1.1题目名称 (2)1.2要求 (2)1.3实验目的 (2)2 [设计设备] (2)3 [设计原理和方法] (2)3.1设计原理 (2)3.1.1数据格式 (2)3.1.2指令设计 (2)3.1.3指令格式 (3)3.1.4指令系统 (4)3.2设计依据 (5)3.2.1详细设计 (5)3.3.2实验操作 (7)4 [代码清单] (8)4.1微程序流图 (8)4.2机器指令代码 (9)4.3微程序代码 (10)5 [设计运行结果分析] (12)5.1实验结果: (12)5.2出错情况: ................................................................................................... 错误!未定义书签。

6 [设计小结] (12)7[致谢] (13)8[参考文献] (13)附录一:数据通路框图 (14)附录二:复杂模型机实验电路连线图 (15)题目五复杂模型机的组成与程序运行1[ 任务描述]1.1 题目名称:复杂模型机的组成与程序运行1.2 要求:基于TD-CMA计算机组成原理教学实验系统,设计一个复杂计算机整机系统—模型机,分析其工作原理。

根据模型机的数据通路以及微程序控制器的工作原理,设计完成以下几条机器指令和相应的微程序,输入程序并运行。

IN R0,00H ;从端口00H读入计数初值到R0LDI R2,50H ;读入数据始地址LDI R1,00H ;累加和初值00HSTART: LAD 10,00H,R3 ;从MEM 读入数据送R3,变址寻址,偏移量为00H ADD R1,R3 ;累加求和INC RI ;变址寄存加1,指向下一数据LDI R3, 01H ;送立即数入R3SUB R0, R3 ;R0-R3 ->R0,与上一条指令一起实现DEC R0BZC RESULT ;为0 则跳转JMP START ;跳转至STARTRESULT: OUT 40H,R1 ;和在OUT 单元显示HLT ;停机50H、51H、52H、53H、54H单元内容分别为02H、03H、04H、05H、06H。

计算机组成原理——模型机 完整报告

计算机组成原理——模型机 完整报告

一、目的及要求目的:(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。

要求: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。

二、环境(软硬件平台)WINDOWS XP、QUARTUS II三、内容及步骤(包括程序流程及说明)1.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 22.指令格式本实验设计使用5条机器指令,其格式与功能说明如下:INADDOUTJMPIN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,结果存放在R0寄存器中。

STA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寄存器中的内容存储到以第二个字为地址的内存单元中。

OUT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,其功能是将内存中以第二个字为地址的内存单元中的数据读出到数据总线,显示之。

JMP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,其功能是程序无条件转移到第二个字指定的内存单元地址。

数据通路图一旦确定,指令流与数据流的通路也就确定了。

图1中各功能器件上标注的控制点及控制信号,就是微程序控制器设计的依据。

计算机硬件课程设计报告——复杂模型机设计

计算机硬件课程设计报告复杂模型机设计一、实验目的经过一系列硬件课程的学习及相关实验后,做一个综合的系统性的设计,这在硬件方面是一个提高,进一步培养实践能力。

二、实验原理搭建一台8位模型机,指令系统要求有10条以上,其中包括运算类指令、传送类指令、控制转移类指令、输入输出指令、停机指令等。

三、实验思路1、确定设计目标:确定所设计计算机的功能和用途。

2、确定指令系统:确定数据的表示格式、位数、指令的编码、类型、需要设计哪些指令及使用的寻址方式。

3、确定总体结构与数据通路:总体结构设计包含确定各部件设置以及它们之间的数据通路结构,列出各种信息传送路径以及实现这些传送所需要的微命令。

4、设计指令执行流程:数据通路确定后,就可以设计指令系统中每条指令的执行流程。

根据指令的复杂程度。

每条指令所需要的机器周期数。

对于微程序控制的计算机,根据总线结构,需要考虑哪些微操作可以安排在同一个微指令中。

5、确定微程序地址:根据后续微地址的形成方法,确定每条微程序地址及分支转移地址。

6、根据微指令格式,将微程序流程中的所有微操作进行二进制代码化,写入到控制存储器中的相应单元中。

7、组装、调试:在总装调试前,先按功能模块进行组装和分调,因为只有功能模块工作正常后,才能保证整机的运行正确。

四、实验原理1.指令系统及指令格式:指令系统应包括:算术逻辑运算指令、访存指令、控制转移指令、I/O指令、停机指令。

一般指令格式:指令系统如: ADD RS,RD MOV DATA,RD MOV RS,[ADDR] JZ ADDRIN RD HALT其中RS 、RD为R0、R1、R2中之一,DATA为立即数,ADDR为内存地址。

2.指令微操作流程3.微指令格式299-b s1 s0 m 功能0 0 0 任意保持0 1 0 0 循环右移0 1 0 1 带进位循环右移0 0 1 0 循环左移0 0 1 1 带进位循环左移任意 1 1 任意装数4.微程序入口地址形成寄存器地址译码电路5.模型机的时序6.模型机数据通路7.微程序装载格式机器指令格式: $Pxxxx 微指令格式: $Mxxxxxxxx8.模型机组装电路图五、实验步骤:1、按照给定模型机组装电路图连接电路;2、连通实验箱与PC机,打开CMP软件,测试实验箱是否正常;3、设计微指令,画出其微操作流程图,并翻译成相应的微指令格式;4、设计包含这些微指令的机器指令程序,并翻译成相应机器指令格式;5、把设计好微指令和机器指令保存为TXT文件,然后装载入CMP;6、打开复杂模型机,然后用单步机器指令运行程序并调试;7、检查LED数码管输出结果是否正确,最后撰写实验报告。

计算机组成原理实验报告模型机

计算机组成原理课程设计报告作者姓名:程壑专业:网络工程学号:092055132指导教师:郭芸俊完成日期:2011年12月太原工业学院计算机工程系摘要本课程设计是利用所学的计算机结构和工作原理的知识,独立完成简单计算机的模型机设计,并用PROTEUS软件进行验证。

设计过程中重点实现:运算器执行算术逻辑运算的具体实现,半导体存储器的系统连接和扩充方法,数据通路组成和实现,控制器的基本原理和设计实现,模型系统验证程序的存储。

首先构思创建一个计算机系统模型,然后将系统拆分运算器、存储器、控制器和输入输出接口五部分,分别进行设计和验证关键字:计算机系统模型,运算器,存储器,控制器,输入输出接口,PROTEUS 软件正文:一、设计目的为了更好的掌握计算机的的组成原理和结构,通过实际编写一个简单的指令系统的指令,并在机器中实现。

使抽象的原理形象化。

二、采用设备带有仿真软件的计算机一台。

三、设计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。

本实验采用七条机器指令:IN(输入),STA(存数),OUT(输出),JMP(无条件转移),RLC(带进位左移),RR(右移),SUB(减法)其指令格式如下(前三位为操作码):=================================================================机器指令码助记符说明----------------------------------------------------------------- P00 00 ;IN R0,SW ;数据开关→R0P01 10 ;RLC R0 ;R0带进位左移P02 20 0E ;SUB R0,0EH ;R0-(0EH)→R0p04 A0 ;RR R0 ;RO右移P05 40 0F ;STA 0FH,R0 ;R0→(0FH)P07 60 0F ;OUT 0FH,LED ;(0FH)→输出单元P09 80 00 ;JMP 00H ;无条件转移================================================================= 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。

复杂模型机方案——合肥工业大学计算机组成课程方案报告

课程设计报告一•设计目的本课程设计是《计算机组成原理》课程之后开设的实践环节课程。

通过本课程设计,使学生进一步加深对计算机原理系列课程相关内容的理解,掌握CPU设计的基本方法和计算机系统的组成原理,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•设计题目复杂模型机设计三•设计要求基于计算机组成原理教案实验系统设计并实现一个具有16条机器指令、采用微程序控制器的8位计算机。

具体要求做到:1•根据设计课题要求,给出模型机的设计方案<包括指令系统和硬件结构)。

2•画出所设计计算机的硬件连接图,针对所设计的指令系统编写出相应的微程序。

3•对所设计的计算机进行安装与调试。

4•编写测试程序,对系统进行验证。

5•编写课程设计报告。

四•实验设备Dais-CMX16+计算机组成原理教案实验系统一台,PC机一台五. 指令格式与指令系统模型机设计四大类之类指令共16条,其中包括算术逻辑指令、I/O 指令、 访问及转移指令和停机指令。

⑴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: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、功能和具体格式见表 7-12-1。

⑵访问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其中“ 0 0 M ”为源码段,2OP-CODE 为目的码段<LDA 、STA 指令使 用)。

D 为十六位地址段 低八在前,高八随后),为源寻址模式,其定义如 下:⑶I/O 指令输入vIN )和输出<OUT )指令采用单字节指令,其格式如下:⑷停机指令指令格式如下:HALT指令,用于实现停机操作。

计算机组成原理课程设计优秀报告

模拟机指令系统设计及程序调试院(系部) 计算机工程学院班级 10工程W学号 姓名指导教师 洑涵妤设计时间2011-2012 学年第 2 学期JIANGSU TEACHERS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY计算机组成原理课程设计报告一、设计目的进一步提高整机概念,掌握计算机的一般研制方法和用常见集成电路实现计算机控制的技巧,培养动手能力、独立分析问题和解决问题的能力。

二、设计要求1.进一步熟悉COP2000计算机组成实验仪的功能及操作方法。

2.结合实际深入理解微程序控制计算机的工作原理和控制方法。

3.掌握微程序控制方式的计算机设计方法、步骤和技巧。

4.能独立分析问题和解决问题,通过设计、模拟和调试实现设计要求。

三、设计原理1.模型机总体结构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、输人端口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,其他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,用指令码作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。

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计算机组成原理课程1/设计报告复杂模型机的设计与调i式复杂模型机的设计与实现一、课程设计目的本课程设计是《计算机组成原理》课程结束以后开设的大型实践性教学环节。

通过本课程设计,加深对计算机系统各模块的工作原理及相互联系的认识,特别是对微程序控制器的理解,进一步巩固所学的理论知识,并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和良好的工程素质,为今后的工作打下基础。

二、实验设备ZY15CompSys12BB计算机组成原理教学实验系统一台,排线若干。

三、设计与调试任务1 •按给定的指令格式和指令系统功能要求,用所提供的器件设计一台微程序控制器控制的模型计算机。

2 •根据设计图,在通用实验台上进行组装,并调试成功。

四、指令格式模型机设计四大类指令共十六条,其中包括算术逻辑指令、I/O指令、访问存储器及转移指令和停机指令。

(A)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:其中,(B)访存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)其中,OP-CODE为操作码,Rd为目的寄存器,D为位移量(正负均可),M为寻址方式,其定义如下:本模型机规定变址寄存器R I指定为寄存器R2(C) I/O指令输入和输出指令采用单字节指令,其格式如下:其中,addr=01示选中“输出单元”中的数码管作为输出设备。

(D)停机指令这类指令只有1五、总体设计(1 )指令系统本模型机共有16条基本指令。

其中,算术逻辑指令9条,访问内存指令和程序控制指令4条,输入输出指令2条,其他它指令1条。

表1列出了各条指令的格式、汇编符号、指令功能。

表1 复杂模型机指令系统(2)微指令格式表2 复杂模型机微指令结构图其中uA5~uA0为6位的后续微地址,A、B、P为三个译码字段,分别由三个控制位译码出多位。

P字段中的P1~P4是四个测试字位,其功能是根据机器指令及相应微代码进行译码,使微程序转入相应的为地址入口,从而实现微程序的顺序、分支、循环运行。

具体来说,P1测试用于“取指令”微指令,它用下址低四位( uA3~uA0 )与指令寄存器高四位 (IR7~IR4 )相或得到各路分支;P2测试用下址低2位(uA1~uA0 )与指令寄存器的IR3IR2 相或得到各路分支;P3测试用于条件转移,它用下址的UA4与(ZI +CY)相或得到各路分支;P4测试用于控制台操作,它用下址低2位(uA1~uA0 )与SWB、SWA相或得到各路分支。

在上述各测试下址中未用到的位均直接保留。

AR为算术运算是否影响进位及判零标志控制位,其为零有效。

B字段中的RS_G、RD_G、RI_G分别为源寄存器选通信号,目的寄存器选通信号及变址寄存器选通信号,其功能是根据机器指令来进行三个工作寄存器RO、R1及R2的选通译码。

三字段中的其他位类似与此,均是某芯片的选通信号,它们的功能都是根据机器指令来进行相应芯片的选通译码。

(3)微程序流程图本模型机的数据通路如图1所示。

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2所示。

复杂模型机的数据通路图地址总域0101冬12 微程序流程图运行01PC*1 SR RAM->WS BUS->IRi 5為~T^+ 56| 51i “61 4U♦ *3i赣1 «I♦ 50PC->AR PC->ARPC->ARPC->AR Si->BUS rd->BUSSTOPALU=O->flU! rt->rdrs->WS ft->BUS rd->BUS rt->BUSrd->BUS 3299RO ・、299PC" PC ・1 PC*1 PC"BUS->rdBUS 〉"BUS- OR1 BUS->0R2 BUS ・M)RI8US->»II 餌i 371 62I 651 -1 "6八,1-I "i«3 i isi 73| 33RAi->«IS RAM*>BUS RAM->6US RA1F>BU$rd->BUS RAMBUS DRHI-> rd->BUS DR1->BUS 帶进位 帚进位左 eLs-x*i WS->ARBUS ・X»IBUS-XJRI控制台BUS- t*2BUS->DRIBUS->rd0US ・X*2 BUS->rd右环移 鼻移OO(flM)01(硼lO(ftt) 11 (MM)1736 RAi-^euS BUSAR R —>BUSBUS->DR1:R1)・X»2PC->BUS BUS->DR2n«i‘ 61RAM->BUS BUS->AR(*U0ft2-> 8US->ARDPl*DR2-> BUS->AR♦ 71DRIH*2-> BUS-XW1 DR1H)R2-)BUS->DR1、1 -87I "RAM->BUS BUS->rdrd->«JS BUS->RAiDR1->BUS BUS->PC儿1 01Mrite mRun 11PC->AR PC*1PC->AR PC*II ( sw 片、BUS BUS-XJRIBUS->0ft1MI-MUMDR1->L£DBUS->rd0RI-0R2-> BUSTDR I»1*0R2-> 6US->rd299->R0 299->RO012501551->rdei六、实验步骤(1)按图3连接实验线路,仔细查线无误后,接通电源。

(2)编程A. 将控制台单元的编程开关SP06设置为WRITE(编程)状态。

B. 将控制台单元上的SP03置为STEP,SP04置为RUN状态。

C. 用开关单元的二进制模拟开关设置微地址UA5~UA0 。

D. 在微控制器单元的开关LM24~LM01上设置微代码,24位开关对应24位显示灯,开关量为1时灯亮,开关量为0时灯灭。

E. 按动START键,启动时序电路,即将微代码写入到28C16的相应地址单元中。

F. 重复C~E步骤,将表3的微代码写入28C16中。

(3)校验A. 将编程开关SP06设置为READ(校验)状态。

B. 将实验板的SP03开关置为STEP状态,SP04开关置为RUN状态。

C. 用二进制开关置好微地址 A 5〜A0。

D. 按动START键,启动时序电路,读出微代码.观察显示灯LM2 4〜LM01的状态(灯亮为“1”灭为“ 0”),检查读出的微代码是否与写入的相同。

如果不同,则将开关置于WRITE编程状态,重新执行(2)即可(4)写程序/运行程序A. 将控制台单元上的SP03置为STEP状态,SP04置为RUN状态,SP05置为NORM状态,SP06置为RUN状态。

B. 拨动开关单元的总情开关CLR (1~0~ 1),微地址寄存器清0,程序计数器清0。

然后使开关单元的SWB、SWA开关设置为“ 0 1 ”按动一次START,微地址显示灯显示“ 001001”再按动一次START,微地址灯显示“ 001100”此时数据开关的内容置为要写入的机器指令,按动两次START键后,即完成该条指令的写入。

若仔细阅读KWE的流程,就不难发现,机器指令的首地址总清后为00H ,以后每个循环PC自动加1,所以,每次按动START,只有在微地址灯显示“ 001100”时,才设置内容,直到所有机器指令写完。

C. 写完程序后须进行校验。

拨动总清开关CLR(1 T0T 1)后,微地址清零。

PC程序计数器清零,然后使控制台开关SWB , SWA为“ 0 0”按动启动START,微地址灯将显示“ 001000 ”再按START,微地址灯显示为“ 001010”第3次按START , 微地址灯显示为“ 111011”再按START后,此时输出单元的数码管显示为该首地址中的内容。

不断按动START,以后每个循环PC会自动加1,可检查后续单元内容。

每次在微地址灯显示为“ 001000”时,是将当前地址中的机器指令写入到输出设备中显示。

(4)运行程序。

(A)单步运行程序①使编程开关SP06处于RUN状态,SP03为STEP状态,SP04为RUN状态,SP05 为NORM状态,开关单元的SWB , SWA为“ 1 1”。

②拨动总清开关CLR(1 T 0T 1),微地址清零,程序计数器清零,程序首址为00H。

③单步运行一条微指令,每按动一次START键,即单步运行一条微指令。

对照微程序流程图,观察微地址显示灯是否和流程一致。

④当运行结束后,可检查运行结果是否和理论值一致。

(B)连续运行程序①使编程开关SP06处于RUN状态,SP03为RUN状态,SP04为RUN状态,SP05 为NORM状态,开关单元的SWB,SWA为“ 1 1”。

②拨动CLR开关,清微地址及程序计数器,然后按动START,系统连续运行程序,稍后将SP04拨至“ STOP”时,系统停机。

③停机后,可检查运行结果是否和理论值一致。

七、测试程序地址内容助记符说明00 44 IN 输入4101 04 STA[40H] 41->[40H]02 4003 44 IN 输入4004 04 STA[41H] 40->[41H]05 4106 08 JMP 09H 跳到09H执行07 0908 60 HLAT 停机09 10 LDA[ LDA[40H]]0A 40 间址取到41H单元数0B 58 OUT 输出400C 46 IN 输入20->RI0D 20 LDA[RI+D] 变址取40H单元数0E 200F 58 OUT 输出4110 30 LDA[PC+D] 相对寻址取41H单元数11 2F12 58 OUT 输出4013 44 IN 输入8114 F0 RLC 进位使CY灯火15 0C BZC 有进位或为0时跳到18H执仃16 1817 60 HLAT 停机18 00 LDA[40H] 取40H单元数19 401A 58 OUT 输出411B 44 IN 输入801C 58 OUT 输出801D B0 INC 加11E 58 OUT 输出811F D0 COM 取反20 58 OUT 输出7E21 45 IN 输入0F22 C1 AND23 59 OUT 输出0E24 81 MOV RS->RD25 59 OUT 输出7E26 70 CLR 0->RS27 58 OUT 输出028 44 IN 输入8129 F0 RLC 带进位循环左移,CY灯火2A 58 OUT 输出32B 45 IN 输入12C 91 ADC 带进位加2D 59 OUT 输出52E 44 IN 输入812F E0 RRC 带进位循环右移30 58 OUT 输出40,CY灯灭31 45 IN 输入1F32 A1 SBC 带进位减33 59 OUT 输出20(八八课程设计总结这次课程设计前前后后花了一周的时间,大部分时间花在了对设计题目的理解和分析之上。

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