01-简单模型机的设计说明书

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简单模型机

课程设计(论文)任务书软件学院软件+电子商务专业2009-3 班一、课程设计(论文)题目基本模型机设计与实现二、课程设计(论文)工作自2011年 6月 20 日起至2011年 6月 24 日止。

三、课程设计(论文) 地点: 计算机组成原理实验室（5#301）四、课程设计(论文)内容要求：1．课程设计的目的通过课程设计的综合训练，在掌握部件单元电路实验的基础上，进一步掌握整机概念。

培养学生实际分析问题、解决问题和动手能力，最终目标是想通过课程设计的形式，帮助学生系统掌握该门课程的主要内容，更好地完成教学任务。

2．课程设计的任务及要求1）基本要求（1）课程设计前必须根据课程设计题目认真查阅资料；（2）实验前准备好实验程序及调试时所需的输入数据；（3）实验独立认真完成；（4）对实验结果认真记录，并进行总结和讨论。

2）课程设计论文编写要求（1）按照书稿的规格撰写打印课设论文（2）论文包括目录、绪论、正文、小结、参考文献、附录等（3）正文中要有问题描述、实验原理、设计思路、实验步骤、调试过程与遇到问题的解决方法、总结和讨论等（4）课设论文装订按学校的统一要求完成3）课设考核从以下几方面来考查：（1）出勤情况和课设态度；（2）设计思路；（3）代码实现；（4）动手调试能力；（5）论文的层次性、条理性、格式的规范性。

4）参考文献[1] 王爱英. 计算机组成与结构[M]. 北京：清华大学出版社, 2007.华东交通大学课程设计报告[2] 王爱英. 计算机组成与结构习题详解与实验指导[M]. 北京：清华大学出版社,2007.5）课程设计进度安排内容天数地点构思及收集资料1图书馆实验与调试3实验室撰写论文1图书馆6）任务及具体要求设计实现一个简单的模型机，该模型机包含若干条简单的计算机指令，其中至少包括输入、输出指令，存储器读写指令，寄存器访问指令，运算指令，程序控制指令。

学生须根据要求自行设计出这些机器指令对应的微指令代码，并将其存放于控制存储器，并利用机器指令设计一段简单机器指令程序。

飞机模型制作说明

简易飞机模型制作说明材料准备:1. 2mm的balsa木（轻木） 8x34 cm 一塊2. 砂纸（有条件的可用微型磨床）3. 万能胶（502）4. 铁尺,15,30cm各一,以平直无曲线为优。

5. 大小型美工刀各一,小型美工刀以刀刃成30度者为优6. 3mm轻木片40cm,以剖面成长方型(或正方型)者為优机翼制作：1. 將2mm的balsa木（轻木）8x34 cm 一块裁成要求的样子并画线（如下图）在正面画上最高线，反面画上反角线2. 用大的美工刀将最高线之后略略削成斜面,后缘留下约1~1.5mm的厚度,小心不要把最高线削掉3. 用砂块将最高线之后磨平,要有耐心,切忌用压的,以及其他一切偷鸡手段,后缘磨至略小於1.5mm. 并小心不要磨掉最高线. 磨出"平的"斜面,磨出曲面的不行.可以用三角版检查.4. 做前缘,方法与后缘差不多,但是是做成弧面,弧面必须平整,不能凹凹凸凸的, 且不可以有最高线前移的情形.做好后将最高线轻轻磨掉,要细磨.做好的主翼翼型5. 翻过去把主翼切开,用小型美工刀,要将刀子放低,不可以用力压或是扯.切开后的住机翼（如图）6. 把30cm铁尺垫在桌上,机翼再垫在上面,用砂块磨出反角.先做两侧的反角,这样才能比较有没有一样高.反角以正视图接近横椭圆为佳.反角磨好时先轻轻的在最高线上黏一下,比较两边是否一样高,没有的话可以拆掉,不要一开始就黏死.另外反角必须无缝隙,四片主翼都要平行。

完成反角后的主翼二，机身：在3mm轻木片上裁出3×30×400mm的轻木条，用笔和尺画出机身轮廓线，然后用刀削出机身，机身剖面除与机翼、尾翼的胶合面外都要用砂纸板打磨成圆角。

（如设计图）四，.尾翼的制作安水平尾翼、垂直尾翼的尺寸在2×60×120mm的桐木片上画线，画垂直尾翼时木片的木纹方向要取从上到下的。

再用刀沿线切出水平尾翼、垂直尾翼来，用砂纸板将粘合外露的尖角倒圆。

(完整word版)CPU与简单模型机设计实验

图5-1-1 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）和地址寄存器（AR）集成在一片CPLD 芯片中 .CLR 连接至CON 单元的总清端CLR,按下CLR 按钮，将使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 内总线上的数据打入PC。

如图5-1—2所示。

图5-1—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)、JMP（无条件转移），HLT(停机）,其指令格式如下（高４位为操作码)：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。

根据以上要求，设计数据通路图,如图5—1—3 所示。

本实验在前一个实验的基础上增加了三个部件,一是PC（程序计数器），另一个是AR(地址寄存器），还有就是MEM（主存）。

因而在微指令中应增加相应的控制位，其微指令格式如表5-1—1 所示.图5—1-3 数据通路图表5—1-1 微指令格式系统涉及到的微程序流程见图5-1—4 所示，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。

指令译码原理见图3—2-3 所示，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高6 位(IR7—IR2）作为测试条件，出现５路分支，占用５个固定微地址单元，剩下的其它地方就可以一条微指令占用控存一个微地址单元随意填写,微程序流程图上的单元地址为16 进制。

图5-1-4 简单模型机微程序流程图当全部微程序设计完毕后,应将每条微指令代码化,表5-1-2 即为将图5-1—4 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”。

01-简单模型机的设计说明书

兰州理工大学计算机与通信学院2011年春季学期计算机组成原理课程设计题目：模型机设计-1 专业班级：计算机科学与技术(3)班姓名：姚惠博学号： 08240301 指导教师：杜红林成绩：前言计算机组成原理课程是计算机系很重要的一门专业基础课，从这门课的内容特点看，它属于工程性、技术性和实践性都很强的一门课，因此，在进行课堂教学的同时，必须对实验教学环节给予足够的重视，要有良好的实验环境，能进行反应主要教学内容的、水平确实比较高的实验项目，在深化计算机各功能部件实验的同时，加强对计算机整机硬件系统组成与运行原理有关内容的实验；在教学实验的整个过程中，坚持以硬件知识为主的同时，加深对计算机整机系统中软硬件的联系与配合的认识。

目前，有些单位和院校都研制出一些用于计算机组成原理课程教学实验的系统或装置，也各具特色但基本上都是相对孤立的功能部件的实验，整机硬件方面的实验很难胜任，更不能对计算机系统中硬软件的联系和配合的学习提供足够的帮助。

计算机组成原理实验系统作为较高层次、专用于计算机原理课程教学实验的实验计算机系统具有良好的实验性能和系统的完整性以及可扩展性。

目录摘要 (5)第一章：模型机设计概述 (6)一．设计目的 (6)二．设计任务 (6)三．实验设备与器材 (6)第二章：模型机总体设计 (7)一．模型机的逻辑结构 (7)1．运算器模块 (7)2．寄存器堆模块 (7)3．程序计数器PC...................................... 错误！未定义书签。

4．地址寄存器 (8)5．指令寄存器模块 (8)6．启停和时序电路模块 (8)7．微程序控制器模块电路 (9)8．主存储器单元电路 (9)9．输入输出设备 (10)二．模型机的数据通路 (10)第三章模型机详细设计 (11)一．运算器的设计 (11)二．存储器系统的组成与说明 (12)1．主存储器的组成 (12)2．存储器的原理图 (12)3．存储器输入输出时序 (12)三．微控制器的设计 (13)1．微程序控制电路 (13)2．微指令格式 (13)四．数据格式及指令系统的设计 (14)1．数据格式 (14)2．指令格式 (14)3．指令系统 (15)五．微程序的设计与实现 (16)1．监控软件的设计 (16)2．模型机微程序流程图 (16)3．二进制微代码表 (19)4．微程序的设计 (20)第四章：系统调试 (22)一．连线 (22)二．联机读／写程序 (22)三．运行程序 (22)第五章：设计总结 (23)参考文献 (24)致谢 (25)摘要试验机为学生提供了运算器模块ALU、寄存器堆模块、指令部件模块、内存模块、微程序模块、启停和时序电路模块、控制台控制模块以及扩展模块。

飞机模型制作说明书

ASSEMBLY INSTRUCTIONSHello friend! You are about to try a new way of assembling kits. Much easier and faster. However, we need to pay attention to some guidelines to facilitate our assembly: 1- all indications engraved on each piece must always be visible;2- they must always be facing forward, in the case of horizontal and outward in the case of vertical;3- the ﬁttings are accurate, but if there is a need for any adjustment, do it;4- do not glue deﬁnitively before making sure it is in the correct way, so assemble the parts before gluing them;5- you will need sandpaper of various thickness, CA glue and / or wood, in addition to epoxy;6- all assembly is illustrated on the A1 format sheet with this kit. The guidelines that may not be there, will be here.Knowing all the guidance presented, we will start the work. Good assembly and good ﬂights!VERTICAL STABILIZER:- let's start with the easiest, the vertical stabilizer. Find part R1 and glue R2 and R3 to its ends. Close with R4 and ﬁnish with the R5 crosspiece.HOOD 1:-hood 1 is the nose hood. Join structures H1_1, H1_2 and MAGH1. Then paste MAG H1_2 over MAG H1, as shown. Time to close the lid with H1. Finish by ﬁtting and pasting H1_3 into the slot of H1_2. Half of this part should be out, as it helps to lock the lid. Glue the 10x2 magnet with the painted part facing the glue. Use epoxy. Leave it facing the surface of MAG H1.HOOD 2:- it is the body hood. The procedure is the same. Join H2_1, H2_2 and MAG H2. Then paste MAG H2_2 over MAG H2. Close with H2. Finish by gluing the H2_3 key in the H2_2 slot. Remembering: half out.WING:-the wing requires a little more care. To start it, separate the pieces AB 1 and the ribs from W1 to W14. Fit these ribs on AB 1 into their respective locations. Afterwards, the S1 stringer must be placed. Use aluminum tubes to align the ﬁrst ribs. It is important that W1 is perpendicular to the tubes. If the ribs are warped, use alcohol or water and moisten the pieces well, forcing them in the opposite direction, making them as straight as possible. The trailing edge (BF) must be ﬁtted and glued to the ribs. Triangles 1 and 2 are positioned and glued to ensure wing geometry.- time to stick the rods. They will reinforce the wing. First glue the 10x4 rectangular rods. They go over and under S1. Check that the wing is not warping. Twist the reverse side to ﬁx it. Now stick the 3x3 rods, 3 on top and 1 on the bottom. Trim the rest and sand for a better ﬁnish.-there are two pieces with the same name. It is called SERVO and where the aileron servos will be installed. Join them according to the drawing. Be careful not to paste them wrong. Check the position on the wing ﬁrst.-ﬁnal, glue TIP piece on the wing tip and its complement (without name). Lock it with T2, aligning with S1. At the root, install rib W0. Do not forget to glue the magnets that attach the wings to the fuselage, always with the painted side for glue. The 20x3 magnet is located at the front and the 10x2 magnet at the rear. Use epoxy and leave the outer surface of the magnets facing W0.-repeat the operation with the other wing. Then sand them, removing any imperfections and leaving them ready for covering. The aileron (AIL) must have its two beveled edges to promote their movement, covered and later, installed.FUSELAGE:-we were the fuselage. Find the F1 part on either side. With part C3, click into place. Do not paste it at this time. Come with the REF.FUSE piece and paste it against C3. Remember: C3 must be perpendicular to F1. This is very important. Once done, paste the REF.H pieces and the triangular rods in their respective sizes. The upper rod is based on REF.H and the lower one on REF.FUSE.- assemble the set MAG.FUSE1 and MAG.FUSE2 in addition to MAG.FUSE3 and MAG.FUSE4. Paste them into REF.FUSE. Also glue the supports of the magnets, T1 and T2 in their respective holes (see drawing). Remove C3, ﬁt on the other side and repeat the operation, gluing the parts that are attached to it.-before joining the two sides, we need to moisten the region in C3 with plenty of alcohol or water, according to the drawing and slowly force the tip of the tail inwards. leave it like that for a while. We need the tail to be curved in that region, so it will not force the installation of the parts attached to it.-Done, now we will paste the parts C2 and C3 together with C1, this glued with epoxy joining the two sides of the fuselage. For the bottom part, initially join parts F2 and F3. Then glue the fuselage. At the top, ﬁnish with the ﬁxation of F4, F5 and F6. The vertical stabilizer will be glued only after covering. Glue the magnets in their respective holes, with the painted part inside and with epoxy glue, facing the surface of the magnets with the REF.FUSE surface. Sand the fuselage. Special attention to the nose, rounding along the spinner. Use a 38 to 40mm diameter spinner.FINAL CONSIDERATIONS:- after the fuselage and vertical stabilizer are attached, glue the latter by entering the end of the fuselage and ﬁtting it into the slot in F3. Make a ﬁtting test before covering, ensuring a better ﬁxation.-the drawing has a diagram showing where each electronic component is located inside the fuselage.-also in the drawing, there are suggestions of formats of air intakes necessary for cooling the electronic components. Also take the exit at F3 in front of C3.-CG recommended is 119mm at the root of the wing.-If you want a wing without a motor, you will need a piece of balsa or solid wood to sculpt the nose, replacing the spinner. The design is left to the builder.CONGRATULATIONS You have just assembled your Aurora glider from Bluesky. I hope it was a rewarding and pleasant experience. We thank you for choosing our brand and we hope to count on you in more opportunities. 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模型飞机说明书

模型飞机说明书尊敬的顾客：感谢您选择购买我们的模型飞机产品。

为了让您更好地了解和使用该产品，我们特别准备了本说明书，请您仔细阅读。

一、产品概述我们的模型飞机是一款精心设计和制造的航空模型产品。

它采用高品质材料，工艺精湛，具有精准控制、稳定飞行的特点。

该产品是迷你型号，适合飞机模型爱好者和初学者使用。

二、产品组成1. 机翼：提供飞行的升力支撑。

2. 机身：承载电池和其他关键组件，保护内部结构。

3. 飞行控制系统：包括遥控器和接收器，用于控制模型飞机的姿态和飞行方向。

4. 动力系统：由电机、电池和电调等组成，提供飞机动力。

5. 起落架：支撑机身并保证起飞和降落的平稳。

三、产品安全使用说明1. 组装前请确保您已经阅读并理解了本说明书中的所有内容。

2. 在使用之前，请检查模型飞机的各个部件是否完好无损，确保螺旋桨和机翼连接牢固。

3. 在飞行过程中，请确保远离人群、动物和易燃物品等危险物。

4. 飞行前请检查电池电量是否充足，避免因电力不足导致飞行事故。

5. 在室外进行飞行时，请确保风力较小且没有降雨等恶劣天气条件。

四、产品组装与调试1. 请根据配备的拆装工具和说明书进行组装，按照顺序逐步完成各个部件的安装。

2. 在组装过程中，请确保各个部件的连接牢固，避免出现松动导致的安全隐患。

3. 组装完成后，请对模型飞机进行相应的调试。

首先检查遥控器电量是否充足，然后进行遥控器和飞行器的连接配对。

4. 调试时，请确保遥控器处于远离其他无线干扰源的地方，以确保信号传输的稳定性。

五、产品飞行操作1. 在进行首次飞行前，请选择一个宽阔、无障碍、无人群的开阔区域进行操作。

2. 飞行前，请确保电池已经充满，并检查模型飞机的各项控制功能是否正常。

3. 在起飞前，将遥控器的油门推至最低点，确保模型飞机处于静止状态。

4. 缓慢推动油门，将模型飞机加速至适当的速度，然后轻轻向上推动遥控器的油门，使其离地，开始飞行。

5. 在飞行过程中，请注意及时调整飞行器的姿态和飞行方向，以保持稳定的飞行状态。

为你所在的小组制作的机器模型写一份说明书小学五年级下册

为你所在的小组制作的机器模型写一份说明书小学五
年级下册
木质滑行小飞机是由一系列通用木质、电子元件精心构建设计而成的飞机模型，锻炼动手能力、了解一些电路知识的益智好玩具。

安装完成后，按下开关，小飞行就可以在地面上跑起来了！科学原理
太阳能小车是采用太阳能作为能量来源，相比传统燃油机驱动的汽车，太阳能汽车是真正的零排放，更加节能环保。

小车上面的太阳能小
方板将太阳能转化为电能，给微型马达提供电能，马达将电能转化为机械能，从而使车轮快速转动。

制作步骤 1、认识各种零件，注意区分各个零件的规格型号！（自备螺丝刀、剪刀等工具） 2、学习了解正反桨（注意螺旋桨安
装方向，若风力较小，将螺旋桨卸下翻转后再安装！） 3、将电池
盒导线头剥出1cm左右（也可使用火机烤熔后剥线），红线接马达左边，黑线接马达右边。

4、用6mm螺丝在机身上安装机翼和水平尾翼。

5、用4mm螺丝在机身背面安装长U铁和双角挂铁(注意对应孔位)。

6、长短铁轴分别穿过挂铁和长U铁，并用轴套限位。

将黑色橡胶圈套在皮带轮上，安装前后车轮。

7、将尾翼卡入机身并用7m m带介螺丝固定。

8、用4mm螺丝和金属电机夹固定马达，然后用7 mm带介螺丝安装电池盒（可将多余导线整理后盘压在电池盒下）。

9、安装螺旋桨（注意螺旋桨安装方向）。

10、制作完成，安装电池测试（注意：小飞机只能滑行，不能起飞！）。

简单模型机操作方法

简单模型机操作方法简单模型机是一种用于教学和研究的计算机模拟工具，用于演示和理解计算机运行原理。

下面是简单模型机的基本操作方法：1. 加载程序：打开模型机软件，点击“文件”或“加载”选项，选择要加载的程序文件。

程序文件通常是一个文本文件，包含一条或多条指令。

2. 设置内存：在模型机中，程序和数据都存储在内存中。

点击“内存”或“设置内存”选项，可以设置内存的大小和初始值。

3. 运行程序：点击“运行”或“开始”选项，模型机将从内存的指定地址开始执行程序。

程序会逐条执行指令，并对数据进行处理。

4. 查看寄存器：模型机中有一些特殊的寄存器，用于存储计算过程中的中间结果和控制信息。

可以点击“寄存器”或“查看寄存器”选项，查看寄存器的值。

5. 调试程序：如果程序出现错误或不正常的运行状态，可以使用模型机的调试功能。

可以逐条执行程序，查看指令的执行情况，并进行相应的调整和修复。

6. 修改程序：如果需要修改程序，可以点击“编辑”或“修改程序”选项，将程序加载到编辑器中进行修改。

修改完成后，可以重新加载程序并运行。

7. 查看输出：程序执行过程中，可能会产生一些输出结果。

可以点击“输出”或“查看输出”选项，查看程序的输出结果。

8. 保存和导出：如果需要保存当前的模拟结果或程序状态，可以点击“保存”或“导出”选项，将结果保存到指定的文件中。

这样可以方便后续的查看和分析。

总的说来，简单模型机的操作方法主要包括加载程序、设置内存、运行程序、查看寄存器、调试程序、修改程序、查看输出和保存导出等几个基本步骤。

不同的模型机软件可能有一些差异，具体操作方法可以根据软件的使用手册进行参考。

计算机组成原理-简单模型机设计课设

目录摘要 (2)前言 (3)正文 (4)一、设计目的和设计原理 (4)1.1设计目的 (4)1.2设计原理 (4)二、总体设计 (7)三、详细设计 (8)3.1运算器的物理结构 (8)3.2存储器系统的组成与说明 (11)3.3指令系统的设计与指令分析 (12)3.4微程序控制器的逻辑结构及功能 (14)3.5微程序的设计与实现 (18)四、系统调试 (27)总结 (29)参考文献 (30)致谢 (31)摘要根据设计任务书要求，本设计要实现完成一个简单计算机的设计，主要设计部分有运算器，存储器，控制器以及微指令的设计。

其中运算器由运算芯片和寄存器来完成,存储器由总线和寄存器构成，使用硬布线的方式实现控制器，从而完成设计要求。

:关键词：基本模型机的设计；运算器；存储器；控制器；前言计算机组成原理是计算机科学技术学科的一门核心专业基础课程。

从课程的地位来说，它在先导课程和后续课程之间起着承上启下的作用。

计算机组成原理讲授单处理机系统的组成和工作原理，课程教学具有知识面广，内容多，难度大，更新快等特点。

此次课程设计目的就是为了加深对计算机的时间和空间概念的理解, 增强对计算机硬件和计算机指令系统的更进一步了解。

计算机组成原理课程设计目的是为加深对计算机工作原理的理解以及计算机软硬件之间的交互关系。

不仅能加深对计算机的时间和空间的关系的理解，更能增加如何实现计算机软件对硬件操作，让计算机有条不紊的工作。

正文一、设计目的和设计原理1.1设计目的融会贯通计算机组成原理课程中各章的内容，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，特别是对硬连线控制器的认识，建立清晰的整机概念。

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。

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。

玩具飞机模具设计说明书

玩具飞机设计08计算机辅助设计与制造2班肖叶林08621030指导老师：匡和碧目录引言――――――――――――――――――――3 1制品分析――――――――――――――――――3 2塑料的选择―――――――――――――――――3 3成型零件设计――――――――――――――――4 4模架的选择―――――――――――――――――5 5注塑模侧向分型机构―――――――――――――6 6浇注系统设计――――――――――――――――6 7温度控制系统――――――――――――――――8 8脱模系统设计――――――――――――――――8 9排气系统设计――――――――――――――――9 10导向定位系统设计―――――――――――――10 11注射机的选择―――――――――――――――10 12模具装配与零件图―――――――――――――11 13设计总结―――――――――――――――――22引言塑料是20世纪人类的重大发明，它的发明和广泛使用，为人类的物质文明谱写了新的篇章，现在人民对塑料的运用成了生活不可缺少的一部分，大大推动了人类社会的进步和繁荣。

1 制品分析本人设计的是一个玩具飞机，飞机由上盖和下盖组成，上盖尺寸为110MM*121MM*35MM，下盖尺寸为110MM*121MM*12.5MM，零件不是很大，所以我做成一模两腔，对角排位，采用侧浇口直接进胶，上盖有两只灯凸起来了，所以产品内部要做成斜顶，产品外面可以做成滑块，也可以做成枕位，如果做成滑块那模坯要加大，增加了模具制造成本，模具加工增加了困难，使模具结构变的复杂，模具结构越复杂就越容易损坏，所以本人采用了做用了做成枕位.2塑料的选择由于是玩具飞机所以小孩子在玩的时候会经常丢到地上去，所以对制品材料要求硬度比较高，本人采用了ABS（丙烯腈－丁二烯—苯乙烯共聚物）ABS的收缩率在0.4%－0.7%之间。

常用收缩率为0.5%，这里采用0.5%。

ABS制品强度高、刚性好、硬度、耐冲击性、制品表面光泽性好，耐磨性好。

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计算机组成原理实验系统作为较高层次、专用于计算机原理课程教学实验的实验计算机系统具有良好的实验性能和系统的完整性以及可扩展性。

本设计利用试验机完成对基本模型机的设计，其主要内容是建立带有带8位自增、自减指令的整机模型，并在此基础上完成一系列的指令，其指令主要有：输入输出指令IN、OUT、访问内存指令MOV、LDA、STA、算术逻辑指令ADC、SBC、INC、DEC、CLR关键词：存储系统、运算器、微程序控制器、指令系统第一章：模型机设计概述一．设计目的通过对一个简单计算机的设计，以达到对计算机的基本组成、部件的功能与设计、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。

通过模型机的设计和调试，连贯运用计算机组成原理课程学到的知识，建立计算机整机概念，加深计算机时间和空间概念的理解。

二．设计任务1、根据任务要求设计整机系统的方案。

2、存储系统：使用模型机的存储模块，说明存储器的输入输出时序，模块连接方式等。

3、运算器：使用模型机的器件，组成带有片间串行进位16位算数逻辑运算功能的运算器，带有带8位自增、自减指令的整机模型。

4、微程序控制器模块：使用教学机的系统，设计微程序控制器。

5、设计模型机指令系统：（含设计微指令格式、微程序流程图，每条指令所对应的微程序等）。

6、了解并说明教学模型机的输入输出模块。

7、在自己设计的指令系统基础上，编制一个汇编语言小程序并进行调试通过。

8、整机设计分模块进行，说明模块中数据和控制信息的来源、去向、功能、时序，以及模块间数据和控制信号的来源、去向、功能、时序等。

三．实验设备与器材DVCC试验箱；74LS181四位算术逻辑单元/函数发生器，暂存器74LS273，输出缓冲/显示驱动74LS245，移位寄存器74LS299，4位二进制计数器74LS161，74LS138译码器，E2PROM 2816芯片，6264芯片；PC机一台；排线若干第二章：模型机总体设计一．模型机的逻辑结构1.运算器模块运算器模块主要由运算器U31、U32（74LS181）、暂存器U29、U30（74LS273）、输出缓冲器U33（74LS245）以及进位控制和判零标志控制电路等构成。

运算器的核心部件是74LS181，它可以对两个8位的二进制数进行多种逻辑或算术运算，具体由其功能控制条件M、CN、S3、S2、S1、S0来决定，两个参加运算的数分别来自暂存器U29和U30，运算结果直接输出到输出缓冲器U33，由输出缓冲器发送到系统的数据总线上，以便进行移位操作或参加下次运算。

2.寄存器堆模块寄存器堆模块为实验计算机提供了4个8位通用寄存器。

它们用来保存操作数及中间运算结果，它对运算器的运算速度、指令系统的设计等都有密切的关系。

4个寄存器均采用74LS374（U41～U44），它的输入全部相连后连到系统数据总线上BUSD0～D7，总线上的数据具体写入哪个寄存器由各自的写入脉冲（LDR0K～LDR3K）控制，４个寄存器的输出共用一个排针REGBUS引出，在使用时再连到系统总线上，具体由哪个寄存器读出，由各自的输出允许信号R0B，～R3B，控制3．程序计数器PC程序计数器PC由二片可预置的4位二进制同步计数器74LS161（U38，U39）构成，它具有接数、计数、清零等功能。

程序计数器的输出采用三态传输器件74LS245（U40），当控制台总清开关为“0”时（LCLR指示灯灭），清零程序计数器，总清开关平时为“1”电平。

（1）停机状态启动时，程序计数器PC的工作情况PC的接数控制信号为LOAD，接数工作脉冲为CLK161。

当LDPC=1时，且时钟脉冲T4电平正跳时，程序计数器PC的工作脉冲端CLK161的电平便正跳变，它把总线BUSD0～D7上的启动地址值接入程序计数器74LS161的输入，启动地址可为000～0FF中的任意一个值，此时，当LOAD=0时，74LS161的输入端的数据被预置成输入端的数据，即初始化启动地址。

74LS161的输出经三态传输器件74LS245（U40）控制输出到8芯排针PCBUS，U40由PCB，信号控制，PCB，=0时，初始地址值由U40输出到内部数据总线上（2）运行时PC的工作情况当需要取下条指令或取指令的下一个字节时，应控制PC为计数状态，U38是程序计数器的低4位，U39是程序计数器的高4位，低4位产生的进位信号TC接到高4位的进位输入端CET，由于运行状态时，CLR=1，故只要控制LOAD=1，便使PC为计数状态，在LDPC=1，且时钟脉冲T4正跳时，PC的计数脉冲CLK161正跳变，PC便计数加14.地址寄存器地址寄存器部分由地址寄存器和地址显示灯构成。

地址寄存器采用74LS273（U37），它的输入直接连到系统总线BUSD0～D7上，输出直接接到程序存储器6264（U52）的地址输入端AD0～AD7，输出为三态。

当LDAR，=1，且时钟脉冲T3正跳变时，74LS273（U37）的工作脉冲正跳，将总线上的地址值锁存到74LS273中，由于74LS273的输出不受控制，因此地址值直接输出到地址总线AD0～AD7上，地址显示灯LAD0～LAD7用于显示地址值AD0～AD7，高电平亮，低电平灭5.指令寄存器模块指令寄存器模块中指令寄存器74LS273（U36）的输出部分以排针形式引出到1J1，部分内部已连好，构成实验计算机时用它作为指令译码电路的输入，实现程序跳转控制。

6.启停和时序电路模块本模块由三个部分组成：时钟脉冲源、单拍脉冲及消抖电路、时序控制电路和系统运行控制开关组。

(1)时钟信号源时钟信号源由时基电路555（U46）和可再触发单稳态多谐振荡器74LS123（U47）构成。

555时基电路产生一定频率的方波信号H24,74LS123中一个单稳态电路74LS123（U47）用于延时，产生特定占空比的信号H23，时间T的长短由外接的电阻和电容决定。

(2)单拍脉冲及消抖电路在实验计算机中，配有单拍脉冲产生按钮，每按一次手动脉冲按钮，在其SD端输出一个正脉冲，在SQ端输出一个负脉冲，用与非门来作为消抖电路时序控制电路和系统运行开关组7．微程序控制器模块电路微程序控制器模块主要由微程序编程器、核心微控制器量两部分组成。

（1）微程序编程器微程序编程器就是将预先定义好的机器码对应的微代码程E2ROM2816控制存储器中，并可以对控制存储器中的数据进行校验。

（2）核心微控制器核心微控制器主要完成接收机器指令译码器送来的代码，使系统控制转向相应的机器指令对应的首条微代码程序的入口，然后执行微代码所规定的操作。

也就是说对当前的机器指令的功能进行解释和执行的工作8.主存储器单元电路主存储器单元电路主要用于存放实验中的机器指令存储器由一片6264组成，实际使用容量为256字节，6264有四个控制线:CS1第一片选线，CS2第二片选线，OE读线，WE写线。

存储器芯片种类繁多、容量不一样。

当一片RAM不能满足存储容量位数(或字数)要求时，需要多片存储芯片进行扩展，形成一个容量更大、字数位数更多的存储器。

扩展方法根据需要有位扩展、字扩展和字位同时扩展3种。

9．输入输出设备（1）输入设备单元系统中用8个拨动开关作为输入设备，通过总线驱动器74LS245（U51）输出到系统的扩展数据总线EXD0～EXD7 上，输入的数据显示在LD0～LD7 八个LED 上，高电平亮,低电平灭。

（2）输出设备单元此单元设置两个七段数码管，用于显示需要输出的数据。

七段数码管的译码电路由两片GAL16V8（U53、U54）组成。

二．模型机的数据通路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。

运算器由算术逻辑单元(ALU)、累加寄存器、数据缓冲寄存器和状态条件寄存器组成，它是数据加工处理部件。

相对控制器而言，它是执行部件。

运算器有两个主要功能：(1)执行所有的算术运算；(2)执行所有的逻辑运算，并进行逻辑测试，如零值测试或两个值的比较。

控制器根据指令操作码和时序信号，产生各种操作控制信号，以便正确地建立数据通路，从而完成取指令和执行指令的控制。