计算机组成原理累加器实验报告.doc
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课程设计任务书
学 院 信息学院 专 业 计算机科学与技术 学生姓名 学 号 设计题目 研制一台多累加器结构的实验计算机
内容及要求:
利用EL-JY-II型计算机组成原理实验仪提供的硬件资源,通过设计(包括整机结构设计、指令设计、微程序设计、微指令设计、调试程序设计等)、组装、调试三个步骤完成一台微程序控制的简单实验计算机的研制。
设计总要求:
实验计算机整机应由如下几个模块组成:运算器、寄存器、指令部件、微程序控制部件、内存、总线缓冲电路、输入和输出控制电路。
运算器采用双数据暂存器多寄存器结构,并带移位运算功能。
设计如下几条机器指令的格式,指令格式可以采用单字长或双字长设计。
算术清零运算指令:CLR rd (功能 0 - rd)
逻辑与运算指令: ADC rs,rd (功能rs + rd+cy - rd)
输入输出指令: IN #DATA,rd (功能DATA - rd)
OUT Ri (功能Ri的值 - LED输出)
转移指令: JMP addr (功能addr- PC)
访问指令: STA addr (功能 Ri- addr)4. 设计微指令的格式, 编写上述每条机器指令所对应的微程序,并上机调试。
通过如下程序的编写调试,验收机器指令、微指令、微程序的设计结果。
IN #data,R0
STA R0, addr
MOV R0, R1
CLR R2
CLR R0
LDA addr,R0
ADC R0,R1
OUT R1
JMP 00H
进度安排:
第17周:布置课程设计任务,查阅资料,分组设计,实验室组装和调试。
第18周:调试,验收,答辩,编写课程设计报告。
指导教师(签字):
2011年 12 月10 日 学院院长(签字):
2011年 12 月10 日
目录
实验计算机的设计……………………………………………4
1、整机逻辑框图设计…………………………………………………………..4
2、指令系统的设计……………………………………………………………..5
2.1数据格式……………………………………………………………….5
2.2指令格式、指令编码、指令助记符、指令功能、操作数的寻址方式……5
3.微操作控制部件的设计……………………………………………………….8
3.1微指令编码的格式设计………………………………………………..8
3.2微操作控制信号设计…………………………………………………..8
3.3微程序顺序控制方式设计………………………………………………9
3.3.1微程序控制部件组成原理………………………………………9
3.3.2微程序入口地址形成方法……………………………………10
3.3.3控存的下地址确定方法………………………………………11
3.3.4微程序在控存中的分布情况…………………………………12
3.4微程序设计……………………………………………………………12
3.4.1写出每条指令对应的微程序流程图…………………………12
3.4.2 写出每段微程序中各微指令的二进制编码、16进制编码…14
3.4.3写出每段微程序在控存中的存放位置………………………15
目录
4.设计组装实验计算机接线表………………………………………………16
5.编写调试程序……………………………………………………………..16
二、实验计算机的调试………………………………………………..18
1调试前准备………………………………………………………………18
2程序调试过程…………………………………………………………….18
3调试结果…………………………………………………………………20
4出错和故障分析………………………………………………………….20
三、课程设计总结………………………………………………………………21
四、参考文献……………………………………………………………………..21
一、验计算机的设计
1 整机逻辑框图设计
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,及三个通用寄存器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、控制存储器及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。
4、输出设备有两位LED数码管和W/R控制完成的。
图1-1 模型机结构框图
图1-1中运算器ALU由U7--U10四片74LS181构成,暂存器1由
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