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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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