【正文】 ............................................. 19 .............................................................................................................. 19 ..................................................................................................................... 21 ................................................................................................................... 21 .......................................................................................................................... 21 ................................................................................................... 21 ........................................................................................ 29 1 計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告 設(shè)計(jì)題目 一臺(tái)模型計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)與調(diào)試 字長(zhǎng)： 8 位 格式：定點(diǎn)整數(shù) 7 6 0 符號(hào) 尾數(shù) 其中 : 第 7 位為符號(hào)位，數(shù)值表示范圍是： 定點(diǎn)整數(shù)： 128 ≤ X≤ 127。 指令的類型設(shè)計(jì)：算術(shù)邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)存取、程序控制、輸入輸出 ， 按固定操作碼 4位長(zhǎng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì) 14 條指令 。 設(shè)計(jì) 7 條算術(shù)邏輯運(yùn)算類指令并用單字節(jié)表示，尋址方式采用寄存器尋址，指令為 RR型，其格式如下： 7 4 3 2 1 0 OPCODE Rs Rd 其中： OPCODE 為操作碼 ， Rs 為源寄存器 ， Rd 為目的寄存器 2 條訪問(wèn)指令：存數(shù) (STA)、取數(shù) (LDA) 2 條轉(zhuǎn)移指令：無(wú)條件轉(zhuǎn)移 (JMP)、結(jié)果為零或有進(jìn)位轉(zhuǎn)移指令 (BZC) 指令格式為： 7 6 5 4 3 2 1 0 0 0 M OPCODE Rd/Rs D 其中： D 為位移量 (正負(fù)均可 )， M 為尋址方式，其定義如下： 尋址方式 M 有效地址 說(shuō)明 0 0 E=D 直接尋址 2 計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告 0 1 1 0 1 1 E=(D) E=(Ri)+D E=(PC)+D 間接尋址 Ri變址尋址 相對(duì)尋址 本模型機(jī)選擇變址寄存器 Ri 為寄存器 R2。 格式如下： 7 4 3 2 1 0 OPCODE addr Rd 其中， addr=01 時(shí)，選中 “INPUT DEVICE”中的開(kāi)關(guān)組作為入設(shè)備， addr=10 時(shí)，選中 “OUTPUT DEVICE”中的七段 LED 數(shù)碼塊作為輸出設(shè)備。 格式如下： 7 4 3 2 1 0 OPCODE 0 0 0 0 停機(jī)指令 HALT，用于實(shí)現(xiàn)停機(jī)操作。 序號(hào) 匯編指令 機(jī)器代碼格式 功能說(shuō)明 1 CLR Rd 0111 00 Rd 0→Rd 2 MOV Rs,Rd 1000 Rs Rd Rs→Rd 3 ADC Rs,Rd 1001 Rs Rd Rs+Rd+Cy→Rd 4 SBC Rs,Rd 1010 Rs Rd RsRdCy→Rd 5 INC Rd 1011 xx Rd Rd+1→ Rd 6 AND Rs,Rd 1100 Rs Rd Rs∧ Rd→Rd 7 COM Rd 1101 xx Rd 8 LDA M,D,Rd 00 M 00 Rd , D E→Rd 9 STA M,D,Rd 00 M 01 Rd , D Rd→E 10 JMP M,D 00 M 10 00 , D E→PC 11 BZC M,D 00 M 11 00 , D 當(dāng) Cy=1 或 Z=1 時(shí)， E→PC 12 IN Rd 0100 10 Rd 輸入 單元 →Rd 13 OUT Rd 0101 10 Rd Rd→ 輸出單元 14 HALT 0110 00 00 停機(jī) 3 計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告 4 計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告 5 計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告 6 計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告 7 計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告 8 計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告 9 計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告 10 計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告 11 計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告 12 計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告 13 計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告 14 計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告 輸入 設(shè)計(jì) 說(shuō)明 數(shù)據(jù)總線 模型計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)總線，用于分時(shí)傳輸各種數(shù)據(jù) 。 地址總線 模型計(jì)算機(jī)的地址總線，用于傳輸?shù)刂芳拇嫫鞯牡刂?。 微地址總線 微程序控制器的微地址總線，用于分時(shí)傳輸微地址 。 微程序數(shù)據(jù)總線 微程序控制器的微程序數(shù)據(jù)總線，用于傳輸微程序數(shù)據(jù) 。 單片機(jī)寫(xiě)數(shù)據(jù)總線 單片機(jī)寫(xiě)入模型計(jì)算機(jī)內(nèi)存和控制存儲(chǔ)器的單片機(jī)寫(xiě)數(shù)據(jù)總線 。 運(yùn)行步驟 ：把開(kāi)關(guān) SW1， SW2 撥動(dòng)到下面， START=0 3 秒，等顯示數(shù)據(jù)穩(wěn)定，表示數(shù)據(jù)寫(xiě)入完成 。 。 單片機(jī)寫(xiě)內(nèi)存控制邏輯：把開(kāi)關(guān) SW1， SW2 撥動(dòng)到上面，START=1。 縮小設(shè)計(jì)圖，讓指令寄存器，微地址寄存器，輸出顯示器，地址寄存器顯示同時(shí)顯示 。 單擊釋放暫停按鈕，繼續(xù)運(yùn)行。 LED 數(shù)碼管顯示器上的數(shù)據(jù)。 15 計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告 與起?？刂? 16 計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告 微程序 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 控制信號(hào) S3 S2 S1 S0 M CN WE A9 A8 A 字段 B 字段 P 字段 uA5 Ua4 uA3 uA2 uA1 uA1 A 字段 B 字段 P 字段 14 13 12 控制信號(hào) 11 10 9 控制信號(hào) 8 7 6 控制信號(hào) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 LDRi 0 0 1 RS_B 0 0 1 P1 0 1 0 LDDR1 0 1 0 RD_B 0 1 0 P2 0 1 1 LDDR2 0 1 1 RI_B 0 1 1 P3 1 0 0 LDIR 1 0 0 1 0 0 P4 1 0 1 LOAD 1 0 1 ALU_B 1 0 1 AR 1 1 0 LDAR 1 1 0 PC_B 1 1 0 LDPC 17 計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告 18 計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告 19 計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告 微地址 S3 S2 S1 S0 M CN WE A9 A8 A B C