【正文】 增性寄存器間接尋址表明轉(zhuǎn)移地址，并且指定寄存器為SP，即尋址方式(SP)+，則從堆棧中取出返回地址，然后SP+1。③ 轉(zhuǎn)子指令JSP執(zhí)行JSP指令時，首先將返回地址壓棧，然后按照尋址方式找到轉(zhuǎn)移地址，把t它送PC中。綜上，得到我們的設(shè)計指令為： ⑴ LDR Ri，D格式 7 4 3 2 1 00 0 0 0Ri不用D功能： Ri←M（D）（2） STR Ri，D格式 7 4 3 2 1 00 0 0 1Ri不 用D功能： M（D）←（Ri）（3） ADD Ri，Rj格式 7 4 3 2 1 00 0 1 0RiRj功能： Ri ←（Ri）＋ （Rj）（4） SUB Ri，Rj格式 7 4 3 2 1 00 0 1 1RiRj功能： Ri ←（Ri）－ （Rj）（5） AND Ri，Rj格式 7 4 3 2 1 00 1 0 0RiRj功能： Ri ←（Ri）∧ （Rj）（6） OR Ri，Rj格式 7 4 3 2 1 00 1 0 1RiRj功能： Ri ←（Ri）∨ （Rj）（7） MUL Ri，Rj格式 7 4 3 2 1 00 1 1 0RiRj功能： Ri ←（Ri） （Rj）（8） 轉(zhuǎn)移指令格式 7 4 3 2 1 00 1 1 1條件不 用D功能： 條件碼 00 無條件轉(zhuǎn)移 PC ← D01 有進位轉(zhuǎn)移 PC ← D10 結(jié)果為0轉(zhuǎn)移 PC ← D11 結(jié)果為負轉(zhuǎn)移 PC ← D⑼ IN Ri，M j格式 7 4 3 2 1 01 0 0 1RiMj其中M j為設(shè)備地址，可以指定四種外圍設(shè)備，當M j=01時，選中實驗箱的二進制代碼開關(guān)。功能： Ri ← （M j） ⑽ OUT Ri，M j格式 7 4 3 2 1 01 0 1 0RiMj當M j=10時，選中實驗箱的顯示燈。功能： （M j）← Ri⑾ HALT（停機指令）格式 7 4 3 2 1 01 0 1 1不用不用功能：用于實現(xiàn)停機。3 運算器的設(shè)計運算部件是CPU內(nèi)部的重要組成部分，它起到至關(guān)重要的作用。在此，我們暫不涉及運算器的具體設(shè)計，僅是利用以往實驗所得到的結(jié)果，利用已有的芯片來完成我們需要的運算功能。在此我們借用SN74181，利用它來完成我們需要的功能。 SN74181概述如下所示。圖1 SN74181的引腳框圖：1）A0～A3:4位二進制數(shù)A2）B0～B3:4位二進制數(shù)B3）F0～F3:運算結(jié)果4）S0～S3:狀態(tài)控制信號，控制運算類型，控制16中運算。5）M:運算選擇 M=1 邏輯運算；M=0 算術(shù)運算。SN74181功能表表3 工作方式選擇S3S2S1S0邏輯運算M=1算術(shù)運算M=00000A’A減10001(AB)’AB減10010A’+BAB’減10011邏輯1全10100(A+B)’A加(A+B’)0101B’AB加(A+B’)0110(AB)’A加B’0111A+B’A+B’1000A’BA加（A+B）1001ABA加B1010BAB’加(A+B)1011A+BA+B1100邏輯001101AB’AB加A1110ABAB’加A1111AA ALU的組成通過74181可以形成相應(yīng)的進位邏輯，組成相應(yīng)的ALU。(1) 組間串行進位的ALU圖1(2) 組間并行進位的ALU圖2運算器的組織如圖：移位器ALU鎖存器1鎖存器2R0…Rn+1MS0…S3 圖34 數(shù)據(jù)通路結(jié)構(gòu)的建立綜合以上的相關(guān)知識，我們知道，總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計的內(nèi)容包含確定各種不見的設(shè)置以及它們之間的數(shù)據(jù)通路結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上，就可以擬出各種信息傳送路徑，以及為實現(xiàn)這些傳送所需要的命令。數(shù)據(jù)通路結(jié)構(gòu)了如圖：移位器 ALU選擇器A選擇器BR0R1R2R3CDMARMDRIRPCSPPSWR0…R3C,D,SP,PCR0…R3C,D,PSW,MDR 圖4 部件設(shè)置⑴ 寄存器① 可編程寄存器R0(000),R1(001),R2(010),R3(011),PSW(101),SP(100),PC(111)。它們都設(shè)置3位編號，供CPU變成訪問。② 暫存器C,D取源操作數(shù)地址或者源操作數(shù)時，使用寄存器C，讀目的操作數(shù)地址或著謎底操作數(shù)時，使用寄存器D。③ 指令寄存器IR為了提高取指令的速度，把指令從主存讀出以后，經(jīng)數(shù)據(jù)總線直接置入IR。④ 與主存的借口寄存器MAR,MDRCPU訪問主存的地址由地址寄存器MAR提供，而MDR則用來暫存CPU與主存之間要交換的數(shù)據(jù)，其實就是一個中轉(zhuǎn)效果。⑵ 運算部件① ALU部件ALU部件采用SN74181。② 輸入邏輯輸入有兩個選擇器A,B,它們都有八選一功能。通用寄存器和暫存器既可以送往A，也可以送往B，但是PC和SP只能送往A，PSW和MDR只能送往B。ALU輸出設(shè)置一個移位器，③ 輸出邏輯ALU輸出設(shè)置一個移位器，利用對應(yīng)位的連接關(guān)系實現(xiàn)直傳，左移，右移。 總線與數(shù)據(jù)通路結(jié)構(gòu)⑴ 內(nèi)總線單向內(nèi)總線實現(xiàn)數(shù)據(jù)分配，寄存器在邏輯上分立。⑵ 系統(tǒng)總線CPU通過系統(tǒng)總線也外界相連，但是為了簡化，讓CPU直接連到總線上，不考慮信號的轉(zhuǎn)換和擴展。 各類信息的傳送路徑⑴ 指令信息的傳送指令由主存讀出，送人指令寄存器IR：M → 數(shù)據(jù)總線 → IR。 ⑵ 地址信息的傳送地址信息包還指令地址，順序執(zhí)行的后繼指令地址，轉(zhuǎn)移地址和操作數(shù)地址等四類。 ① 指令地址指令地址從PC取出，送人MAR：PC → 選擇器 → A → ALU → 移位器 → 內(nèi)總線 → MAR。② 順序執(zhí)行的后繼指令地址現(xiàn)行指令地址PC + 1，得到后繼指令地址