算機組成原理課程設(shè)計-基本模型機的設(shè)計--不帶進位與或運算指令的實現(xiàn)(已修改)
2025-08-10 10:53 本頁面
【正文】 武漢 理工大學《 計算機組成原理 》課程設(shè)計說明書 1 課程設(shè)計說明書 ： 基本模型機的設(shè)計 —— 不帶進位與或運算指令的實現(xiàn) 設(shè)計的目的 運用所學的知識，通過使用軟件 HKCPT 掌握各個單元模塊的工作原理將其組成完整的系統(tǒng)，并了解程序編譯、加載的過程，以及通過微單步、單拍調(diào)試理解模型機中的數(shù)據(jù)流向。本實驗主要是設(shè)計 不帶進位與或運算指令的實現(xiàn)，將匯編語言程序設(shè)計，數(shù)字邏輯與或運算原理以及計算機組成原理 3 方面的知識結(jié)合到一起利用此軟件平臺實現(xiàn)連續(xù)幾個數(shù)的不帶進位的與或運算，從而了解邏輯運算運算單元的運行過程。 設(shè)計的原理 計算機中 CPU 是核心，它是通過指令和微指令的執(zhí)行來工作的。指令 是計算機要完成的某一項功能。它對應(yīng)到執(zhí)行的過程中是一段微程序。一 段微程序含多條為指令，而一條微指令又含多個微命令。一個微命令驅(qū)動 某個硬件部件執(zhí)行某種操作。通過這樣一個關(guān)系，從而達到由計算機指令 來驅(qū)動計算機各個硬部件的協(xié)調(diào)工作以實現(xiàn)一條指令的執(zhí)行。 在各個模塊中，各模塊的控制的控制信號都是手動模擬產(chǎn)生的。而在真 正的實驗系統(tǒng)中，模型機的運行是在微程序的控制下，實現(xiàn)特定指令的功能。在本實驗平臺中，模型機從內(nèi)存中取出、解釋、執(zhí)行機器指令都將由微指令和之相配合的時序來完成，即一條機器指令對應(yīng)一個微程序。 武漢 理工大學《 計算機組成原理 》課程設(shè)計說明書 2 其中運算器由 2 片 74L181 構(gòu)成 8 位字長的 ALU 單元。 2 片 74LS374 作為 2 個數(shù)據(jù)鎖存器（ DR DR2）， 8芯插座 ALUIN 作為數(shù)據(jù)輸入端，可通過短 8 芯扁平電纜，把數(shù)據(jù)輸入端連接到數(shù)據(jù)總線上。數(shù)據(jù)輸入鎖存器 DR1 的 EDR1 為低電平，并且 D1CK 有上升沿時，那來自數(shù)據(jù)總線的數(shù)據(jù)打入鎖存器 DR1。同樣使 EDR2為低電平、 D2CK 有上升沿 及其 指令格式 指令系統(tǒng) 此次實驗涉及的指令有以下幾種： MOV A, data 將立即數(shù)傳遞到 累加器 A 中 MOV RI,data 將立即數(shù)傳遞到寄存器 RI 中 ADD A,RI 加法運算指令 SUB A,RI 減法運算指令 ORL A,data 邏輯或指令 ANL A,data 邏輯與指令 STA addr 將寄存器中內(nèi)容寫入存儲器中 HALT 停機指令 指令系統(tǒng)如下表： 指令助記符 指令功能 指令編碼 微周期 微操作 武漢 理工大學《 計算機組成原理 》課程設(shè)計說明書 3 取指微指令 T0 PC地址總線 RAM RAM數(shù)據(jù)總線 IR1 ADD ADD ADD A R2 ADD A,R3 (A)+(RI)→ A 0C 0D 0E 0F T0 T1 T2 T3 A→數(shù)據(jù)總線→ DR1 RI→數(shù)據(jù)總線→ DR2 ALU→數(shù)據(jù)總線→ A、置 CY 取指微指令 SUB SUB A,R1 SUB SUB (A)(RI)→ A 1C 1D 1E 1F T0 T1 T2 T3 A→數(shù)據(jù)總線→ DR1 RI→數(shù)據(jù)總線→ DR2 ALU→數(shù)據(jù)總線→ A、置 CY 取指微指令 MOV A,data Data→ A 5F T0 T1 RAM→數(shù)據(jù)總線→ A 取指微指令 MOV R0,data MOV R1,data MOV R2,data MOV R3,data Data→ (RI) 6C 6D 6E 6F T0 T1 RAM→數(shù)據(jù)總線→ RI 取指微指令 STA addr (A)→ addr 8F T0 T1 T2 RAM→數(shù)據(jù)總線→ IR2 IR2→地址總線， A→ RAM 取指微指令 ORL A,data )A)或 data→ A CF T0 T1 T2 T3 A→數(shù)據(jù)總線→ DR1 RAM→數(shù)據(jù)總線→ DR2 ALU→數(shù)據(jù)總線→ A 取指微指令 ANL A,data (A)或 data→ A DF T0 T1 T2 T3 A→數(shù)據(jù)總線→ DR1 RAM→數(shù)據(jù)總線→ DR2 ALU→數(shù)據(jù)總線→ A 取指微指令 HALT 停機 FF T0 停機 指令格式 武漢 理工大學《 計算機組成原理 》課程設(shè)計說明書 4 一般指令由操作碼和操作碼組成，如下所示： 操作碼 地址碼 此實驗所涉及指令的格式如下：
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