8位模型機(jī)課程設(shè)計(jì)-預(yù)覽頁
【正文】 1. 所有電路圖盡可能畫在同一張圖中，同時(shí)注意信號(hào)的流向。2. 綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，補(bǔ)充新知識(shí)。3. 掌握使用Protues工具軟件基本操作。2. 培養(yǎng)綜合分析、設(shè)計(jì)、開發(fā)和調(diào)試計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的能力。要求包括五大部分。5. 裝訂按照學(xué)校的統(tǒng)一要求完成。4. 要愛護(hù)公物，搞好環(huán)境衛(wèi)生。4. 微控制器的設(shè)計(jì)與仿真。3. 調(diào)試與仿真。課程設(shè)計(jì)評語及成績評 語成 績指導(dǎo)教師（簽名）日期： Xxxx課程設(shè)計(jì)目錄 1 2 4 運(yùn)算器 4 存儲(chǔ)器 7 微控制器 10 基本模型機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 144. 總結(jié) 22參考文獻(xiàn) 238位模型機(jī)的設(shè)計(jì)與仿真 在掌握部件單元電路設(shè)計(jì)與仿真的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步將其組成系統(tǒng)構(gòu)造一臺(tái)8位模型機(jī)。這里，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通路的控制將由微程序控制器來完成，CPU從內(nèi)存中取出一條機(jī)器指令到指令執(zhí)行結(jié)束的一個(gè)指令周期全部由微指令組成的序列來完成，即一條機(jī)器指令對應(yīng)一個(gè)微程序。存儲(chǔ)器按給定的地址讀出指令，經(jīng)由存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)寄存器MDR送往控制器，保存在指令寄存器IR中。 (5) 一條指令執(zhí)行完畢后，控制器就要接著執(zhí)行下一條指令。運(yùn)算器的基本操作包括加、減、乘、除四則運(yùn)算，與、或、非、異或等邏輯操作，以及移位、比較和傳送等操作，亦稱算術(shù)邏輯部件(ALU)。74LS181是一個(gè)四位的ALU單元，它是由一個(gè)四位全加器以及進(jìn)位電路構(gòu)成。圖32 實(shí)驗(yàn)接線圖(2) 將時(shí)序與操作臺(tái)單元的開關(guān)KK2置為‘單拍’檔,開關(guān)KKKK3置為‘運(yùn)行’檔。① 撥動(dòng)CON單元的SD27…SD20數(shù)據(jù)開關(guān)，形成二進(jìn)制數(shù)01100101（或其它數(shù)值），數(shù)據(jù)顯示亮為‘1’，滅為‘0’。 ② 置LDA=0，LDB=1，連續(xù)按動(dòng)時(shí)序單元的ST按鈕，產(chǎn)生一個(gè)T4上沿，則將二進(jìn)制數(shù)10100111置入暫存器B中，暫存器B的值通過ALU單元的B7…B0八位LED燈顯示。如果實(shí)驗(yàn)箱和PC聯(lián)機(jī)操作，則可通過軟件中的數(shù)據(jù)通路圖來觀測實(shí)驗(yàn)結(jié)果（軟件使用說明請看附錄一），方法是：打開軟件，選擇聯(lián)機(jī)軟件的“【實(shí)驗(yàn)】—【運(yùn)算器實(shí)驗(yàn)】”，打開運(yùn)算器實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)通路圖，如圖33所示。存儲(chǔ)器是具有”記憶”功能的設(shè)備，它采用具有兩種穩(wěn)定狀態(tài)的物理器件來存儲(chǔ)信息。實(shí)驗(yàn)中的靜態(tài)存儲(chǔ)器由一片6116(2k*8)構(gòu)成，其數(shù)據(jù)線接至數(shù)據(jù)總線，地址總線由地址鎖存器(74LS273)給出，地址燈AD0`AD7與地址線相連，顯示地址內(nèi)容。當(dāng)片選線有效(CE=0)時(shí)，OE=0時(shí)進(jìn)行讀操作，WE=0時(shí)進(jìn)行寫操作，其寫時(shí)間與T3脈沖寬度一致。 形成時(shí)鐘脈沖信號(hào)T3，方法如下：在時(shí)序電路模塊中有兩個(gè)二進(jìn)制開關(guān)“運(yùn)行控制”和“運(yùn)行方式”。具體操作步驟如下：KD0D7=00000000數(shù)據(jù)開關(guān)置數(shù)SWB=0開輸入三態(tài)門數(shù)據(jù)置入地址寄存器SWB=1CE=1CE=1SWB=0LDAR=1T3=SWB=1CE=0 LDAR=0WE=0數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)器讀出 1）根據(jù)存儲(chǔ)器的讀寫原理，填寫表31。 0 1 02）記錄向存儲(chǔ)器寫入數(shù)據(jù)的操作過程。 存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)用來保存程序與數(shù)據(jù)的主要部件。有兩種由于設(shè)計(jì)方法不同因而結(jié)構(gòu)也不同的控制器：硬布線控制器和微程序控制器。 微控制器的電路圖如下圖35.圖35 微控制器電路原理圖 設(shè)計(jì)步驟：（1） 將全部微程序按微指令格式變成二進(jìn)制代碼，可得到表33的二進(jìn)制代碼表。③．用二進(jìn)制模擬開關(guān)uA0~~uA5輸入當(dāng)前微地址MA5——MA0。①．將編程開關(guān)MJ20設(shè)置為READ(校驗(yàn))狀態(tài)。觀察顯示燈MD24——MD1的狀態(tài)(燈亮為“0”，滅為“l(fā)”)，檢查讀出的微代碼是否與寫入的相同。③．操作CLR開關(guān)使CLR信號(hào)l→0→l，此時(shí)微地址寄存器MA5一MA0清零，從而確定本機(jī)的運(yùn)行入口微地址為000000(二進(jìn)制)。③. 撥動(dòng)CLR開關(guān)使CLR從l→0→l，此時(shí)微地址寄存器清“0”，從而給出取指微指令的入口地址為000000(二進(jìn)制)。這里，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通路的控制將由微程序控制器來完成，CPU 從內(nèi)存中取出一條機(jī)器指令到指令執(zhí)行結(jié)束的一個(gè)指令周期全部由微指令組成的序列來完成，即一條機(jī)器指令對應(yīng)一段微程序。其功能是根據(jù)機(jī)器指令及相應(yīng)微代碼進(jìn)行譯碼，使微程序轉(zhuǎn)入相應(yīng)的微地址入口，從而實(shí)現(xiàn)微程序的順序、分支、循環(huán)運(yùn)行。由圖342微程序流程圖中可以看到，在執(zhí)行機(jī)器指令I(lǐng)N的時(shí)候要執(zhí)行三條微指令：002和10，每個(gè)微指令需要一個(gè)CPU周期來執(zhí)行，所以執(zhí)行一條機(jī)器指令I(lǐng)N需要三個(gè)CPU周期。C．單步運(yùn)行一條微指令，每按動(dòng)一次START鍵，即單步運(yùn)行一條微指令。B．撥動(dòng)CLR開關(guān)，清微地址及PC計(jì)數(shù)器，按動(dòng)START，系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行程序，稍后將STOP撥至“STOP”時(shí)，系統(tǒng)停機(jī)。許多在課堂上沒有聽懂，沒有學(xué)會(huì)的知識(shí)在課程設(shè)計(jì)的過程中暴露無遺，不過積極的方面是通過課程設(shè)計(jì)，我把這些知識(shí)上的明顯漏洞給補(bǔ)上了。理論聯(lián)系實(shí)際，才能更好的掌握所學(xué)的知識(shí)。這些前期的準(zhǔn)備工作雖然用去了我很多的時(shí)間，但是最后的結(jié)果證明，我這樣的方法是正確的。這中間也請教了同學(xué)和老師，他們對我的幫助都
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