【正文】 2參考文獻[1] ，[2] 、題庫、[3] 王愛英，計算機組成與結(jié)構(gòu)，清華大學出版社，1999[4] 唐朔飛，計算機組成原理，高等教育出版社，1993[5] ，計算機組成與設(shè)計實驗指導，清華大學出版社，20222致謝本次課設(shè)我學到了很多東西，一部分來自于老師，一部分來自同學，還有通過各種參考資料獲得。在系統(tǒng)設(shè)計的過程當中，合作的力量是不可忽視的。 調(diào)試時的問題及解決在調(diào)試程序時，由于理論和實踐沒有很好的結(jié)合在一起，我們遇到了很多問題，總結(jié)起來有以下幾點：27。 聯(lián)機讀／寫程序 用 DVCC 聯(lián)機軟件的裝載功能將 16 進制格式文件（文件名為 test）裝入實驗機即可。 當 T4 時 刻 進 行 測 試 判 別 時 ，轉(zhuǎn) 移 邏 輯 滿 足 條 件 后 輸 出 的 負 脈 沖 通 過 強 置 端 將 某 一 觸 發(fā) 器 置 為“1”狀 態(tài) ， 完 成 地 址 修 改 。第五章：指令系統(tǒng)的設(shè)計與指令格式分析 數(shù)據(jù)格式模 型 機 規(guī) 定 采 用 定 點 補 碼 表 示 法 表 示 數(shù) 據(jù) ， 且 字 長 為 8 位 ， 其 格式 如 下 ：7 6 5 4 3 2 1 0符號 尾 數(shù)其 中 第 7 位 為 符 號 位 ， 數(shù) 值 表 示 范 圍 是 ： 1≤ X1 指令格式模 型 機 設(shè) 計 指 令 共 10 條 ， 其 中 包 括 算 術(shù) 邏 輯 指 令 、 I/O 指 令 、訪 問 和 轉(zhuǎn) 移 指 令 。 它 的 讀 信 號 直 接 接 地 ； 它 的 寫信 號 和 片 選 信 號 由 寫 入 方 式 確 定 。 模 型 機 運 行 的 主 要 過 程 為 首 先 將 程 序 計 數(shù) 器 PC 的 內(nèi) 容 裝 入 地 址 寄存 器 AR； 然 后 程 序 計 數(shù) 器 的 內(nèi) 容 加 1， 為 下 一 條 程 序 做 準 備 ； 接 著 地址 寄 存 器 的 內(nèi) 容 放 到 地 址 總 線 上 ； 從 而 使 存 儲 單 元 的 內(nèi) 容 傳 送 的 緩 沖 寄存 器 DR； 然 后 將 緩 沖 寄 存 器 的 內(nèi) 容 傳 送 到 指 令 寄 存 器 。 模型機的數(shù)據(jù)通路此 模 型 機 是 由 運 算 器 ， 控 制 器 ， 存 儲 器 ， 輸 入 設(shè) 備 ， 輸 出 設(shè) 備 五 大 部分 組 成 。（ 2） 核 心 微 控 制 器核 心 微 控 制 器 主 要 完 成 接 收 機 器 指 令 譯 碼 器 送 來 的 代 碼 ， 使 系 統(tǒng) 控 制轉(zhuǎn) 向 相 應 的 機 器 指 令 對 應 的 首 條 微 代 碼 程 序 的 入 口 ， 然 后 執(zhí) 行 微 代 碼 所規(guī) 定 的 操 作 。 74LS161 的 輸 出 經(jīng) 三 態(tài) 傳 輸 器 件74LS245（ U40） 控 制 輸 出 到 8 芯 排 針 PCBUS， U40 由 PCB， 信 號 控制 ， PCB， =0 時 ， 初 始 地 址 值 由 U40 輸 出 到 內(nèi) 部 數(shù) 據(jù) 總 線 上（ 2） 運 行 時 PC 的 工 作 情 況當 需 要 取 下 條 指 令 或 取 指 令 的 下 一 個 字 節(jié) 時 ， 應 控 制 PC 為 計 數(shù)狀 態(tài) ， U38 是 程 序 計 數(shù) 器 的 低 4 位 ， U39 是 程 序 計 數(shù) 器 的 高 4 位 ， 低4 位 產(chǎn) 生 的 進 位 信 號 TC 接 到 高 4 位 的 進 位 輸 入 端 CET， 由 于 運 行 狀態(tài) 時 ， CLR=1， 故 只 要 控 制 LOAD=1， 便 使 PC 為 計 數(shù) 狀 態(tài) ， 在LDPC=1， 且 時 鐘 脈 沖 T4 正 跳 時 ， PC 的 計 數(shù) 脈 沖 CLK161 正 跳 變 ，PC 便 計 數(shù) 加 17 地址寄存器地 址 寄 存 器 部 分 由 地 址 寄 存 器 和 地 址 顯 示 燈 構(gòu) 成 。第二章：模型機的邏輯結(jié)構(gòu)及框圖 模型機的邏輯結(jié)構(gòu)5 運算器模塊運 算 器 模 塊 主 要 由 運 算 器 U3 U32（ 74LS181） 、 暫 存 器U2 U30（ 74LS273） 、 輸 出 緩 沖 器 U33（ 74LS245） 以 及 進 位 控 制 和判 零 標 志 控 制 電 路 等 構(gòu) 成 。 控制器核心控制器主要完成接受機器指令譯碼器送來的代碼，使系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)向相應的機器指令對應的首條代碼程序入口，然后執(zhí)行微代碼所規(guī)定的操作。 整 機 設(shè) 計 分 模 塊 進 行 ， 說 明 模 塊 中 數(shù) 據(jù) 和 控 制 信 息 的 來 源 、 去 向 、功 能 、 時 序 ， 以 及 模 塊 間 數(shù) 據(jù) 和 控 制 信 號 的 來 源 、 去 向 、 功 能 、 時 序 等 。 通 過 模 型 機 的 設(shè) 計 和 調(diào) 試 ，連 貫 運 用 計 算 機 組 成 原 理 課 程 學 到 的 知 識 ， 建 立 計 算 機 整 機 概 念 ， 加 深計 算 機 時 間 和 空 間 概 念 的 理 解 。 設(shè)計模型機指令系統(tǒng)：（含設(shè)計微指令格式、微程序流程圖，每條指令所對應的微程序等） 。通過對一個簡單計算機的設(shè)計，以達到對計算機的基本組成、部件的功能與設(shè)計、微程序控制器的設(shè)計、微指令和微程序的編制與調(diào)試等過程有更深的了解，加深對理論課程的理解。 存儲系統(tǒng)：使用模型機的存儲模塊，說明存儲器的輸入輸出時序，模塊連接方式等。 調(diào)試情況，調(diào)試過程中遇到的主要問題，是如何解決的；對設(shè)計和編碼的回顧討論和分析；改進設(shè)想；經(jīng)驗和體會等； 四、 計算機組成原理課程設(shè)計提交的成果1. 設(shè)計說明書一份，內(nèi)容包括：1) 中文摘要 100 字；關(guān)鍵詞 35 個；2) 前言；3) 設(shè)計的目的及設(shè)計原理；4) 模型機的邏輯結(jié)構(gòu)及框圖；5) 運算器的物理結(jié)構(gòu)；6) 存儲器系統(tǒng)的組成與說明；7) 指令系統(tǒng)的設(shè)計與指令格式分析；8) 微程序控制器的邏輯結(jié)構(gòu)及功能；9) 微程序的設(shè)計與實現(xiàn)（含微指令格式、后續(xù)地址產(chǎn)生方法以及微程序入口地址的形成）10) 系統(tǒng)調(diào)試報告；11) 設(shè)計總結(jié)。 設(shè) 計 模 型 機 指 令 系 統(tǒng) ： （ 含 設(shè) 計 微 指 令 格 式 、 微 程 序 流 程 圖 ， 每條 指 令 所 對 應 的 微 程 序 等 ） 。移位運算器由 74LS299和進位控制電路組成，實現(xiàn)移位運算。 輸入輸出本系統(tǒng)有兩種外部 I/O 設(shè)備，一種是矩陣式鍵盤，它作為輸入設(shè)備INPUT；另一種是字符顯示設(shè)備，它作為輸出設(shè)備 OUTPUT。 程 序 計數(shù) 器 的 輸 出 采 用 三 態(tài) 傳 輸 器 件 74LS245（ U40） ， 當 控 制 臺 總 清 開 關(guān) 為“0”時 （ LCLR 指 示 燈 滅 ） ， 清 零 程 序 計 數(shù) 器 ， 總 清 開 關(guān) 平 時 為“1”電 平 。 555 時 基 電 路 產(chǎn) 生 一 定 頻 率 的 方 波 信 號8H24,74LS123 中 一 個 單 穩(wěn) 態(tài) 電 路 74LS123（ U47） 用 于 延 時 ， 產(chǎn) 生 特定 占 空 比 的 信 號 H23， 時 間 T 的 長 短 由 外 接 的 電 阻 和 電 容 決 定 。 輸入輸出設(shè)備（ 1） 輸 入 設(shè) 備 單 元9系 統(tǒng) 中 用 8 個 撥 動 開 關(guān) 作 為 輸 入 設(shè) 備 ， 通 過 總 線 驅(qū) 動 器 74LS245（ U51） 輸 出 到 系 統(tǒng) 的 擴 展 數(shù) 據(jù) 總 線 EXD0～ EXD7 上 ， 輸入 的 數(shù) 據(jù) 顯 示 在 LD0～ LD7 八 個 LED 上 ， 高 電 平 亮 ,低 電 平 滅 。 存 儲 器 作 為 計 算機 的 記 憶 部 件 ， 用 于 存 放 程 序 和 數(shù) 據(jù) 。 其 中 運 算 器 由四 片 74LS181 以 并 \串 形 成 16 位 字 長 的 ALU 構(gòu) 成 ， 低 8 位 運 算 器 的輸 出 經(jīng) 過 一 個 三 態(tài) 門 74LS245（ U33） 到 ALUO1 插 座 ， 進 行 調(diào) 試 時 用8 芯 排 線 和 內(nèi) 部 數(shù) 據(jù) 總 線 BUSD0～ D7 插 座 BUS1～ 6 中 的 任 一 個 相 連 ，低 8 位 數(shù) 據(jù) 總 線 通 過 LZD0～ LZD7 顯 示 燈 顯 示 ； 高 8 位 運 算 器 的 輸出 經(jīng) 過 一 個 三 態(tài) 門 74LS145（ U33,） 到 ALUO1， 插 座 ， 調(diào) 試 時 用 8芯 排 線 和 高 8 位 數(shù) 據(jù) 總 線 BUSD8～ D15 插 座 KBUS1 或 KBUS2 相 連 ，高 8 位 數(shù) 據(jù) 總 線 通 過 LZD8～ LZD15 顯 示 燈 顯 示 ； 參 與 運 算 的 四 個 數(shù)據(jù) 輸 入 端 分 別 由 四 個 鎖 存 器 74LS273（ U2 U U29， 、 U30， 、 ）鎖 存 ， 調(diào) 試 時 四 個 鎖 存 器 的 輸 入 并 聯(lián) 后 用 8 芯 排 線 連 至 外 部 數(shù) 據(jù) 總 線EXD0～ D7 插 座 EXJ1～ EXJ3 中 的 任 一 個 ； 參 與 運 算 的 數(shù) 據(jù) 源 來 自 于 8位 數(shù) 據(jù) 開 關(guān) KD0～ KD7， 并 經(jīng) 過 一 三 態(tài) 門 74LS245（ U51） 直 接 連 至外 部 數(shù) 據(jù) 總 線 EXD0～ EXD7， 輸 入 的 數(shù) 據(jù) 通 過 LD0～ LD7 顯 示表 31 74LS181 功能表11 運算器數(shù)據(jù)通路圖第四章：存儲器系統(tǒng)的組成與說明 主存儲器的組成存 儲 器 由 一 片 6264組 成 ， 實 際 使 用 容 量 為 256字 節(jié) ， 6264有 四 個控 制 線 :CS1第 一