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計算機組成原理課程設計(全)成績評定表學生姓名劉建成班級學號1103050115專業計算機科學與技術課程設計題目多寄存器減法\右移位\輸入輸出等指令實驗計算機設計評語組長簽字:成績日期2013年6月21日課程設計任務書學院信息學院專業計算機科學與技術學生姓名劉建成班級學號1103050115課程設計題目多寄存器減法\右移位\輸入輸出等指令實驗計算機設計實踐教學要求與任務:利用EL-JY-II型計算機組成原理實驗儀提供的硬件資源,通過設計(包括整機結構設計、指令設計、微程序設計、微指令設計、調試程序設計等)、組裝、調試三個步驟完成一臺微程序控制的復雜實驗計算機的設計。具體要求如下:掌握實驗計算機的整機結構。熟悉實驗計算機的組裝和調試方法。設計如下幾條機器指令的格式,指令格式可以采用單字長或雙字長設計。算術減法運算指令:SUBrs,rd(功能rs-rd->rd)輸入輸出指令:IN#DATA,rd(功能DATA->rd)OUTRi(功能Ri的值->LED輸出)轉移指令:JMPADDR(功能ADDR->PC)右移位運算指令:RRCrs,rd(功能rs的值帶進位循環右移一位->rd)設計微指令的格式,編寫上述每條機器指令所對應的微程序,并上機調試。4、通過如下程序的編寫調試,驗收機器指令、微指令、微程序的設計結果。IN#data,R0IN#data,R2SUBR0,R2RRCR2,R0OUTR0JMP00H工作計劃與進度安排:第17周:布置課程設計任務,查閱資料,分組設計,實驗室組裝與調試。第20周:調試,驗收,答辯,編寫課程設計報告。指導教師:2013年6月21日專業負責人:2013年6月22日學院教學副院長:2013年6月22日目錄1.實驗計算機的設計 11.1整機邏輯框圖設計及整機的邏輯框圖 11.2指令系統的設計 31.3微操作控制部件的設計 51.3.1微指令編碼的格式設計 51.3.2微操作控制信號設計 61.3.3微程序順序控制方式設計 71.4編寫調試程序 152.實驗計算機的組裝 153.實驗計算機的調試 163.1調試前準備 163.2調試步驟和調試結果 193.3心得體會 194、參考文獻 201.實驗計算機的設計1.1整機邏輯框圖設計及整機的邏輯框圖輸入設備數據暫存器LT2數據暫存器LT174299寄存器R2寄存器R2寄存器R2程序計數器PC地址寄存器AR存儲器(MEM)脈沖源及時序指令寄存器IR微控器輸出設備此模型機是由運算器,控制器,存儲器,輸入設備,輸出設備五大部分組成。圖1.1模型機結構圖1.運算器又是有299,74LS181完成控制信號功能的算邏部件,暫存器LDR1,LDR2,及三個通用寄存器R0,R2等組成。2.控制器由程序計數器PC、指令寄存器、地址寄存器、時序電路、控制存儲器及相應的譯碼電路組成。3.存儲器RAM是通過CE和W/R兩個微命令來完成數據和程序的的存放功能的。4輸入設備是由置數開關SW控制完成的。輸出設備有兩位LED數碼管和W/R控制完成的圖1-1中運算器ALU由U7--U10四片74LS181構成,暫存器1由U3、U4兩片74LS273構成,暫存器2由U5、U6兩片74LS273構成。微控器部分控存由U13--U15三片2816構成。除此之外,CPU的其他部分都由EP1K10集成。存儲器部分由兩片6116構成16位存儲器,地址總線只有低八位有效,因而其存儲空間為00H--FFH。輸出設備由底板上的四個LED數碼管及其譯碼、驅動構成,當D-G和W/R均為低電平時將數據總線的數據送入數碼管顯示。在開關方式下,輸入設備由16位電平開關及兩個三態緩沖芯片74LS244構成,當DIJ-G為低電平時將16位開關狀態送上數據總線。在鍵盤方式或聯機方式下,數據可由鍵盤或上位機輸入,然后由監控程序直接送上數據總線,因而外加的數據輸入電路可以不用。本系統的數據總線為16位,指令、地址和程序計數器均為8位。當數據總線上的數據打入指令寄存器、地址寄存器和程序計數器時,只有低八位有效。1.2指令系統的設計Rs或rd選定寄存器00R001R110R2規定:表1.1寄存器表(1)存儲器訪問及轉移指令設計的2條訪問指令,即存數(STA),取數(LDA),2條轉移指令,即無條件轉移(JMP),結果為零或有進位轉移指令(BZC),指令格式見表1.2存儲器的訪問表:表1.2存儲器的訪問表7654321000MOP-CODErdD其中OP-CODE為操作碼,rd為寄存器。M為尋址模式,D為位移量,D隨M的不同其定義也不相同(2)尋址方式見表1.3尋址模式表:表1.3尋址模式表尋址模式M有效地址E說明00E=D直接尋址01E=(D)間接尋址10E=(R1)+DR1變址尋址11E=(PC)+D相對尋址注:本機規定變址寄存器R1

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總結

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