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課程設(shè)計任務(wù)書

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專業(yè)

計算機科學與技術(shù)

學生姓名

學號

設(shè)計題目

多寄存器算術(shù)減法\右移位\輸入輸出\轉(zhuǎn)移指令實驗計算機設(shè)計(第5組)

內(nèi)容及要求:

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(shè)計(包括整機結(jié)構(gòu)設(shè)計、指令設(shè)計、微程序設(shè)計、微指令設(shè)計、調(diào)試程序設(shè)計等)、組裝、調(diào)試三個步驟完成一臺微程序控制的簡單實驗計算機的研制。

設(shè)計總要求:

實驗計算機整機應(yīng)由如下幾個模塊組成:運算器、寄存器、指令部件、微程序控制部件、內(nèi)存、總線緩沖電路、輸入和輸出控制電路。

運算器采用雙數(shù)據(jù)暫存器多寄存器結(jié)構(gòu),并帶移位運算功能。

設(shè)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(shè)計。

算術(shù)減法運算指令:SUB rs,rd (功能rs - rd -> rd)

輸入輸出指令:IN #DATA,rd (功能DATA -> rd)

OUT Ri (功能Ri的值-> LED輸出)

右移位運算指令:RRC rs,rd(功能rs的值帶進位循環(huán)右移一位-> rd)

轉(zhuǎn)移指令: JMP ADDR (功能ADDR -> PC)

4. 設(shè)計微指令的格式, 編寫上述每條機器指令所對應(yīng)的微程序,并上機調(diào)試。

通過如下程序的編寫調(diào)試,驗收機器指令、微指令、微程序的設(shè)計結(jié)果。

IN #data,R0

IN #data,R2

SUB R0,R2

RRC R2, R0

OUT R0

JMP 00H

進度安排:

第17周:布置課程設(shè)計任務(wù),查閱資料,分組設(shè)計,實驗室組裝和調(diào)試。

第18周:調(diào)試,驗收,答辯,編寫課程設(shè)計報告。

指導教師(簽字):

2011年 12 月10 日

學院院長(簽字):

2011年 12 月10 日

目錄

一、實驗?zāi)康?2

二、實驗內(nèi)容 2

三、實驗計算機的設(shè)計 2

1、整機邏輯框圖設(shè)計并畫出整機的邏輯框圖 2

2、指令系統(tǒng)的設(shè)計 3

3、微操作控制部件設(shè)計 4

3.1 微指令編碼格式設(shè)計 4

3.1.1 數(shù)據(jù)格式 4

3.1.2 指令格式 4

3.2 微操作控制信號設(shè)計 5

3.3 微程序順序控制方式設(shè)計 6

3.3.1微程序控制部件組成原理 6

3.3.2微程序入口地址形成方法 7

3.3.3控存下地址確定方法 8

3.3.4每段微程序在控存中的存放位置 9

3.4 微程序設(shè)計 9

3.4.1 指令對應(yīng)的微程序流程圖 9

3.4.2 每段微程序中各微指令的二進制編碼、16進制編碼 10

3.4.3 每段微程序在控存中的存放位置 11

5.編寫調(diào)試程序 11

5.1調(diào)試程序如下 11

5.2 每條指令所對應(yīng)的機器碼(16進制編碼) 12

5.3 程序在內(nèi)存中的存放位置 12

四、實驗計算機的組裝 13

五、實驗計算機的調(diào)試 13

1.調(diào)試前準備 13

2.程序調(diào)試過程 13

3.調(diào)試結(jié)果 15

4.出錯和故障分析 17

4.1 出錯分析 17

4.2故障分析查找 17

4.3 確認是否屬故障 17

4.4 正確判斷故障原因 18

六、心得體會 18

七、參考文獻 19

一、實驗?zāi)康?/p>

1、組成一個復雜的計算機整機系統(tǒng)—模型機,輸入程序并運行;

2、了解微程序控制器是如何控制模型機運行的,掌握整機動態(tài)工作過程;

3、定義幾條機器指令,編寫相應(yīng)微程序并具體上機調(diào)試.

4、完成多寄存器算術(shù)減法\右移位\輸入輸出\轉(zhuǎn)移指令實驗計算機設(shè)計。

二、實驗內(nèi)容

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(shè)計(包括整機結(jié)構(gòu)設(shè)計、指令設(shè)計、微程序設(shè)計、微指令設(shè)計、調(diào)試程序設(shè)計等)、組裝、調(diào)試三個步驟完成臺微程序控制的簡單實驗計算機的研制。

完成多寄存器算術(shù)減法\右移位\輸入輸出\轉(zhuǎn)移指令實驗計算機設(shè)計。

三、實驗計算機的設(shè)計

1、整機邏輯框圖設(shè)計并畫出整機的邏輯框圖

(1)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。

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Ax,Bx,Cx等組成。

②控制器由程序計數(shù)器PC、指令寄存器、地址寄存器、時序電路、控制存儲器及相應(yīng)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(shù)據(jù)和程序的的存放功能的。

④輸出設(shè)備有兩位LED數(shù)碼管和W/R控制完成的。

計算機由基板和CPU板兩部分組成:

①基板:本部分是8位機和16位機的公共部分,包括以下幾個部分:數(shù)據(jù)輸入輸出、顯示及監(jiān)控,脈沖源及時序電路,數(shù)據(jù)和地址總線,外設(shè)控制電路,單片機控制電路和鍵盤操作部分,與PC機通訊的接口,主存器和電源,CPLD實驗板

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總結(jié)

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