計算機組成原理加器實驗報告

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學 號設計題目研制一臺多累加器結構的實驗計算機

內容及要求：

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簡單實驗計算機的研制。

設計總要求：

實驗計算機整機應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、內存、總線緩沖電路、輸入和輸出控制電路。

運算器采用雙數據暫存器多寄存器結構，并帶移位運算功能。

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。

算術清零運算指令：CLR rd (功能 0 -> rd)

邏輯與運算指令： ADC rs，rd (功能rs + rd+cy -> rd)

輸入輸出指令： IN #DATA，rd (功能DATA -> rd)

OUT Ri (功能Ri的值 -> LED輸出)

轉移指令： JMP addr (功能addr-> PC)

訪問指令： STA addr (功能 Ri-> addr)4. 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。

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，R0

STA R0, addr

MOV R0, R1

CLR R2

CLR R0

LDA addr,R0

ADC R0,R1

OUT R1

JMP 00H

進度安排：

第17周：布置課程設計任務，查閱資料，分組設計，實驗室組裝和調試。

第18周：調試，驗收，答辯，編寫課程設計報告。

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

實驗計算機的設計……………………………………………4

1、整機邏輯框圖設計…………………………………………………………..4

2、指令系統的設計……………………………………………………………..5

2.1數據格式……………………………………………………………….5

2.2指令格式、指令編碼、指令助記符、指令功能、操作數的尋址方式……5

3．微操作控制部件的設計……………………………………………………….8

3.1微指令編碼的格式設計………………………………………………..8

3.2微操作控制信號設計…………………………………………………..8

3.3微程序順序控制方式設計………………………………………………9

3.3.1微程序控制部件組成原理………………………………………9

3.3.2微程序入口地址形成方法……………………………………10

3.3.3控存的下地址確定方法………………………………………11

3.3.4微程序在控存中的分布情況…………………………………12

3.4微程序設計……………………………………………………………12

3.4.1寫出每條指令對應的微程序流程圖…………………………12

3.4.2 寫出每段微程序中各微指令的二進制編碼、16進制編碼…14

3.4.3寫出每段微程序在控存中的存放位置………………………15

目錄

4．設計組裝實驗計算機接線表………………………………………………16

5．編寫調試程序……………………………………………………………..16

二、實驗計算機的調試………………………………………………..18

1調試前準備………………………………………………………………18

2程序調試過程…………………………………………………………….18

3調試結果…………………………………………………………………20

4出錯和故障分析………………………………………………………….20

三、課程設計總結………………………………………………………………21

四、參考文獻……………………………………………………………………..21

一、驗計算機的設計

1 整機邏輯框圖設計

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。

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、輸出設備有兩位LED數碼管和W/R控制完成的。

圖1-1 模

總結

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