实验三 16位机指令系统实验报告

一、实验目的
1、学习和了解实验平台十六位机监控命令的用法；
2、学习和了解实验平台十六位机的指令系统；
3、学习简单的实验平台十六位机汇编程序设计

  • 实验内容

1、使用监控程序R命令显示/修改寄存器内容、D命令显示存储器内容、E命令修改存储器内容；
2、使用A命令写一小段汇编程序，G命令运行程序，T或P命令单步运行并观察程序单步执行情况。

三、教学计算机的基本指令系统

1、运算器有16个通用寄存器R0～R15。其中R4为16位的堆栈指针SP，R5用作16位程序计数器PC。

2、有1个串行口的入出端口为80，81，，其中80数据寄存器地址，81是控制与状态寄存器的地址。

3、教学计算机的基本指令系统见表1

四、实验步骤

1、用R命令查看寄存器内容或修改寄存器的内容，显示寄存器内容用R↓；修改寄存器内容用R  寄存器名称↓；

2、D命令显示存储器内容，D 地址；

3、E命令修改存储器内容，E 地址。可连续修改多个单元内容，之间用空格分隔；

4、用A命令键入汇编程序，A 地址；

5、G命令运行程序，G 地址；

6、用P或T命令，单步执行，观察执行结果

表1 教学计算机的基本指令系统

指令格式            汇编语句      操作数个数      CZVS     指令分组       功能说明

00000000 DRSR       ADD  DR，SR      2           *****         A        DR←DR+SR

00000001 DRSR       SUB   DR，SR     2           *****         A        DR←DR-SR

00000010 DRSR       AND  DR，SR      2           *****         A        DR←DR and SR

00000011 DRSR       CMP  DR，SR      2           *****         A        DR-SR

00000100 DRSR       XOR  DR，SR      2           *****         A        DR←DR xor SR

00000101 DRSR       TEST DR，SR      2           *****         A        DR and SR

00000110 DRSR       OR     DR，SR    2           *****         A        DR←DR or SR

00000111 DRSR       MVRR DR, SR      2           • • • •       A        DR←SR

00001000 DR0000     DEC   DR         1           *****         A        DR←DR-1

00001001 DR0000     INC    DR        1           *****         A        DR←DR+1

00001010 DR0000     SHL   DR         1           * • • •       A        DR,C←DR*2

00001011 DR0000     SHR   DR         1           * • • •       A        DR,C←DR /2

01000001 OFFSET     JR      ADR      1           • • • •       A        无条件跳转

01000100 OFFSET     JRC   ADR        1           • • • •       A        C=1 时跳转

01000101 OFFSET     JRNC ADR         1           • • • •       A        C=0 时跳转

01000110 OFFSET     JRZ    ADR       1           • • • •       A        Z=1 时跳转

01000111 OFFSET     JRNZ ADR         1           • • • •       A        Z=0 时跳转

10000000 0000000    JMPA   ADR       1           • • • •       B        无条件跳到ADR（16位）

10000001 DRSR       LDRR DR，[SR]    2           • • • •       B        DR←[SR]

10000010 I/O PORT   IN   I/O PORT    1           • • • •       B        R0←[I/O PORT]

10000011 DRSR       STRR [DR]，SR    2           • • • •       B        [DR]←SR

10000100 00000000   PSHF             0           • • • •       B        FLAG 入栈

10000101 0000SR     PUSH SR          1           • • • •       B        SR 入栈

10000110 I/O PORT   OUT  I/O PORT    1           • • • •       B        [I/O PORT]←R0

10000111 DR         POP  DR          1           • • • •       B        出栈到 DR

00001000 DR0000     MVRD DR, DATA    2           • • • •       B        DR←DATA（16位）

10001100 00000000   POPF             1           • • • •       B        FLAG←出栈

10001111 00000000   RET              1           • • • •       B        子程序返回

11001110 00000000   CALA  ADR         1          • • • •       D        调用子程序  ADR（16位）

五、编写程序（实验程序单独附后，添加必要的注释，并提供运行结果的截图）

1、在屏幕上显示95个可打印字符（30分）

 2、从键盘输入一个4位16进制数到寄存器中，把它以二进制代码形式显示到屏幕上。可考虑加上相应的检错功能，参考流程图如下。（70分）

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