文档介绍：

课程设计任务书

学院

信息学院

专业

计算机科学与技术

学生姓名

学号

设计题目

多寄存器算术减法\右移位\输入输出\转移指令实验计算机设计(第5组)

内容及要求:

利用EL-JY-II型计算机组成原理实验仪提供的硬件资源,通过设计(包括整机结构设计、指令设计、微程序设计、微指令设计、调试程序设计等)、组装、调试三个步骤完成一台微程序控制的简单实验计算机的研制。

设计总要求:

实验计算机整机应由如下几个模块组成:运算器、寄存器、指令部件、微程序控制部件、内存、总线缓冲电路、输入和输出控制电路。

运算器采用双数据暂存器多寄存器结构,并带移位运算功能。

设计如下几条机器指令的格式,指令格式可以采用单字长或双字长设计。

算术减法运算指令:SUB rs,rd (功能rs - rd -> rd)

输入输出指令:IN #DATA,rd (功能DATA -> rd)

OUT Ri (功能Ri的值-> LED输出)

右移位运算指令:RRC rs,rd(功能rs的值带进位循环右移一位-> rd)

转移指令: JMP ADDR (功能ADDR -> PC)

4. 设计微指令的格式, 编写上述每条机器指令所对应的微程序,并上机调试。

通过如下程序的编写调试,验收机器指令、微指令、微程序的设计结果。

IN #data,R0

IN #data,R2

SUB R0,R2

RRC R2, R0

OUT R0

JMP 00H

进度安排:

第17周:布置课程设计任务,查阅资料,分组设计,实验室组装和调试。

第18周:调试,验收,答辩,编写课程设计报告。

指导教师(签字):

2011年 12 月10 日

学院院长(签字):

2011年 12 月10 日

目录

一、实验目的 2

二、实验内容 2

三、实验计算机的设计 2

1、整机逻辑框图设计并画出整机的逻辑框图 2

2、指令系统的设计 3

3、微操作控制部件设计 4

3.1 微指令编码格式设计 4

3.1.1 数据格式 4

3.1.2 指令格式 4

3.2 微操作控制信号设计 5

3.3 微程序顺序控制方式设计 6

3.3.1微程序控制部件组成原理 6

3.3.2微程序入口地址形成方法 7

3.3.3控存下地址确定方法 8

3.3.4每段微程序在控存中的存放位置 9

3.4 微程序设计 9

3.4.1 指令对应的微程序流程图 9

3.4.2 每段微程序中各微指令的二进制编码、16进制编码 10

3.4.3 每段微程序在控存中的存放位置 11

5.编写调试程序 11

5.1调试程序如下 11

5.2 每条指令所对应的机器码(16进制编码) 12

5.3 程序在内存中的存放位置 12

四、实验计算机的组装 13

五、实验计算机的调试 13

1.调试前准备 13

2.程序调试过程 13

3.调试结果 15

4.出错和故障分析 17

4.1 出错分析 17

4.2故障分析查找 17

4.3 确认是否属故障 17

4.4 正确判断故障原因 18

六、心得体会 18

七、参考文献 19

一、实验目的

1、组成一个复杂的计算机整机系统—模型机,输入程序并运行;

2、了解微程序控制器是如何控制模型机运行的,掌握整机动态工作过程;

3、定义几条机器指令,编写相应微程序并具体上机调试.

4、完成多寄存器算术减法\右移位\输入输出\转移指令实验计算机设计。

二、实验内容

利用EL-JY-II型计算机组成原理实验仪提供的硬件资源,通过设计(包括整机结构设计、指令设计、微程序设计、微指令设计、调试程序设计等)、组装、调试三个步骤完成台微程序控制的简单实验计算机的研制。

完成多寄存器算术减法\右移位\输入输出\转移指令实验计算机设计。

三、实验计算机的设计

1、整机逻辑框图设计并画出整机的逻辑框图

(1)模型机是由运算器,控制器,存储器,输入设备,输出设备五大部分组成。

①运算器又是有299,74LS181完成控制信号功能的算逻部件,暂存器LDR1,LDR2,及三个通用寄存器Ax,Bx,Cx等组成。

②控制器由程序计数器PC、指令寄存器、地址寄存器、时序电路、控制存储器及相应的译码电路组成。

③存储器RAM是通过CE和W/R两个微命令来完成数据和程序的的存放功能的。

④输出设备有两位LED数码管和W/R控制完成的。

计算机由基板和CPU板两部分组成:

①基板:本部分是8位机和16位机的公共部分,包括以下几个部分:数据输入输出、显示及监控,脉冲源及时序电路,数据和地址总线,外设控制电路,单片机控制电路和键盘操作部分,与PC机通讯的接口,主存器和电源,CPLD实验板

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