课程设计

东 莞 理 工 学 院

本 科 课 程 设 计

课程设计题目：具有运算及跳转功能的复杂模型机的设计

学 生 姓 名：黄少贞

学 号：201141404222

系 别：计算机学院

专 业 班 级：11级软件工程(2)班

指导教师姓名：李勇

目录

课程设计目的·······································3

2. 所用的设备及软件···································3

3. 课程设计的基本工作原理·····························3

课程设计的详细设计·································5

5. 课程设计的调试步骤·································8

6. 课程设计的运行结果及回答问题······················12

7. 课程设计的心得体会································15

1. 课程设计目的：

题目3：具有运算及跳转功能的复杂模型机的设计

机器指令程序如下：

START:IN 01,R0 ；设计时同学们可以给R0送入同学1的学号

IN 01,R1 ；设计时同学们可以给R0送入同学2的学号

ADC R0,R1

CLR R0

OUT 10,R0

OUT 10,R1

RLC R1,R2

STA 00,20H,R2

JMP 00,START

综合运用所学计算机原理的知识，设计并实现较为完整的计算机。

2.明确算数逻辑指令的助记符、功能和具体格式。

3.学习编制机器指令及微代码。

4.理解具有逻辑运算及跳转功能的复杂模型机的运行过程。

5.通过调试，加深对计算机系统各模块的工作原理及相互联系的认识。

2. 所用的设备及软件： 硬件：EL-JY-II型计算机组成原理实验系统一套，排线若干

软件：TDN-CM+或 TDN-CM++教学实验系统一台。

课程设计的基本工作原理

根据指令格式、功能、助记符编写机器指令(2.机器指令设计文档)，具体如下：

1.指令格式

模型机设计四大类指令共16条，其中包括算术逻辑指令、I/O指令、访问及转移指令和停机指令。

(1)算术逻辑指令。

设计九条算是逻辑指令并用单字节表示，寻址方式采用寄存器直接寻址，其格式如下：

其中，OP-CODE为操作码，RS为原寄存器，RD为目的寄存器，并规定：

(2)访问指令及转移指令。

模型机设计两条访问指令，即存数(STA)、取数(LDA)，两条转移指令，即无条件转移(JMP)、结果为零或有进位转移(BZC)，格式指令如下：

其中，OP-CODE为操作码，rd为目的寄存器地址(LDA/STA指令使用)。D为位移量(正负均可)，M为寻址模式，其定义如下：

本模型机规定变址寄存器RI指定为寄存器R2。

(3)I/O指令。

输入(IN)和输出(OUT)指令采用单字节指令，其格式如下：

其中，addr=01时，选中“INPUT DEVICE”中的开关组作为输入设备，addr=10时，选中“OUTPUT DEVICE”中的数码块作为输出设备。

(4)停机指令。

停机指令格式如下：

HALT指令，用于实现停机操作。

2.指令系统

本模型机共有16条基本指令，其中算术逻辑指令7条，访问内存指令和程序控制指令4条，输入输出指令2条，其它指令 1 条。表8-1 列出了各条指令的格式、汇编符号、指令功能。

4. 课程设计的详细设计

1.根据题目给出的机器指令程序及表1的指令格式，写出机器指令和功能如下：

机器指令程序指令格式机器指令功能START:IN 01,R001000100(R0)$P0044input R0IN 01,R1 01000101(R1)$P0145input R1ADC R0,R110010001(R1)$P0291R0 + R1 → R1CLR R0 01110000(R0)$P0370清空R0OUT 10,R001011000(R0)$P0458输出R0OUT 10,R101011001(R1)$P0559输出R1RLC R1,R211110110(R2)$P06F6R1带进位循环左移后→R2STA 00,20H,R2 00，M(00)0110(R2)$P0706把R2存入内存$P0820JMP 00,START00，M(00)1000$P090