计算机组成原理课程设计实现逻辑与的模型机

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1、计算机组成原理课程设计实现XandA逻辑与运算的模型机指导老师：班级：09计算机1班学号：0900303139姓名：组员：日期：2011年12月23日仪器号：20010896一、设计目的与要求1．在掌握部件单元电路实验的基础上，进一步将其组成系统地构造一台基本模型计算机。2．设计逻辑与运算，在模拟机上实现3．为其定义机器指令，并编写相应的微程序，上机调试掌握整机概念。二、实验原理部件实验过程中，各部件单元的控制信号是以人为模拟产生为主，而本次实验将能在微程序控制下自动产生各部件单元的控制信号，实现特定指令的功能。这里，计算机数据通路的控制将由微程序控制器来完成，CPU从内存中取出一条

2、机器指令到指令执行结束的一个指令周期全部由微指令组成的序列来完成，即一条机器指令对应一个微程序。本实验采用五条机器指令：IN（输入）、AND（二进制逻辑与）、STA（存数）、OUT（输出）、JMP（无条件转移），其指令格式如下（前三位为操作码）：=====================================================================助记符　　　　　　　机器指令码　　　　　　　　　　　　说　　明---------------------------------------------------------------------INR

3、000100000数据开关内容状态→R0ANDR0,[addr]01000000XXXXXXXXR0与[addr]→R0STA[addr],R001100000XXXXXXXXR0→[addr]OUT[addr],LED10000000XXXXXXXX[addr]→LEDJMPaddr10100000XXXXXXXXaddr→PC=====================================================================其中IN为单字节(8位)，其余为双字节指令，XXXXXXXX为addr对应的二进制地址码。根据以上要求设计数据通路框图，

4、如图7-10-1所示。系统涉及到的微程序流程见图8-7-3，当拟定“取指”微指令时，该微指令的判别测试字段为P(1)测试。由于“取指”微指令是所有微程序都使用的公用微指令，因此P(1)的测试结果出现多路分支。本机用指令寄存器的前3位(IR7~IR5)作为测试条件，出现8路分支，占用8个固定微地址单元。当全部微程序设计完毕后，应将每条微指令代码化，表7-10-1即为将图7-10-2的微程序流程图按微指令格式转化而成的“二进制微代码表”。下面介绍指令寄存器(IR)：指令寄存器用来保存当前正在执行的一条指令。当执行一条指令时，先把它从内存取到BUS总线上，然后再传送至指令寄存器。指令划分为

5、操作码和地址码字段，由二进制数构成，为了执行任何给定的指令，必须对操作码进行测试P(1)，通过节拍脉冲T4的控制以便识别所要求的操作。“指令寄存器”根据指令中的操作码译码强置微控器单元的微地址，使下一条微指令指向相应的微程序首地址。本系统有两种外部I/O设备，一种是二进制代码开关，它作为输入设备(INPUTDEVICE)；另一种是LED块，它作为输出设备(OUTPUTDEVICE)。例如：输入时，二进制开关数据直接经过三态门送到外部数据总线上，只要开关状态不变，输入的信息也不变。输出时，将输出数据送到外部数据总线上，当LDED有效时，将数据打入输出锁存器，驱动LED显示。图7-10-

6、1　基本模型机数据通路框图三、实验步骤1.根据基本模型机数据通路框图，在Dais-CMB+s装置上将线连好。2.将串口线与计算机连接后。打开Dais计算机组成原理程序。可以打开诊断测试连线，查看连线是否正确。3.设计自己的宏观指令。P0020;INR0数据开关内容→R0P014009;ANDR0,(09)HR0与(09)H→R0P03600B;STA(0B)H,R0R0→(0B)HP05800B;OUT(0B)H,LED(0B)H→LEDP07A000;JMP(00)H无条件转移(00)H→PCP09A7P0AAA4.根据设计的指令，设计模型机微程序流程图。4.根据微程序流程图写出微

7、指令。微指令格式如下图：CBA选择000止_001PC-B_010ALU-B_011299-B_100R0-B101R1-B110R2-B111留位_本实验模型机所使用的运算芯片74LS181逻辑M=1逻辑运算M=0算术运算_S3S2S1S0CN=1(无进位)CN=0(有进位)_0000_=/A_=A_=A加1_0001_=/(A+B)_=A+B_=(A+B)加1_0010_=/AB_=A+/B_=(A+/B)加1_0011_=0_=减1(2的补)_=0_