计算机组成原理课程设计-研制一台多累加器结构的实验计算机

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1、沈阳理工大学课程设计专用纸No18课程设计任务书学院信息科学与工程学院专业计算机科学与技术学生姓名学号题目研制一台多累加器结构的实验计算机内容及要求：利用FD-CES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、微指令设计、微程序设计、调试程序设计等）、组装、调试三个步骤研制一台微程序控制的实验计算机。设计总要求：1．实验计算机整机应由如下几个模块组成：运算器、指令部件、内存、微程序控制器、总线缓冲电路、启停和时序控制电路。2．运算器采用单累加器多寄存器结构。3．操作数寻址方式采用以下几种：直接地址寻址(addr)-﹥A，或（A）-﹥addr寄存器

2、直接寻址(Ri)-﹥A，或（A）-﹥Ri寄存器间接寻址((Ri))-﹥A，或（A）-﹥(Ri)立即数寻址data-﹥A，或data-﹥Ri4．指令系统按16条指令规模设计，主要设计如下几条指令：MOVA，#dataLDAaddrSTAaddrJCaddrRLCAHALT5．用所设计的指令编写调试程序：将内存某个单元（addr1）中内容乘以2，若出现进位，则将进位和结果分别存放到单元(addr3、addr2)中；否则将结果存放到单元(addr2)中，然后用停机指令停机，从控制台检查addr2存放的结果。任务交付：1.程序源代码；2课程设计论文及电子文档。进度安排：

3、第17周：布置课程设计任务，查阅资料，分组设计。第18周：实验室组装和调试。第19周：验收、答辩，编写课程设计报告。指导教师（签字）：年月日学院院长（签字）：年月日沈阳理工大学沈阳理工大学课程设计专用纸No18目录一．实验计算机设计31.整机逻辑框图设计，并画出整机的逻辑框图。32.指令系统的设计。43．微操作控制部件的设计。64．设计组装实验计算机接线表145．编写调试程序：16二．实验计算机的组装16三．实验计算机的调试161.调试前准备162.程序调试过程18四．心得体会18五．参考文献18沈阳理工大学沈阳理工大学课程设计专用纸No18题目研制一台多累加器

4、的计算机一实验计算机设计1.整机逻辑框图设计，及整机的逻辑框图此模型机是由运算器，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R0，R1，R2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输入设备是由置数开关SW控制完成的。5.输出设备有两位LED数码管和W/R控制完成的LR0LR1LR2寄存器AxBxCxR0-GR1-

5、GR2-G数据总线（D_BUS）ALU-GALUMCNS3S2S1S0暂存器LT1暂存器LT2LDR1LDR2移位寄存器MS1S0G-299输入设备DIJ-G微控器脉冲源及时序指令寄存器LDIR图中所有控制信号LPCPC-G程序计数器LOADLAR地址寄存器存储器6116CEWE输出设备D-GW/RCPU图1整机的逻辑框图图1-1沈阳理工大学沈阳理工大学课程设计专用纸No18中运算器ALU由U7--U10四片74LS181构成，暂存器1由U3、U4两片74LS273构成，暂存器2由U5、U6两片74LS273构成。微控器部分控存由U13--U15三片2816构成

6、。除此之外，CPU的其他部分都由EP1K10集成。存储器部分由两片6116构成16位存储器，地址总线只有低八位有效，因而其存储空间为00H--FFH。输出设备由底板上的四个LED数码管及其译码、驱动构成，当D-G和W/R均为低电平时将数据总线的数据送入数码管显示。在开关方式下，输入设备由16位电平开关及两个三态缓冲芯片74LS244构成，当DIJ-G为低电平时将16位开关状态送上数据总线。在键盘方式或联机方式下，数据可由键盘或上位机输入，然后由监控程序直接送上数据总线，因而外加的数据输入电路可以不用。本系统的数据总线为16位，指令、地址和程序计数器均为8位。当数

7、据总线上的数据打入指令寄存器、地址寄存器和程序计数器时，只有低8位有效。2.指令系统的设计2.1数据格式数据格式：采用定点补码表示法表示数据，字长为8位，格式如下：7654321符号尾数表1数据格式其中第7位符号位，数值表示范围是：-1≤X≤12.2指令格式：（1）算术逻辑指令设计9条单字长算术逻辑指令，寻址方式采用寄存器直接寻址。其格式如下：76543210OP-CODErsrd表2寻址方式其中OP-CODE为操作码，rs为源寄存器，rd为目的寄存器，并规定：Rs或rd选定寄存器00R001R110R2表3寄存器表9条算术逻辑指令的名称、功能和具体格式见表3。

8、（2）存储器访问及转移指