多寄存器算术增量数据传送输入输出转移指令实验计算机设计

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1、沈阳理工大学课程设计专用纸成绩评定表学生姓名班级学号专业计算机科学与技术课程设计题目多寄存器算术增量数据传送输入输出转移指令实验计算机设计（第6组）评语组长签字：成绩日期2012年月日27沈阳理工大学课程设计专用纸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增量数据传送输入输出转移指令实验计算机设计（第6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

2、研制。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、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。2．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。3．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。算术增量运算指令：INCrd（功能rd+1->rd）数据传送指令：MOVrs，rd（功能rs->rd）输入输出指令：IN#DATA，rd（功能DATA->rd）OUTRi（功能Ri的值->LED输出）转移指令：JMPADDR（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

3、应的微程序，并上机调试。5.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，R0IN#data，R2INCR2OUTR2MOVR2,R0OUTR0JMP00H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）：2012年月日学院院长（签字）：2012年月日27沈阳理工大学课程设计专用纸目录1.实验计算机的设计31.1设计整机逻辑框图并画出逻辑框图31.2微指令编码的格式设计51.3设计指令系统71.3设计指令的执行流程，画出微程序流程图

4、101.5确定微程序控制方式121.5.1微程序入口地址形成方法121.5.2微程序顺序控制方法131.6编写各指令的微程序142.实验计算机的组装152.1实验计算机的设计（各种芯片管脚和功能图在附录中列出）152.2实验计算机的组装163.实验计算机的调试过程193.1调试前准备193.2程序调试过程及调试结果213.3结果分析224.实验总结234.1实验中遇到的问题234.1.1出错：234.1.2故障分析查找234.1.3确认是否属故障234.1.4正确判断故障原因234.2课设体会235.附录245.1各种芯片管脚和功能图245.2参考资料2

5、727沈阳理工大学课程设计专用纸1.实验计算机的设计1.1设计整机逻辑框图并画出逻辑框图（一）模型机的组成：（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。（2）计算机由基板和CPU板两部分组

6、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，自由实验区。②CPU板：本板分为8位机和16位机两种，除数据字长分为8位和16位外，都包括以下部分：微程序控制器，运算器，寄存器堆，程序计数器，指令寄存器，指令译码电路，地址寄存器，数据，地址和控制总线。运算器部分：由算术逻辑单元ALU74LS181（U29、U30）、暂存器74LS273（U27、U28）、三态门74LS244（U31）

7、和进位控制电路GAL芯片（U32）等组成。存储器部分：由静态存储器1片6116（2K×8）构成。其数据线D0~D7接到数据总线，地址线A0~A7由地址锁存器（74LS273）给出。黄色地址显示灯MA7-MA0与地址总线相连，显示地址总线的内容。数据经三态门（74LS245）连至数据总线，分时给出地址和数据。27沈阳理工大学课程设计专用纸（二）本系统的结构组成为：本板分为8位机和16位机两种，除数据字长分别为8位和16位以外，都包括以下几个部分：微程序控制器，运算器，寄存器堆，程序计数器，指令寄存器，指令译码电路，地址寄存器，数据、地址和控制总线。基板:本

8、部分是8位机和16位机的公共部分，包括以下几个部分：数据输入和输出，显示及监控，