计算机组成原理课程设计---一台模型计算机的设计与调试

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1、课程设计报告课程名称：计算机组成原理专业：计算机XXX班级：计算机XXXX班学号：XXXX姓名：廖明楷指导老师：XXX日期：2013年3月20日目录设计题目11.数据格式12.指令系统12.1.算术逻辑运算指令12.2.访内指令及转移指令12.3.输入输出指令22.4.停机指令22.5.具体编码23.数据通路33.1.全局概略图33.2.单片机写控制43.3.微程序显示43.4.指令寄存器53.5.通用寄存器63.6.运算器73.7.内存和程序计数器83.8.地址总线显示93.9.手动输入微程序103.10.单片机写微程序103.11.控制存储器113.12.指令译码123.13.微地

2、址显示133.14.单片机与数据总线输入143.15.设计说明144.时序系统154.1.时序系统与起停控制154.2.时序波形图155.微指令格式166.微程序控制器176.1.原理图176.2.地址转移逻辑187.微程序流程图198.微程序代码表199.设计体会2110.参考文献2111.附录2111.1.单片机写程序2111.1.微程序编码转换程序2931计算机组成原理课程设计报告设计题目一台模型计算机的设计与调试1.数据格式字长：8位格式：定点整数760符号尾数其中:第7位为符号位，数值表示范围是：定点整数：-128≤X≤127。2.指令系统指令的类型设计：算术逻辑运算、数据存

3、取、程序控制、输入输出，按固定操作码4位长度进行设计，设计14条指令。2.1.算术逻辑运算指令设计7条算术逻辑运算类指令并用单字节表示，寻址方式采用寄存器寻址，指令为RR型，其格式如下：743210OP-CODERsRd其中：OP-CODE为操作码，Rs为源寄存器，Rd为目的寄存器2.2.访内指令及转移指令2条访问指令：存数(STA)、取数(LDA)2条转移指令：无条件转移(JMP)、结果为零或有进位转移指令(BZC)指令格式为：7654321000MOP-CODERd/Rs31计算机组成原理课程设计报告D其中：D为位移量(正负均可)，M为寻址方式，其定义如下：寻址方式M有效地址说明0

4、　00　11　01　1E=DE=(D)E=(Ri)+DE=(PC)+D直接寻址间接寻址Ri变址寻址相对寻址本模型机选择变址寄存器Ri为寄存器R2。2.3.输入输出指令格式如下：743210OP-CODEaddrRd其中，addr=01时，选中“INPUTDEVICE”中的开关组作为入设备，addr=10时，选中“OUTPUTDEVICE”中的七段LED数码块作为输出设备。2.4.停机指令格式如下：743210OP-CODE0000停机指令HALT，用于实现停机操作。2.5.具体编码序号汇编指令机器代码格式功能说明1CLRRd011100Rd0→Rd2MOVRs,Rd1000RsRdRs

5、→Rd3ADCRs,Rd1001RsRdRs+Rd+Cy→Rd4SBCRs,Rd1010RsRdRs-Rd-Cy→Rd5INCRd1011xxRdRd+1→Rd6ANDRs,Rd1100RsRdRs∧Rd→Rd7COMRd1101xxRd8LDAM,D,Rd00M00Rd,DE→Rd31计算机组成原理课程设计报告9STAM,D,Rd00M01Rd,DRd→E10JMPM,D00M1000,DE→PC11BZCM,D00M1100,D当Cy=1或Z=1时，E→PC12INRd010010Rd输入单元→Rd13OUTRd010110RdRd→输出单元14HALT01100000停机3.数据

6、通路3.1.全局概略图31计算机组成原理课程设计报告3.2.单片机写控制31计算机组成原理课程设计报告3.3.微程序显示3.4.指令寄存器31计算机组成原理课程设计报告3.5.通用寄存器31计算机组成原理课程设计报告3.6.运算器31计算机组成原理课程设计报告3.7.内存和程序计数器31计算机组成原理课程设计报告3.8.地址总线显示31计算机组成原理课程设计报告3.9.手动输入微程序3.10.单片机写微程序31计算机组成原理课程设计报告3.11.控制存储器31计算机组成原理课程设计报告3.12.指令译码31计算机组成原理课程设计报告3.13.微地址显示31计算机组成原理课程设计报告3.

7、14.单片机与数据总线输入3.15.设计说明设计说明数据总线模型计算机的数据总线，用于分时传输各种数据。地址总线模型计算机的地址总线，用于传输地址寄存器的地址。微地址总线微程序控制器的微地址总线，用于分时传输微地址。微程序数据总线微程序控制器的微程序数据总线，用于传输微程序数据。单片机写数据总线单片机写入模型计算机内存和控制存储器的单片机写数据总线。运行步骤1.单片机写内存控制逻辑：把开关SW1，SW2拨动到下面，START=02.启动运行约3