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1、《计算机组成原理》课程设计大纲课程名称：计算机组成原理课程设计 实验学时：1周/人课程编号： 学分：1课程总学时：28 实验学时：28课程总学分：1 适用专业及年级：计算机科学与技术三年级课程负责人：许高攀 大纲主撰人：许高攀编写日期：2006年9月 一、课程设计教学目的及基本要求《计算机组成原理》课程设计是计算机科学与技术专业集中实践性环节之一，是学习完《计算机组成原理》课程后进行的一次全面的综合练习。其目的是综合运用所学计算机原理知识，设计并实现一台较为复杂的模型计算机，以便巩固所学的知识，提高分析问题和解决问题的能力。二、课程设计内容
2、及安排根据COP2000模型机数据通路图实现80C51指令系统，画出微程序流程图，编写出微指令代码，以脱机方式在Cop2000实验平台下调试通过，最后以文件（.ins）的形式提交。三、数据格式及指令系统⒈数据格式 模型机规定采用定点补码表示数据，且字长为8位，其格式如下：76543210符号尾数 其中第7位为符号位，数值表示范围是：-1≤X＜1。⒉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。 ⑴算术逻辑指令 设计10条算术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
3、：76543210OP-CODERsRd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选定的寄存器000110R0R1R27 9条算术逻辑指令的名称、功能和具体格式见表1。 ⑵访问指令及转移指令模型机设计2条访问指令，即存数（STA）、取数（LDA），2条转移指令，即无条件转移（JMP）、结果为零转移指令（JRZ），指令格式为：76543210M0OP-CODERdD 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：寻址模式M有
4、效地址E说明00011011E=DE=（D）E=（IR）+DE=（PC）+D直接寻址间接寻址RI变址寻址相对寻址 本模型机规定变址寄存器RI指定为寄存器R2。 ⑶I/O指令 输入（IN）和输出（OUT）指令采用单字节指令，其格式如下：76543210OP-CODE00Rd 其中(IN)指令，选中"INPUTDEVICE"中的开关组作为输入设备，而（OUT）指令，选中"OUTPUTDEVICE"中的LED作为输出设备。 ⒊指令系统模型机的缺省的指令集分几大类：算术运算指令、逻辑运算指令、移位指令、数据传输指令、跳转指令、中断返回指令、输入/
5、输出指令。用户可以通过COP2000计算机组成原理实验软件或组成原理实验仪来设计自己的指令集。助记符机器码1机器码2注释_FATCH_000000xx实验机占用，不可修改。复位后，所有寄存器清0，首先执行_FATCH_指令取指000001xx未使用000010xx未使用000011xx未使用ADDA,R?000100xx将寄存器R?的值加入累加器A中ADDA,@R?000101xx将间址存储器的值加入累加器A中ADDA,MM000110xxMM将存储器MM地址的值加入累加器A中ADDA,#II000111xxII将立即数II加入累加器A中7ADDC
6、A,R?001000xx将寄存器R?的值加入累加器A中，带进位ADDCA,@R?001001xx将间址存储器的值加入累加器A中，带进位ADDCA,MM001010xxMM将存储器MM地址的值加入累加器A中，带进位ADDCA,#II001011xxII将立即数II加入累加器A中，带进位SUBA,R?001100xx从累加器A中减去寄存器R?的值SUBA,@R?001101xx从累加器A中减去间址存储器的值SUBA,MM001110xxMM从累加器A中减去存储器MM地址的值SUBA,#II001111xxII从累加器A中减去立即数II加入累加器A中SU
7、BCA,R?010000xx从累加器A中减去寄存器R?的值，减进位SUBCA,@R?010001xx从累加器A中减去间址存储器的值，减进位SUBCA,MM010010xxMM从累加器A中减去存储器MM地址的值，减进位SUBCA,#II010011xxII从累加器A中减去立即数II，减进位ANDA,R?010100xx累加器A“与”寄存器R?的值ANDA,@R?010101xx累加器A“与”间址存储器的值ANDA,MM010110xxMM累加器A“与”存储器MM地址的值ANDA,#II010111xxII累加器A“与”立即数IIORA,R?01100
8、0xx累加器A“或”寄存器R?的值ORA,@R?011001xx累加器A“或”间址存储器的值ORA,MM011010xxM
