带进位运算指令的实现.doc

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1、带进位运算指令的实现1实验题目基本模型机的设计--------带进位运算指令的实现2实验目的及原理2.1实验目的通过对一个简单计算机的设计，对计算机的基本组成、部件的设计、部件间的连接、微程序控制器的设计、微指令和微程序的编制与调试等过程有更深的了解，加深对理论课程的理解。熟悉HKCPT操作平台，并通过使用软件HKCPT，了解程序编译、加载的过程。同时，培养动手能力，独立解决问题的能力。2.2实验原理在各个模块试验中，各模块的控制信号都由试验者手动模拟产生。而在真正的试验系统中，模型机的运行是在微程序的控制下进行的，可以实现特定指令的功能。在本试

2、验平台中，模型机从内存中取出、解释、执行机器指令都将由微指令和与之相配合的时序来完成，即一条机器指令对应一个微程序。3模型机的逻辑框图下图中包括运算器、存储器、微控器、输入设备、输出设备以及寄存器。这些部件的动作控制信号都有微控器根据微指令产生。需要特别说明的是由机器指令构成的程序存放在存储器中，而每条机器指令对应的微程序存储在微控器中的存储器中。4设计指令系统，并分析指令格式由于实验平台内采用的是8位数据总线和8位地址总线方式，在设计指令系统时，应考虑有哪几种类型的指令，哪几种寻址方式和编码方式。4.1指令类型①算术/逻辑运算类指令：例如，加法

3、、减法、取反、逻辑运算：ADDA,Ri,SUBA,Ri②移位操作类指令：例如，带进位或不带进位的移位指令：RRCA,RRA③数据传输类指令：例如，CPU内部寄存器之间数据传递：MOVA,Ri,MOVRi,A④程序跳转指令：跳转指令分为无条件跳转和有条件跳转指令。JMPaddrJZaddr⑤存储器操作类指令：存储器读/写指令。例如，LDAaddrSTAaddr4.2指令格式分析Intel8086/8088指令字较短，所以指令采用变长指令字结构。指令格式包括单指令、双字长指令、三字长指令等多种。指令长度为1~6字节不等，既有8位、16位、24位、32

4、位、40位和48位6种，其中第一个字节为操作码；第2个字节指出寻址方式；第3个至第6个字节则给出操作数地址等。基本指令格式如下：OPCODE单字长指令OPCODEA双字长指令OPCODEA1A2三字长指令4.3操作数寻址方式及编码4.3.1直接地址寻址例如，双字节指令：LDAADDR(ADDR)->ASTAADDR(A)->ADDR第1字节（操作码）第2字节（操作数地址）I7I6I5I4I3I2I1I0A7A6A5A4A3A2A1A04.3.2寄存器直接寻址指令字节中含有寄存器选择码，决定选哪个寄存器进行操作。例如，双字节指令：MOVRI,#DA

5、TADATA->RI单字节（操作码与RI选择码）I7I6I5I4I3I2I1I04.3.3寄存器间接寻址第1字节（操作码及RI选择码）第2字节（DATA）I7I6I5I4I3I2I1I0D7D6D5D4D3D2D1D0例如，单字节指令：MOVA,@RI(RI)->A4.3.4立即数寻址例如：RI选择码操作码I7I6I5I4I3I2I1I05微指令设计表格中的位数对应的关系如下：2322212019181716151413121110MLDWMRMEIR1EIR2IR2-OPC-OELPRRWRHALTX0X1ERA9876543210RA-OED

6、R1EDR2ALU-ODNMS3S2S1S0指令助记符微地址有效值232221201918171615113121110987654321000000000000**00000******取址微指令00H01001100111111111111111101H02HADDA,Ri03H11111111111111001111100104H11111111011111110111100105H11111111111110111010100106H010011011111111111111111SUBA,Ri07H1111111111111100110

7、1011008H11111111011111110101011009H1111111111111011100001100AH010011011111111111111111MOVA,@Ri0BH1111011101111111111111110CH1101101111111011111111110DH0100110111111111111111110EHMOVA,Ri0FH11111111011110111111111110H01001101111111111111111111H12HMOVRi,A13H111111111011110111111

8、11114H01001101111111111111111115H16HMOVA,#data17H1101110111111011111