计算机组成原理课程设计--多寄存器减法右移位输入输出等指令实验计算机设计

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1、沈阳理工大学课程专用纸成绩评定表学生姓名刘建成班级学号1103050115专业计算机科学与技术课程设计题目多寄存器减法右移位输入输出等指令实验计算机设计评语组长签字：成绩日期2013年6月21日沈阳理工大学课程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刘建成班级学号1103050115课程设计题目多寄存器减法右移位输入输出等指令实验计算机设计实践教学要求与任务: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复杂实验计算机的设计。具体要求如下

2、：1、掌握实验计算机的整机结构。熟悉实验计算机的组装和调试方法。2、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。算术减法运算指令：SUBrs，rd（功能rs-rd->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）右移位运算指令：RRCrs，rd（功能rs的值带进位循环右移一位->rd）3、设计微指令的格式,编写上述每条机器指令所对应的微程序，并上机调试。4、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，R2SUBR0

3、，R2RRCR2，R0OUTR0JMP00H工作计划与进度安排:第17周：布置课程设计任务，查阅资料，分组设计，实验室组装与调试。第20周：调试，验收，答辩，编写课程设计报告。指导教师：2013年6月21日专业负责人：2013年6月22日学院教学副院长：2013年6月22日沈阳理工大学课程专用纸目录1.实验计算机的设计11.1整机逻辑框图设计及整机的逻辑框图11.2指令系统的设计31.3微操作控制部件的设计51.3.1微指令编码的格式设计51.3.2微操作控制信号设计61.3.3微程序顺序控制方式设计71.4编写调试程序152．实验计算机的组装153．实验计算机的调试163.1调试前准备163

4、.2调试步骤和调试结果193.3心得体会194、参考文献2021沈阳理工大学课程专用纸1.实验计算机的设计1.1整机逻辑框图设计及整机的逻辑框图输入设备数据暂存器LT2数据暂存器LT174299寄存器R2寄存器R2寄存器R2程序计数器PC地址寄存器AR存储器（MEM）脉冲源及时序指令寄存器IR微控器输出设备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。21沈阳理工大学课程专用纸图1.1模型机结构图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，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、

5、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控制完成的图1-1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。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

6、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，只有低八位有效。1.2指令系统的设计Rs或rd选定寄存器00R001R110R2规定：表1.1寄存器表（1）存储器访问及转移指令设计的2条访问指令，即存数（STA），取数（L

7、DA），2条转移指令，即无条件转移（JMP），结果为零或有进位转移指令（BZC），指令格式见表1.2存储器的访问表：表1.2存储器的访问表7654321021沈阳理工大学课程专用纸00MOP-CODErdD其中OP-CODE为操作码，rd为寄存器。M为寻址模式，D为位移量，D随M的不同其定义也不相同（2）寻址方式见表1.3寻址模式表：表1.3寻址模式表寻址模式M有效地址E说明00E=D直接寻址01