组成原理课程设计讲义new

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1、组成原理课程设计设计题目模型机设计课程设计目的掌握整机动态工作过程了解微程序控制器的设计，构建指令系统组建模型机，编写应用程序进行调试设计内容和要求1.设计内容（1）设计指令系统（2）编写微程序（3）实验接线（4）编写应用程序，选择实现下列要求的一种功能①输入两个一位十进制数，计算两数之和，并以BCD码输出②输入一个两位十进制数，求其负值的补码③输入几个数，统计奇数和偶数的个数2.设计要求（1）指令在8条以上（2）寻址方式包括：寄存器寻址、直接寻址、立即数寻址（3）数据由键盘输入（4）由数码管显示结果报告要求手写统一封面第一页为任务书内容包括：设计目的、设计器材、设计

2、要求、模型机结构、指令编码、微程序、应用程序、接线图、调试、结果分析、总结等。收报告截止日期：17周周五EL-JY-Ⅱ组成原理实验仪介绍底板布局模型机结构框图由4片74181构成16位ALUS3S2S1S0MCn选择运算功能ALU_G为三态门输出控制信号，低电平可输出LT1、LT2为数据暂存器，各由2片74273构成LDR1、LDR2两个暂存器接数控制，高电平有效由Ax、Bx、Cx构成寄存器堆LRi为寄存器堆的写控制，高电平有效Ri－G为寄存器输出控制，低电平有效MS0S1为移位寄存器功能选择，与ALU使用相同的控制信号G-299为移位寄存器输出控制信号，低电平有效在

3、开关方式下，输入设备由16位电平开关及两个74244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，数据可由键盘或串口线输入，可以不用数据输入电路。输出设备由底板上的四个LED数码管及其译码、驱动电路构成当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存储器部分由两片6116构成16位存储器，地址总线只用低八位CE为片选信号，低电平有效WE为读写信号，低电平写，高电平读LAR为地址寄存器的锁存控制，高电平有效LOAD为程序计数器的置数控制，高电平有效LPC为程序计数器的时钟控制，高电平有效PC-G为程序计数器的输出控制，低电平有

4、效LDIR为指令寄存器的锁存控制，高电平有效工作原理1．数据格式本实验计算机采用定点补码表示法表示数据，字长为16位，其格式如下：其中第16位为符号位，数值表示范围是：-32768≤X<32767151413……0符号尾数2．指令格式（1）算术逻辑指令设计9条单字长算术逻辑指令，寻址方式采用寄存器直接寻址。其格式如下76543210OPrsrd其中OP为操作码，rs为源寄存器，rd为目的寄存器，并规定：OP011110001001101010111100110111101111指令CLRMOVADDSUBINCANDNOTRORROLrs或rd选定寄存器00Ax01B

5、x10Cx（2）存储器访问及转移指令存储器的访问有两种，即存数和取数。它们都使用助记符MOV，但其操作码不同。转移指令只有一种，即无条件转移（JMP）。指令格式如下：7654321000MOPrdD其中OP为操作码，rd为寄存器。M为寻址模式，D随M的不同其定义也不相同，如下表所示：OP000110指令说明写存储器读存储器转移指令寻址模式M有效地址ED定义说明00E=（PC）+1立即数立即寻址10E=D直接地址直接寻址11E=100H+D直接地址扩展直接寻址（3）I/O指令输入（IN）和输出（OUT）指令采用单字节指令，其格式如下：其中，当OP=0100且addr=1

6、0时，从“数据输入电路”中的开关组输入数据；当OP-CODE=0100且addr=01时，将数据送到“输出显示电路”中的数码管显示。76543210OPaddrrd3．指令系统含14条基本指令，其中算术逻辑指令8条，访问内存指令和程序控制指令4条。输入输出指令2条。汇编符号指令的格式功能MOVrd，rs1000rsrdrs→rdADDrd，rs1001rsrdrs+rd→rdSUBrd，rs1010rsrdrd-rs→rdINCrd1011rdrdrd+1→rdANDrd，rs1100rsrdrs∧rd→rdNOTrd1101rdrd/rd→rdRORrd1110r

7、drd┌──→rd→─┐└───────┘ROLrd1111rdrd┌──←rd←─┐└───────┘基本指令表汇编符号指令的格式功能MOV[D]，rd001000rdrd→[D]DMOVrd,[D]001001rd[D]→rdDMOVrd,D000001rdD→rdDJMPD00001000D→PCDINrd,KIN010010rdKIN→rdOUTDISP，rd010001rdrd→DISP基本指令表(续）4．设计微代码微程序设计的关键技术之一是处理好每条微指令的下地址，以保证程序正确高效地进行。本系统采用分段编码的指令格式，采用断定方式确定下