基本模型机的设计实现分析

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1、.南京晓庄学院信息工程学院计算机组成原理课程实验报告实验名称：基本模型机的设计与实现年级专业班级：14级计算机专业专本1班班级学号：14131521姓名：殷宇翔学号：姓名：学号：姓名：时间：2016年12月10日word范文.一、实验目的、要求：1、在掌握部件单元电路实验的基础上，进一步将其组成系统以构造一台基本模型实验计算机。2、设计五条机器指令，并编写相应的微程序，具体上机调试，掌握整机软硬件组成概念。二、实验仪器设备、器件及环境：仪器设备名称规格型号编号备注计算机组成原理系统DWCC-C8JH20112055三、实验方法、原理：部件实验过程中，各部件

2、单元的控制信号是人为模拟产生的，而本次实验将能在微程序控制下自动产生各部件单元控制信号，实现特定指令的功能。这里，实验计算机数据通路的控制将由微程序控制器来完成，CPU从内存中取出一条机器指令到指令执行结束的一个指令周期全部由微指令组成的序列来完成，即一条机器指令对应一个微程序。⑴有关微控制器部分在前一实验中已详细介绍⑵主存储器的读、写和运行为了向主存储器RAM中装入程序或数据，并且检查写入是否正确以及能运行主存储器中的程序，必须设计三个控制操作微程序。·存储器读操作：拨动总清开关后，置控制开关SWC、SWA为“00”时，按要求连线后，连续按“启动运行”开

3、关，可对主存储器RAM连续手动读操作。·存储器写操作：拨动总清开关后，置控制开关SWC、SWA为“01”时，按要求连线后，再按“启动运行”开关，可对主存储器RAM进行连续手动写入。·运行程序：拨动总清开关后，置控制开关SWC、SWA为“11”时，按要求连线后，再按“启动运行”开关，即可转入到第01号“取址”微指令，启动程序运行。上述三条控制指令用两个开关SWC、SWA的状态来设置，其定义如下：word范文.SWCSWA控制台指令001011读内存写内存启动程序⑶指令寄存器介绍指令寄存器用来保存当前正在执行的一条指令。当执行一条指令时，先把它从内存取到缓冲寄

4、存器中，然后再传送到指令寄存器。指令划分为操作码和地址码字段，由二进制构成，为了执行任何一条给定的指令，必须对操作码进行测试P(1)，通过节拍脉冲T4的控制以便识别所要求的操作。“指令译码器”根据指令中的操作码进行译码，强置微控器单元的微地址，使下一条微指令指向相应的微程序首地址。⑷输入/输出设备本系统有两种外部I/O设备，一种是二进制代码开关KD0～KD7，它作为输入设备INPUT；另一种是数码显示块，它作为输出设备OUTPUT。例如：输入时，二进制开关数据直接经过三态门送到外部数据总线上，只要开关状态不变，输入的信息也不变。输出时，将输出数据送到外部数

5、据总线上，当写信号（W/R）有效时，将数据打入输出锁存器，驱动数码块显示。⑸设计指令根据基本模型机的硬件设计五条机器指令：外设输入指令IN、二进制加法指令ADD、存数指令STA、输出到外设指令OUT、无条件转移指令JMP。指令格式如下：助记符　　机器指令码　　　　　　　　　　　　　　说　明IN　　　　0000　0000；“外部开关量输入”KD0～KD7的开关状态→R0ADDaddr　0001　0000××××××××；　R0+[addr]→R0　STAaddr0010　0000××××××××；R0→[addr]OUTaddr0011　0000××××××

6、××；[addr]→BUSJMPaddr　0100　0000××××××××；[addr]→PC说明：指令IN为单字节指令，其余均为双字节指令，××××××××为addr对应的主存储器二进制地址码。⑹基本模型机监控软件的设计本模型机监控软件主要完成从输入设备读入数据，进行简单算术运算后，将结果存入内存的某个单元，最后通过输出设备输出结果。监控软件详细如下：地　址　内容　助记符　　　　说　明0000　0000　　0000　0000　　IN　　　　　；“INPUT　DEVICE”→R00000　0001　　0001　0000　　ADD［0AH］；R0＋［0AH

7、］→R00000　0010　　0000　1010　　　　0000　0011　　0010　0000　　STA［0BH］；R0→［0BH］0000　0100　　0000　1011　0000　0101　　0011　0000　　OUT［0BH］；[0BH］→BUS0000　0110　　0000　1011word范文.0000　0111　　0100　0000　　JMP［00H］；00H→PC0000　1000　　0000　00000000　10010000　1010　　0000　0001　　　　　　　　；自定义参加运算的数0000　1011　　　　　　　　　　；求和

8、结果存放单元四、实验内容、步骤：（1）根据机器指令画出对应的微程序