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1、课程设计说明书设计名称：计算机组成原理课程设计学生姓名：专业：10网络工程班级：2班学号：2010394201指导教师：日期：2012年10月8日一、课程设计题目复杂模型机设计与实现二、课程设计目的本课程设计的教学目是在掌握计算机系统的组成及内部工作机制,理解计算机各功能部件工作原理的基础上,深入掌握数据信息流和控制信息流的流动过程,进一步加深计算机系统各模块间相互关系的认识和整机的概念,培养开发和调试计算机的技能,在设计实践中提高应用所学专业知识分析问题和解决问题的能力。三、主要内容综合运用所学计算机原理知识，利用TDN-CM++教学实验系统设计并实现复杂模型机设计。设
2、计总体结构及机器指令、微指令。根据设计的接线图搭好模型机电路，利用设计的指令编写程序并在机器上运行。四、设计要求在掌握“TDN-CM++计算机组成原理教学实验系统”原理的基础上，以此实验系统为平台，设计一台微程序控制的模型计算机。1．设计模型机硬件（需含计算机基本组成，即CPU、内存、I/O接口、输入设备、输出设备、总线等，CPU为微程序控制器类型），设计总体结构及数据通路框图。2．设计模型机指令系统（含设计机器指令、微指令格式、每条指令所对应的微程序等）。基本模型机要求实现5条机器指令。复杂模型机要求实现16条机器指令。3．利用模型机指令系统，编写汇编语言程序，分别完成
3、下列功能：（1）编程序完成功能：LED上的数从1以步长1往上递增。（2）编程序完成功能：S=2+4+6+8+10+……，要求在LED上循环显示结果02、06、0C、……。调试、运行通过后将程序写在下面。4．根据以上软硬件设计，在“TDN-CM++计算机组成原理教学实验系统”上调试，检测实现的功能是否达到设计要求。5．撰写课程设计报告（文件名：学号姓名.doc），课程设计报告中所规定的图文齐全、符合要求、结构合理、文章通顺；能对实验中出现的问题提出改进意见并加以分析说明。五、基本概念和原理1、数据格式微型机规定采用定点补码表示法表示数据，且字长为8位，其格式如下：76543
4、210符号尾数其中第七位为符号位，数值范围是：—2X2—12、指令格式模型机设计四大类指令共十六条，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。（1）算术逻辑指令设计9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：76543210OP-CODErsrd其中，OP-CODE为操作码，rs为寄存器，rd为目的寄存器，并规定：Rs或rd选定的寄存器00R001R110R29条算术逻辑指令的名称、功能和具体格式如下表：序号汇编符号指令格式功能说明1CLRRd011100Rd0—>Rd2MOVRs,Rd1000RsRdRs—>Rd3ADCRs
5、,Rd1001RsRdRs+Rd+Cy—>Rd4SBCRs,Rd1010RsRdRs-Rd-Cy—>Rd5INCRd101100RdRd+1—>Rd6ANDRs,Rd1100RsRdRs︿Rd—>Rd7COMRd110100RdRd—>Rd8RRCRs,Rd1110RsRdRd带进位右循环一位，Rs—>Rd9RLCRs,Rd1111RsRdRd带进位左循环一位，Rs—>Rd10LDAM,D,Rd00M00Rd,D(E)—>Rd11STAM,D,Rd00M01Rd,DRd—>（E）12JMPM,D00M1000,DE—>PC13BZCM,D00M1100,D当CY=1或Z=
6、1时，E—>PC14INaddr,Rd010001Rd(addr)—>Rd15OUTaddr,Rd010110RdRd—>(addr)16HALT01100000停机（2）访问指令及转移指令模型机设计2条访内指令，即存数（STA）、取数（LDA），2条转移指令，即无条件转移（JMP）、结果为零或有进位转移指令（BZC），指令格式为：7654321000MOP-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：寻址模式有效地址E说明00E=D直接寻址01E=（D）间接寻址10E=（R
7、1）+DR1变址寻址11E=（PC）+D相对寻址本机模型机规定变址寄存器R1指定为寄存器R2。（1）I/O指令输入（IN）指令和输出（OUT）指令采用单字节指令，其格式如下：76543210OP-CODEaddrRd其中，addr=01时，选中“INPUTDECICE”中的开关组作为输入设备，addr=10时，选中“OUTDEVICE”中的数码块作为输出设备。（2）停机指令指令格式如下：76543210OP-CODEOOOOHALT指令，用于实现停机操作。1、指令系统本模型机共有16条基本指令，其中算术逻辑指令7条，访问内存指
