《組成原理課程設計-計算機組成原理 基本模型機的實現(xiàn)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。

1、沈陽工程學院課程設計報告目錄,目錄第1章課程設計11.1設計目的11.2設計基本原理11.2.1實驗模型機CPU結構11.2.2機器指令的結構和功能2第2章微指令設計52.1微指令設計流程圖52.2二進制微代碼表設計62.2.1控制臺指令代碼與數(shù)據(jù)62.2.2DEC5和RSA指令代碼與數(shù)據(jù)72.2.3機器指令與操作碼7第3章指令的寫入83.1實驗接線圖83.2寫入程序93.2.1寫入微指令93.2.2機器指令的寫入與檢查9第4章運行程序114.1運行程序114.1.1單步運行114.1.2連續(xù)運行程

2、序114.2設計新的指令114.3選作指令114.4微指令代碼12第5章問題解決方案145.1遇到的問題145.2解決的方法14設計總結15沈陽工程學院課程設計報告第1章課程設計第1章課程設計1.1設計目的（1）在掌握部件單元電路實驗的基礎上，進一步將其組成系統(tǒng)構造一臺基本模型計算機。（2）為其定義五條機器指令，并編寫相應的微程序，具體上機調試掌握整機概念。（3）掌握微程控器的組成原理。（4）掌握微程序的編寫、寫入，觀察微程序的運行。（5）通過課程設計，使學生將掌握的計算機組成基本理論應用于實踐中，

3、在實際操作中加深對計算機各部件的組成和工作原理的理解，掌握微程序計算機中指令和微指令的編碼方法，深入理解機器指令在計算機中的運行過程。1.2設計基本原理1.2.1實驗模型機CPU結構①運算器單元（ALUUINT）運算器單元由以下部分構成：兩片74LS181構成了并－串型8位ALU；兩個8位寄存器DR1和DR2為暫存工作寄存器，保存參數(shù)或中間運算結果。ALU的S0～S3為運算控制端，Cn為最低進位輸入，M為狀態(tài)控制端。ALU的輸出通過三態(tài)門74LS245連到數(shù)據(jù)總線上，由ALU-B控制該三態(tài)門。②寄存

4、器堆單元（REGUNIT）該部分由3片8位寄存器R0、R1、R2組成，它們用來保存操作數(shù)用中間運算結構等。三個寄存器的輸入輸出均以連入數(shù)據(jù)總線，由LDRi和RS-B根據(jù)機器指令進行選通。③指令寄存器單元（INSUNIT）指令寄存器單元中指令寄存器（IR）構成模型機時用它作為指令譯碼電路的輸入，實現(xiàn)程序的跳轉，由LDIR控制其選通。④時序電路單元（STATEUNIT）用于輸出連續(xù)或單個方波信號，來控制機器的運行。⑤微控器電路單元（MICRO－CONTROLLERUNIT）15沈陽工程學院課程設計報告第

5、1章課程設計微控器主要用來完成接受機器指令譯碼器送來的代碼，使控制轉向相應機器指令對應的首條微代碼程序，對該條機器指令的功能進行解釋或執(zhí)行的工作。由輸入的W/R信號控制微代碼的輸出鎖存。由程序計數(shù)器（PC）和地址寄存器（AR）實現(xiàn)程序的取指功能。⑥邏輯譯碼單元（LOGUNIT）用來根據(jù)機器指令及相應微代碼進行譯碼使微程序轉入相應的微地址入口，從而實現(xiàn)微程序的順序、分支、循環(huán)運行，及工作寄存器R0、R1、R2的選通譯碼。⑦主存儲器單元（MAINMEM）用于存儲實驗中的機器指令。⑧輸入輸出單元（INPU

6、T/OUTPUTDEVICE）輸入單元使用八個撥動開關作為輸入設備，SW-B控制選通信號。輸出單元將輸入數(shù)據(jù)置入鎖存器后由兩個數(shù)碼管顯示其值。該數(shù)據(jù)結構通路框圖如圖1-1所示：圖1-1數(shù)據(jù)通路圖1.2.2機器指令的結構和功能15沈陽工程學院課程設計報告第1章課程設計部件實驗過程中，各部件單元的控制信號是人為模擬產(chǎn)生的，而本次課設是在微程控下自動產(chǎn)生各部件單元控制信號，實現(xiàn)特定指令的功能。這里，計算機數(shù)據(jù)通路的控制將由微程控器來完成，CPU從存儲器中取出一條機器指令到指令執(zhí)行結束的一個指令周期全部由微

7、指令組成的序列來完成，即一條機器指令對應一個微程序。本次課設采用實驗四中五條機器指令：IN（輸入）、AND（邏輯與運算）、SUB（二進制減法）、NOR（邏輯或非運算）、JMP（無條件轉移）。為了向RAM中裝入程序和數(shù)據(jù)，檢查寫入是否正確，并能啟動程序執(zhí)行，還必須設計三個控制臺操作微程序。存儲器讀操作（KRD）：撥動總清開關CLR后，控制臺開關SWB、SWA為“00”時，按START微動開關，可對RAM連續(xù)手動讀操作。存儲器寫操作（KWE）：撥動總清開關CLR后，控制臺開關SWB、SWA為“01”時，

8、按START微動開關，可對RAM進行連續(xù)手動寫入。啟動程序：撥動總清開關CLR后，控制臺開關SWB、SWA置為“11”時，按START微動開關，即可轉入到第01號“取址”微指令，啟動程序運行。上述三條控制臺指令用兩個開關SWB、SWA的狀態(tài)來設置，其定義如表1-2所示：表1-2控制臺定義格式SWBSWA控制臺指令001011讀存儲器（KRD）寫存儲器（KWE）啟動程序（RP）微指令字長共24位，其控制位順序如表1-3所示。表1-3控制位順序24232221201918