计算机组成原理课程设计---一台模型计算机的设计与调试

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1、 课程设计课程设计报告报告 课程名称：课程名称： 计算机组成原理计算机组成原理 专专 业：业： 计算机计算机 XXX XXX 班班 级：级： 计算机计算机 XXXXXXXX 班班 学学 号：号： XXXX XXXX 姓姓 名：名： 指导老师：指导老师： XXX XXX 日日 期期： 20132013 年年 3 3 月月 2020 日日 目录目录 设计题目 1 1.数据格式 . 1 2.指令系统 . 1 2.1.算术逻辑运算指令 . 1 2.2.访内指令及转移指令 1 2.3.输入输出指令 2 2.4.停机指令 . 2 2.5.具体编码 . 2 3.数据通路 . 3 3.1.全局概略图 3 3.

2、2.单片机写控制 4 3.3.微程序显示 4 3.4.指令寄存器 5 3.5.通用寄存器 6 3.6.运算器 . 7 3.7.内存和程序计数器 . 8 3.8.地址总线显示 9 3.9.手动输入微程序 . 10 3.10.单片机写微程序 . 10 3.11.控制存储器 11 3.12.指令译码 12 3.13.微地址显示 13 3.14.单片机与数据总线输入. 14 3.15.设计说明 14 4.时序系统 . 15 4.1.时序系统与起停控制 15 4.2.时序波形图 15 5.微指令格式 . 16 6.微程序控制器 17 6.1.原理图 . 17 6.2.地址转移逻辑 18 7.微程序流程图

3、 19 8.微程序代码表 19 9.设计体会 . 21 10.参考文献 . 21 11.附录 21 11.1.单片机写程序. 21 11.1.微程序编码转换程序 29 1 计算机组成原理课程设计报告 设计题目设计题目 一台模型计算机的设计与调试 1.数据格式数据格式 字长：8 位 格式：定点整数 7 6 0 符号 尾数 其中其中: 第 7 位为符号位，数值表示范围是： 定点整数：-128 X127。 2.指令系统指令系统 指令的类型设计：算术逻辑运算、数据存取、程序控制、输入输出，按固定操作码 4 位长度进行设计，设计 14 条指令。 2.1.算术逻辑运算指令算术逻辑运算指令 设计 7 条算术

4、逻辑运算类指令并用单字节表示，寻址方式采用寄存器寻址，指令为RR 型，其格式如下： 7 4 3 2 1 0 OP-CODE Rs Rd 其中：OP-CODE 为操作码，Rs 为源寄存器，Rd 为目的寄存器 2.2.访内指令及转移指令访内指令及转移指令 2 条访问指令：存数(STA)、取数(LDA) 2 条转移指令：无条件转移(JMP)、结果为零或有进位转移指令(BZC) 指令格式为： 7 6 5 4 3 2 1 0 0 0 M OP-CODE Rd/Rs D 其中：其中：D 为位移量(正负均可)，M 为寻址方式，其定义如下： 寻址方式寻址方式 M M 有效地址有效地址 说明说明 0 0 E=D

5、 直接寻址 2 计算机组成原理课程设计报告 0 1 1 0 1 1 E=(D) E=(Ri)+D E=(PC)+D 间接寻址 Ri变址寻址 相对寻址 本模型机选择变址寄存器 Ri 为寄存器 R2。 2.3.输入输出指令输入输出指令 格式如下： 7 4 3 2 1 0 OP-CODE addr Rd 其中，addr=01 时，选中“INPUT DEVICE”中的开关组作为入设备，addr=10 时，选中“OUTPUT DEVICE”中的七段 LED 数码块作为输出设备。 2.4.停机指令停机指令 格式如下： 7 4 3 2 1 0 OP-CODE 0 0 0 0 停机指令 HALT，用于实现停机

6、操作。 2.5.具体编码具体编码 序号序号 汇编指令汇编指令 机器代码格式机器代码格式 功能说明功能说明 1 CLR Rd 0111 00 Rd 0Rd 2 MOV Rs,Rd 1000 Rs Rd RsRd 3 ADC Rs,Rd 1001 Rs Rd Rs+Rd+CyRd 4 SBC Rs,Rd 1010 Rs Rd Rs-Rd-CyRd 5 INC Rd 1011 xx Rd Rd+1Rd 6 AND Rs,Rd 1100 Rs Rd RsRdRd 7 COM Rd 1101 xx Rd 8 LDA M,D,Rd 00 M 00 Rd , D ERd 9 STA M,D,Rd 00 M 01 Rd , D RdE 10 JMP M,D 00 M 10 00 , D EPC 11 BZC M,D 00 M 11 00 , D 当 Cy