组成原理课程设计---复杂模型机的设计与实现

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1、 课 程 设 计 课程名称：课程名称： 组成原理课程设计报告组成原理课程设计报告 设计题目：设计题目： 复杂模型机的设计与实现复杂模型机的设计与实现 学学 院：院： 信息工程与自动化学院信息工程与自动化学院 专专 业：业： 计算机科学与技术计算机科学与技术 1 课 程 设 计 任 务 书 信信息工程与自动息工程与自动 学学院院 计算机科学与技术计算机科学与技术专业专业 2010 2010 年年级级 课程设计题目：课程设计题目： 复杂模型机的设计与实现复杂模型机的设计与实现 课程设计主要内容：课程设计主要内容： 从输入设备中读取数据 X 并将其存入以 K 为直接地址的内存单元，计算 2X，取反后

2、加 X 减 1 将结果存入以 N 为间接地址的内存单元，最后输出。 根据给定的模型机数据通路图及指令系统，把设计过程,画大体图汇编 程序流程图微指令代码检查，设计顺序大致如下：先画出了程序的流 程，然后写出了汇编程序，并且写出了机器指令，完成了总体的流程图，根 据流程图写出了微指令以及微指令代码，将机器指令代码与微指令代码写成 了一个 txt 文档用机器录入， 运行程序， 对照程序上面显示的图与我们画的流 程图进行对照，检查来判断这次试验的成功与否。 课程设计报告要求： 1、使用校发的统一课程设计报告用纸。 2、叙述微程序控制器原理、设计方法及步骤（参考理论课教材） 。 3、画出复杂模型机数据

3、通路图。 4、画出设计的复杂模型机微程序流程图。 5、写出联机操作时的十六进制格式文件。 6、调试情况。 7、课程设计收获。 设设 计计 指指 导导 教教 师师 （签字）（签字） ： 教学基层组织负责人（签字） ：教学基层组织负责人（签字） ： 年年 月月 日日 2 目目 录录 一、程序设计目的与基本原理 3 二、 课程设计任务及分析8 三、数据格式及指令系统 9 四、实验设计结果与分析 14 五、实验设计小结 14 六、参考文献 14 一、程序设计一、程序设计目的与基本原理目的与基本原理 1、 程序设计目的程序设计目的 （1）综合运用所学计算机原理知识，设计并实现一台较为复杂的模型计算机，

4、3 以便巩固所学的知识，提高分析问题和解决问题的能力。 （2 使用简单模型机和复杂模型机的部分机器指令，并编写相应的微程序，具体 上机调试掌握整机概念。 （3）掌握微程序控制器的组成原理。掌握微程序的编写、写入，观察微程序的 运行。 （4）通过课程设计，使学生将掌握的计算机组成基本理论应用于实践中，在实 际操作中加深对计算机各部件的组成和工作原理的理解， 掌握微程序计算机中指 令和微指令的编码方法，深入理解机器指令在计算机中的运行过程。 2、 程序设计基本原理程序设计基本原理 （1）实验模型机结构 1 寄存器堆单元（REG UNIT） 该部分由 3 片 8 位寄存器 R0、R1、R2 组成，它

5、们用来保存操作数 用中间运算结构等。三个寄存器的输入输出均以连入数据总线，由 LDRi和 RS-B 根据机器指令进行选通。 2 运算器单元（ALU UINT） 运算器单元由以下部分构成： 两片74LS181构成了并串型8位ALU； 两个 8 位寄存器 DR1 和 DR2 为暂存工作寄存器，保存参数或中间运 算结果。ALU 的 S0S3 为运算控制端，Cn为最低进位输入，M 为状 态控制端。ALU 的输出通过三态门 74LS245 连到数据总线上，由 ALU-B 控制该三态门。 3 指令寄存器单元（INS UNIT） 指令寄存器单元中指令寄存器（IR）构成模型机时用它作为指令译码 电路的输入，实现程序的跳转，由 LDIR 控制其选通。 4 时序电路单元（STATE UNIT） 用于输出连续或单个方波信号，来控制机器的运行。 5 微控器电路单元（MICROCONTROLLER UNIT） 微控器主要用来完成接受机器指令译码器送来的代码，使控制转向相 应机器指令对应的首条微代码程序，对该条机