组成原理课程设计报告---嵌入式的8位CISC模型机设计

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1、 嵌入式的嵌入式的8 8位位CISCCISC模型机设计模型机设计 目录目录 一、 实验目的实验目的 二、设计题目及要求二、设计题目及要求 三、设计方案：三、设计方案： 1.模型机的总体设计 2. 微程序控制器的组成原理框图 3. 模型机机器指令格式和指令系统 4. 时序产生器的设计原理及时序波形图 5. 微程序流程图 6. 汇编语言源程序 四、四、设计的过程与步骤设计的过程与步骤 五、五、模型机的各单元模型机的各单元 VHDLVHDL 源程序源程序 六、六、模型机系统顶层电路图模型机系统顶层电路图 七、模型机的七、模型机的时序仿真波形图时序仿真波形图 八、设计总结八、设计总结 九、参考文献九、

2、参考文献 嵌入式的嵌入式的8 8位位CISCCISC模型机设计模型机设计 二、 实验目的实验目的： 1. 通过课程设计加深对计算机各功能部件的理解；掌握数据信息流和控制信 息流的流动和实现过程， 建立起整机概念； 培养设计、 开发和调试计算机的能力。 2. 提高使用EDA工具软件和可编程器件芯片的基本技能。 3. 培养科学研究的独立工作能力，取得工程设计与组装调试的实践和经验。 二、设计题目及要求：二、设计题目及要求： 设计一台8位的CISC模型机，要求具有以下验证程序所要求的功能： 求出1到任意一个整数N之间的所有奇数之和并输出显示， 和单字节长。 说明： N从开关输入，和数码管输出，然后输

3、出显示停止。 三、设计方案：三、设计方案： 1.模型机的总体设计模型机的总体设计 模型机的总体设计的内容包括确定各种部件的设置以及它们之间的数据 通路结构。 CISC模型机由CISC微处理器、 地址寄存器AR、 ROM和RAM存储器等组成。 微处理器由算术逻辑运算单元ALU、状态条件寄存器、累加器AC、数据暂存器DR、 通用寄存器R0R2、程序计数器PC、指令寄存器IR、操作控制器和时序产生器组 成。CISC模型机的操作控制器采用微程序控制器。根据模型机功能要求，画出如 图1所示模型机数据通路框图。 图1 模型机数据通路框图 2. 2. 微程序控制器的组成原理框图微程序控制器的组成原理框图 微

4、程序控制器组成原理框图如图2所示。它主要由控制器、微指令寄存器 和地址转移逻辑电路三大部分组成， 其中微指令寄存器分为微地址寄存器和微命 令寄存器两部分。 图2 微程序控制器组成原理框图 3. 3. 模型机机器指令格式和指令系统模型机机器指令格式和指令系统 CISC模型机的指令系统采用复杂的指令格式、多种指令字长度和多种寻 址方式，但指令功能强大，单条指令的执行速度较慢。为了完成题目所要求的功 能，模型机的指令系统共设计了8条不同的功能指令。指令字长度有单字长（1 个字节）和双字长（2个字节）两种；寻址方式有三种，分别是寄存器寻址、直 接寻址和立即寻址。这8条指令是IN1（输入），MOV（将一个数送入寄存器）， CMP（比较），JB（小于跳转），ADD（两数相加），INC（自增1），JMP（无条 件跳转），OUT1（输出）。 下面分别介绍这些指令的格式： （1）、I/O指令 输入（IN1）采用单字节指令，其格式如下： 输入（OUT1）采用单字节指令，其格式如下： 说明：RS 为源寄存器， RD为目的寄存器。 （2）、转移指