计算机组成原理的方案,计算机组成原理课程设计方案(全).doc
沈阳理工大学课程专用纸
成 绩 评 定 表
学生姓名
刘建成
班级学号
1103050115
专 业
计算机科学与技术
课程设计题目
多寄存器减法\右移位\输入输出等指令实验计算机设计
评
语
组长签字：
成绩
日期
2013 年6月21 日
课程设计任务书
学 院
信息学院
专 业
计算机科学与技术
学生姓名
刘建成
班级学号
1103050115
课程设计题目
多寄存器减法\右移位\输入输出等指令实验计算机设计
实践教学要求与任务:
利用EL-JY-II型计算机组成原理实验仪提供的硬件资源，通过设计(包括整机结构设计、指令设计、微程序设计、微指令设计、调试程序设计等)、组装、调试三个步骤完成一台微程序控制的复杂实验计算机的设计。具体要求如下：
掌握实验计算机的整机结构。熟悉实验计算机的组装和调试方法。
设计如下几条机器指令的格式，指令格式可以采用单字长或双字长设计。
算术减法运算指令：SUB rs，rd (功能rs - rd -> rd)
输入输出指令：IN #DATA，rd (功能DATA -> rd)
OUT Ri (功能Ri的值 -> LED输出)
转移指令： JMP ADDR (功能ADDR -> PC)
右移位运算指令：RRC rs，rd(功能rs的值带进位循环右移一位-> rd)
设计微指令的格式, 编写上述每条机器指令所对应的微程序，并上机调试。
4、通过如下程序的编写调试，验收机器指令、微指令、微程序的设计结果。
IN #data，R0
IN #data，R2
SUB R0， R2
RRC R2， R0
OUT R0
JMP 00H
工作计划与进度安排:
第17周：布置课程设计任务，查阅资料，分组设计，实验室组装与调试。
第20周：调试，验收，答辩，编写课程设计报告。
指导教师：
2013年 6月21日
专业负责人：
2013年 6 月22日
学院教学副院长：
2013年6 月22日
沈阳理工大学课程专用纸
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目录
TOC \o "1-3" \h \u 1. 实验计算机的设计 1
1.1整机逻辑框图设计及整机的逻辑框图 1
1.2指令系统的设计 3
1.3微操作控制部件的设计 5
1.3.1微指令编码的格式设计 5
1.3.2微操作控制信号设计 6
1.3.3微程序顺序控制方式设计 7
1.4编写调试程序 15
2． 实验计算机的组装 15
3． 实验计算机的调试 16
3.1 调试前准备 16
3.2调试步骤和调试结果 19
3.3心得体会 19
4、参考文献 20
1. 实验计算机的设计
1.1整机逻辑框图设计及整机的逻辑框图
输入设备数据暂存器LT2数据暂存器LT1
输入设备
数据暂存器LT2
数据暂存器LT1
74299
寄存器R2
寄存器R2
寄存器R2
程序计数器PC
地址寄存器AR
存储器(MEM)
脉冲源及时序
指令寄存器IR
微控器
输出设备
图1.1模型机结构图
1.运算器又是有299，74LS181完成控制信号功能的算逻部件，暂存器LDR1，LDR2，及三个通用寄存器R0，R2等组成。
2.控制器由程序计数器PC、指令寄存器、地址寄存器、时序电路、控制存储器及相应的译码电路组成。
3.存储器RAM是通过CE和W/R两个微命令来完成数据和程序的的存放功能的。
4输入设备是由置数开关SW控制完成的。
输出设备有两位LED数码管和W/R控制完成的
图1-1中运算器ALU由U7--U10四片74LS181构成，暂存器1由U3、U4两片74LS273构成，暂存器2由U5、U6两片74LS273构成。微控器部分控存由U13--U15三片2816构成。除此之外，CPU的其他部分都由EP1K10集成。
存储器部分由两片6116构成16位存储器，地址总线只有低八位有效，因而其存储空间为00H--FFH。
输出设备由底板上的四个LED数码管及其译码、驱动构成，当D-G和W/R均为低电平时将数据总线的数据送入数码管显示。在开关方式下，输入设备由16位电平开关及两个三态缓冲芯片74LS244构成，当DIJ-G为低电平时将16位开关状态送上数据总线。在键盘方式或联机方式下，数据可由键盘或上位机输入，然后由监控程序直接送上数据总线，因而外加的数据输入电路可以不用。
本系统的数据总线为16位，指令、地址和程序计数器均为8位。当数据总线上的数据打入指令寄存器、地址寄存器和程序计数器时，只有低八位有效。
1.2指令系统的设计
Rs或rd
选定寄存器
00
R0
01
R1
10
R2
规定：表1.1寄存器表
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