计组课程设计报告

计算机组成原理课程设计报告(2013/2014第二学期------第19周) 指导教师：许建龙张芳班级：12计科2班姓名：学号：计算机组成原理大型实验任务书（计算机12级1、2、3班和实验班） 一、实验目的：深入了解计算机各种指令的执行过程，以及控制器的组成，指令系统微程序设计的具体知识，进一步理解和掌握动态微程序设计的概念；完成微程序控制的特定功能计算机的指令系统设计和调试。

二、实验说明：要进行这项大型实验，必须清楚地懂得： （1）TEC-2机的功能部件及其连接关系；（2）TEC-2机每个功能部件的功能与具体组成； （3）TEC-2机支持的指令格式；（4）TEC-2机的微指令格式，AM2910芯片的用法；（5）已实现的典型指令的执行实例，即相应的微指令与其执行次序的安排与衔接； （6）要实现的新指令的格式与功能。

三、实验内容：选定指令格式、操作码，设计如下指令：（1）把用绝对地址表示的内存单元A 中的内容与内存单元B 中的内容相加，结果存于内存单元C 中。

指令格式：D4××，ADDR1，ADDR2，ADDR3 四字指令（控存入口100H ） 功能： [ADDR3]=[ADDR1]+[ADDR2]（2）将一通用寄存器内容减去某内存单元内容，结果放在另一寄存器中。

指令格式：E0 DR SR ，ADDR （SR ，DR 源、目的寄存器各4位）双字指令（控存入口130H ） 功能： DR=SR - [ADDR]（3）转移指令。

判断两个通用寄存器内容是否相等，若相等则转移到指定绝对地址，否则顺序执行。

指令格式：E5 DR SR ，ADDR 双字指令（控存入口140H ） 功能： if DR==SR goto ADDR else 顺序执行。

设计：利用指令的CND 字段，即IR 10~8，令IR 10~8=101，即CC=Z则当DR==SR 时Z=1，微程序不跳转，接着执行MEMPC （即 ） 而当DR!=SR 时Z=0，微程序跳转至A4。

计算机组成原理课程设计报告书计算机组成原理课程设计报告书目录一．实验计算机设计 1 1.整机逻辑框图设计1 2.指令系统的设计2 3．微操作控制部件的设计5 4．设计组装实验计算机接线表 13 5．编写调试程序 14 二．实验计算机的组装 14 三．实验计算机的调试 15 1.调试前准备 15 2.程序调试过程16 3.程序调试结果16 4.出错和故障分析16 四．心得体会17 五．参考文献 17 题目研制一台多累加器的计算机一实验计算机设计1.整机逻辑框图设计此模型机是由运算器，控制器，存储器，输入设备，输出设备五大部分组成。

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，R1，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。

5.输出设备有两位LED数码管和W/R控制完成的LR0 LR1 LR2 寄存器Ax Bx Cx R0-G R1-G R2-G 数据总线（D_BUS）ALU-G ALU M CN S3S2S1S0 暂存器LT1 暂存器LT2 LDR1 LDR2 移位寄存器 M S1 S0 G-299 输入设备 DIJ-G 微控器脉冲源及时序指令寄存器 LDIR 图中所有控制信号 LPC PC-G 程序计数器 LOAD LAR 地址寄存器存储器 6116 CE WE 输出设备 D-G W/R CPU 图 1 整机的逻辑框图图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。

计算机组成原理课程设计报告一、引言计算机组成原理是计算机科学与技术专业的重要课程之一，通过学习该课程，我们可以深入了解计算机的硬件组成和工作原理。

本次课程设计旨在通过设计一个简单的计算机系统，加深对计算机组成原理的理解，并实践所学知识。

二、设计目标本次课程设计的目标是设计一个基于冯·诺依曼体系结构的简单计算机系统，包括中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备等。

通过该设计，我们可以掌握计算机系统的基本组成和工作原理，加深对计算机组成原理的理解。

三、设计方案1. CPU设计1.1 硬件设计CPU由控制单元和算术逻辑单元组成。

控制单元负责指令的解码和执行，算术逻辑单元负责算术和逻辑运算。

1.2 指令设计设计一套简单的指令集，包括算术运算指令、逻辑运算指令、数据传输指令等。

1.3 寄存器设计设计一组通用寄存器，用于存储数据和地址。

2. 存储器设计2.1 主存储器设计一块主存储器，用于存储指令和数据。

2.2 辅助存储器设计一个简单的辅助存储器，用于存储大容量的数据。

3. 输入输出设备设计3.1 键盘输入设备设计一个键盘输入设备，用于接收用户的输入。

3.2 显示器输出设备设计一个显示器输出设备，用于显示计算结果。

四、实施步骤1. CPU实现1.1 根据CPU的硬件设计，搭建电路原型。

1.2 编写控制单元的逻辑电路代码。

1.3 编写算术逻辑单元的逻辑电路代码。

1.4 进行仿真验证，确保电路的正确性。

2. 存储器实现2.1 设计主存储器的存储单元。

2.2 设计辅助存储器的存储单元。

2.3 编写存储器的读写操作代码。

2.4 进行存储器的功能测试，确保读写操作的正确性。

3. 输入输出设备实现3.1 设计键盘输入设备的接口电路。

3.2 设计显示器输出设备的接口电路。

3.3 编写输入输出设备的读写操作代码。

3.4 进行输入输出设备的功能测试，确保读写操作的正确性。

五、实验结果与分析通过对CPU、存储器和输入输出设备的实现，我们成功设计了一个基于冯·诺依曼体系结构的简单计算机系统。

计算机组成原理课程设计总结报告[优秀范文5篇]第一篇：计算机组成原理课程设计总结报告大庆师范学院计算机组成原理课程设计总结报告设计题目：基本模型机的模拟设计与实现子题目：外部中断控制流水灯、蜂鸣器学生姓名：院别：专业：班级：学号：指导教师:2011 年 7 月 5日大庆师范学院课程设计任务书题目基本模型机的模拟设计与实现主要内容：对基本模型机的设计与实现，能够自己设计机器指令并且能够翻译为微程序，并能将机器指令和微程序分别打入模拟机的内存和控制存储其中，并通过程序调试能将所编写的程序正确运行。

参考资料：《计算机组成原理》唐朔飞著《计算机组成原理》白中英著《计算机组成原理实验指导》完成期限：一周指导教师签名：2011年 7 月5日大庆师范学院本科毕业论文（设计）大庆师范学院本科毕业论文（设计）目录一、设计目标 (1)二、采用设备 (1)三、设计的原理 (1)3.1 单片机..............................................................................1 3.2中断方式...........................................................................2 3.3实现控制LED 和蜂鸣器的原理 (3)四、逻辑电路图 (3)4.1LED小灯原理图..................................................................... 3 4.2扬声器原理图..................................................................... 3 4.3单片机的独立按键原理图 (4)五、程序代码...........................................................................4 5.1C语言的特点及选择...............................................................4 5.2 程序代 (5)六、调试情况 (5)6.1在keil环境下，编写外部中断的程序…………………………………6 6.2软件调试的步骤 (6)七、心得体会 (6)八、参考文献 (7)大庆师范学院本科毕业论文（设计）摘要：本文介绍了在89c51单片机系统中设计外部中断流水灯、蜂鸣器的一种方法。

计组实验报告(共10篇)计组实验报告计算机组成原理实验报告一一、算术逻辑运算器1. 实验目的与要求：目的：①掌握算术逻辑运算器单元ALU（74LS181）的工作原理。

②掌握简单运算器的数据传输通道。

③验算由74LS181等组合逻辑电路组成的运输功能发生器运输功能。

④能够按给定数据，完成实验指定的算术/逻辑运算。

要求：完成实验接线和所有练习题操作。

实验前，要求做好实验预习，掌握运算器的数据传送通道和ALU 的特性，并熟悉本实验中所用的模拟开关的作用和使用方法。

实验过程中，要认真进行实验操作，仔细思考实验有关的内容，把自己想得不太明白的问题通过实验去理解清楚，争取得到最好的实验结果，达到预期的实验教学目的。

实验完成后，要求每个学生写出实验报告。

2. 实验方案：1．两片74LS181（每片4位）以并/串联形式构成字长为8为的运算器。

2．8为运算器的输出经过一个输入双向三态门（74LS245）与数据总线相连，运算器的两个数据输入端分别与两个8位寄存器（74LS273）DR1和DR2的输出端相连，DR1和DR2寄存器是用于保存参加运算的数据和运算的结果。

寄存器的输入端于数据总线相连。

3．8位数据D7~D0（在“INPUT DEVICE”中）用来产生参与运算的数据，并经过一个输出三态门（74LS245）与数据总线相连。

数据显示灯（BUS UNIT）已与数据总线相连，用来显示数据总线上所内容。

4．S3、S2、S1、S0是运算选择控制端，由它们决定运算器执行哪一种运算（16种算术运算或16种逻辑运算）。

5．M是算术/逻辑运算选择，M＝0时，执行算术运算，M＝1时，执行逻辑运算。

6．Cn是算术运算的进位控制端，Cn=0(低电平)，表示有进位，运算时相当于在最低位上加进位1，Cn=1(高电平)，表示无进位。

逻辑运算与进位无关。

7．ALU-B是输出三态门的控制端，控制运算器的运算结果是否送到数据总线BUS上。

低电平有效。

计算机组成原理项目课程设计计算机组成原理是计算机科学与技术专业中的一门重要课程，旨在介绍计算机硬件系统的组成和工作原理。

为了巩固学生对计算机组成原理的理论知识，提高实践能力，通常会设置计算机组成原理项目课程设计。

计算机组成原理项目课程设计是一个综合性的实践项目，旨在让学生通过设计和实现一个简单的计算机系统，加深对计算机组成原理的理解，并在实践中提升解决问题的能力。

在计算机组成原理项目课程设计中，学生需要完成以下几个主要任务：1. 设计计算机系统的整体架构。

学生需要根据计算机组成原理的知识，设计一个简单的计算机系统，包括中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备等。

2. 实现计算机系统的各个部件。

学生需要根据设计的计算机系统架构，逐个实现各个部件的功能。

例如，设计并实现一个简单的指令集，编写控制器代码等。

3. 进行计算机系统的集成与测试。

学生需要将各个部件进行集成，并进行一系列的测试，验证计算机系统的正确性和稳定性。

例如，编写测试程序，测试指令的执行结果是否符合预期。

4. 进行性能优化与扩展。

学生可以根据自己的兴趣和能力，对设计的计算机系统进行性能优化或扩展。

例如，改进指令集，增加硬件资源等。

在计算机组成原理项目课程设计中，学生需要运用所学的计算机组成原理的知识，理解计算机系统的工作原理。

通过设计和实现一个简单的计算机系统，学生可以更加深入地理解计算机硬件系统的组成和工作原理，培养解决实际问题的能力。

在计算机组成原理项目课程设计中，学生还可以学习到团队合作和项目管理的能力。

通常情况下，计算机组成原理项目课程设计是以小组为单位进行的，学生需要与小组成员共同合作，分工合作，完成项目的各个阶段。

计算机组成原理项目课程设计是一个重要的实践项目，通过设计和实现一个简单的计算机系统，学生可以巩固和应用所学的计算机组成原理的知识，提高解决问题的能力，并培养团队合作和项目管理的能力。

通过这样的实践项目，学生可以更好地理解计算机硬件系统的组成和工作原理，为将来从事计算机相关的工作打下坚实的基础。

《计算机组成原理》课程设计报告年级专业班级：完成日期： 2015.12.51.引言1.1 实验目的1）在掌握传统的、顺序执行的CPU工作原理基础上，理解掌握流水CPU的工作原理；2）掌握流水线的设计思路和方法，尤其是对结构相关、数据相关和控制相关的解决思路；3）理解硬件设计流程，熟悉掌握指令系统的设计方法，并设计简单的指令系统；4）理解和掌握基于VHDL语言和TEC-CA硬件平台设计模型机的方法，并藉此掌握工程设计的思路和方法。

1.2 实验要求1）基本设计要求参考《16位5级流水无cache实验CPU课程设计实验要求》文档及其VHDL 代码，在理解其思想和方法的基础上，将其改造成8位的5级流水无cache的实验CPU，包括对指令系统、数据通路、各流水段模块、存储器模块等方面的改造。

利用VHDL语言编程实现，并在TEC-CA平台上进行仿真测试。

为方便起见，后续16位5级流水无cache实验CPU简记为ExpCPU-16，而8位的则记为ExpCPU-8。

对于存储器模块的改造，参考《计算机组成原理》课程综合实验的方法，独立设计一块8位的RAM。

要求测试减法的溢出标志位，如测试192-(-96)或者-192-96的溢出标志位。

2）额外设计要求时间允许的情况下，进行一些额外的、探索性的改造，可用于加分。

例如：（1）利用TEC-CA平台上的16位RAM来存放8位的指令和数据；（2）实现一条JRS指令，以便在符号标志位S=1时跳转。

需要改写ID段的控制信息，并改写IF段；（3）实现一条CMPJ DR,SR,offset指令，当比较的两个数相等时，跳转到目标地址PC+1+offset；（4）可以探索从外部输入指令，而不是初始化时将指令“写死”在RAM中；（5）此5段流水模块之间，并没有明显地加上流水寄存器，可以考虑在不同模块间加上流水寄存器；（6）探索5段流水带cache的CPU的设计。

1.3 实验设备本课程综合设计中，需要用到的实验设备如下：1）PC两台；2）TEC-CA硬件实验箱一个；3）Quartus II软件平台一个；4）DebugController软件一个；5）JTAG连接线。

目录第一章实训任务概述 (1)1.1实训目的 (1)1.2 实训任务 (1)第二章课程设计结果 (2)2.1 指令的执行流程 (2)2.2 位扩展和字扩展 (5)2.3设计计算机运算器 (6)2.4计算机的硬件系统 (7)2.5运算器的组成及设计实验 (10)第三章个人总结 (12)3.1 主要结论 (12)3.2 对实训的认识 (12)参考文献 (13)致谢 (14)第一章实训任务概述1.1实训目的掌握计算机系统中指令操作和微指令取指令和执行指令流程；掌握各种计算机运算方法以及设计就按机运算器，了解指令系统；掌握存储芯片的位扩展和字扩展；了解计算机硬件系统。

1.2 实训任务1参考给出的或者课本上的计算机的硬件（应有中断功能）组成，写出完成下面给定的指令格式的指令的执行流程；（1）累加器内容完成“异或”运算“异或”指令的指令格式（2）把一个内存单元中的内容读到所选择的一个累加器中。

，其指令格式如下：助记符机器指令码说明STA addr 0010 0000 ××××R0 [addr]2要求用128K×16位的SRAM芯片设计512K×16位的存储器，SRAM芯片有两个控制端：当CS 有效时该片选中。

当W/R=1时执行读操作，当W/R=0时执行写操作。

用64K×16位的EPROM芯片组成128K×16位的只读存储器。

试问：（1）数据寄存器多少位？（2）地址寄存器多少位？（3）共需多少片EPROM? 画出此存储器组成框图。

3设计计算机运算器（包括逻辑框图与指令系统，以及各指令的微程序流程图）4了解计算机的硬件系统。

就计算机的某些硬件组成部分，说明对其认识。

5运算器的组成及设计实验：（1）验证74181的功能；（2）按指定数据完成算术运算。

两组16位数相加：AAAAH+5556H6写出“个人小结”。

第二章课程设计结果2.1 指令的执行流程（1）（2）（3）2.2 位扩展和字扩展（1）存储器的总容量为：512K×16位（SRAM）+128K×16位(EPROM)= 640K×16位(数据字长16位) 由此可知，数据寄存器16位（2）因为1024K>640K>512K，即1024K=220 所以地址寄存器20位。

班级：姓名：学号：完成时间：计算机组成原理课程设计报告一、课程设计目的1．在实验机上设计实现机器指令及对应的微指令（微程序）并验证，从而进一步掌握微程序设计控制器的基本方法并了解指令系统与硬件结构的对应关系；2．通过控制器的微程序设计，综合理解计算机组成原理课程的核心知识并进一步建立整机系统的概念；3．培养综合实践及独立分析、解决问题的能力。

二、课程设计的任务针对COP2000 实验仪，从详细了解该模型机的指令/微指令系统入手，以实现乘法和除法运算功能为应用目标，在COP2000 的集成开发环境下，设计全新的指令系统并编写对应的微程序；之后编写实现乘法和除法的程序进行设计的验证。

三、课程设计使用的设备（环境）1．硬件• COP2000 实验仪• PC 机2．软件• COP2000 仿真软件四、课程设计的具体内容（步骤）1．详细了解并掌握COP 2000 模型机的微程序控制器原理，通过综合实验来实现该模型机指令系统的特点：1）指令系统特点与设计模型机的指令码为8 位，根据指令类型的不同，可以有0 到2 个操作数。

指令码的最低两位用来选择R0-R3 寄存器，在微程序控制方式中，用指令码做为微地址来寻址微程序存储器，找到执行该指令的微程序。

而在组合逻辑控制方式中，按时序用指令码产生相应的控制位。

在本模型机中，一条指令最多分四个状态周期，一个状态周期为一个时钟脉冲，每个状态周期产生不同的控制逻辑，实现模型机的各种功能。

模型机有24 位控制位以控制寄存器的输入、输出，选择运算器的运算功能，存储器的读写。

指令系统包括以下七类：23该模型机微指令系统的特点（包括其微指令格式的说明等）2.计算机中实现乘法和除法的原理（1）无符号乘法①实例演示（即，列4位乘法具体例子演算的算式）：被乘数为1001 （二进制），即为十进制的9;乘数为0110 （二进制），即为十进制的6。

那么，可以通过笔算得到：1001X 0110=00110110即十进制运算结果为：9 X 6=54无符号乘法的实例演示如图1所示：1 0 0 1X0 1 1 00 0 0 0+0 0 0 0(0)0 0 0 0+ 1 0 0 1 (1)1 0 0 1 0+ 1 0 0 1 (1)1 1 0 1 1 0+ 0 0 0 0 (0)(0) 0 1 1 0 1 1 0即：1001X 0110=00110110②硬件原理框图：;被乘数;乘数;初始值（零）;乘数最低位为0,部分积加0，被乘数左移一;位，乘数右移一位。