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硬件课程设计报告

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硬件课程设计报告
-------------复杂模型机设计
日期：2014-9-23
姓名：
复杂模型机设计
一．课程设计的目的：
综合运用所学计算机组成原理知识，学习使用微指令方式进行复杂模型机设计。

二．设计思想：
设计模型机，可以从以下几个方面来考虑：
1.确定设计目标，即模型机的功能，从而确定指令类型及其功能。

2.确定指令系统：确定数据的表示格式、位数、指令的编码、类型，需要设计哪些指令及使用的寻址方式。

3.设计指令微操作流程。

4.确定微程序地址。

5.根据微指令格式，将微程序流程中的所有微操作进行二进制代码化，写入到控制存储器中的相应单元中。

6.组装、调试：在总装调试前，先按功能模块进行组装和分调，因为只有功能模块工作正常后，才能保证整机的运行正确。

三．实验设备：
TDN-CM++教学试验系统一套，PC微机一台。

四．设计内容：
设计一台有微程序控制器的8位模型机，指令系统要求达到10条以上。

必须有移位运算。

五．实验具体设计：
1.数据格式
模型机规定采用定点补码表示法表示数据，字长为８位，8位全用来表示数据（最高位不表示符号），数值表示范围是：0≤X≤28－1。

2.指令设计
指令系统应该包括：算数逻辑运算、移位运算、控制转移指令、访存指令。

2.1．指令格式
所有单字节指令（ADD、AND、INC、SUB、OR、RR和MOV）格式如下：
７６５４３２１０
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，并规定：
RS或RD 选定的寄存器
00
01
10
11 R0 R1 R2 R3
IN和OUT的指令格式为：
７６５４
（1）
３２（1）１０（1） 7—0（2）
OP-CODE RS RD P
其中括号中的1表示指令的第一字节，2表示指令的第二字节，OP-CODE为操作码，RS为源寄存器，RD为目的寄存器，P为I/O 端口号，占用一个字节。

由于用的是地址总线的高两位进行译码，I/O地址空间被分为四个区，如表5-3-1所示：
A7 A6 选定地址空间
00 IOY0 00-3F
01 IOY1 40-7F
10 IOY2 80-BF
11 IOY3 C0-FF
2.2 寻址方式
系统设计三种数据寻址方式，即立即、直接、间接。

LDI指令为立即寻址，LAD、STA、JMP和BZC指令均具备直接、间接寻址能力。

LDI的指令格式如下，第一字节同前一样，第二字节为立即数。

７６５４（1）
３２
（1）
１０
（1）
7—0
（2）
OP-CODE RS RD data LAD、STA、JMP和BZC指令格式如下。

７６５４（1）
３２
（1）
１０
（1）
7—0
（2）
OP-CODE M RD D
其中M为寻址模式。

寻址模式M 有效地址E 说明
00
01 E = D
E =（D）
直接寻址
间接寻址
2.3指令系统
指令指令格式
MOV RD,RS ADD RD,RS SUB RD,RS RR RD,RS INC RD LDA M,D,RD STA M,D,RS JMP M,D BZC M,D
IN RD,P OUT P,RS
0100 RS RD
0000 RS RD
1000 RS RD
0001 RS RD
0001 ** RD
1100 M RD D 1101 M RD D 1110 M RD D 1111 M RD D 0010 ** RD P 0011 RS ** P 0110 ** RD D
LDI RD,D
2.4微指令格式
A 字段
B 字段
C 字段
141312选择000001LDA 010LDB 011LDRi 100保留10111023M23
2221201918-1514-1211-98-65-0WR
RD IOM A 字段B 字段
C 字段UA5-UA0
S3-S0NOP 111
LDIR
LDAR LOAD 11109选择000001ALU_B 010RS_B 011RD_B 100保留101110NOP 1
1
1
保留
PC_B 876选择000001P<1>010P<2>011P<3>100保留101110NOP 1
1
1
保留
保留LDPC CN
RI_B
地址 十六进制表示 高五位 S3-S0 A 字段 B 字段 C 字段 UA5-uA0 00 00 00 01 00000 0000 000 000 000 000001 01 00 6D 43 00000 0000 110 110 101 000011 03 10 70 60 00010 0000 111 000 001 100000 04
00 24 05
00000 0000 010
010
000 000101
05 04 B2 01 00000 1001 011 001 000 000001
06 00 24 07 00000 0000 010 010 000 000111
07 01 32 01 00000 0010 011 001 000 000001
08 10 60 09 00010 0000 110 000 000 001001
09 18 30 01 00011 0000 011 000 000 000001 0A 10 60 10 00010 0000 110 000 000 010000 10 28 04 01 00101 0000 000 010 000 000001 0F 00 00 DB 00000 0000 000 000 011 011011
1B 00 53 41 00000 0000 101 001 101 000001
17 00 24 18 00000 0000 010 010 000 011000
18 04 32 01 00000 1000 011 001 000 000001
11 10 30 01 00010 0000 011 000 000 000001
12 06 B2 01 00000 1101 011 001 000 000001
13 00 24 14 00000 0000 010 010 000 010100
14 05 B2 01 00000 1011 011 001 000 000001
1C 10 10 1D 00010 0000 001 000 000 011101
1D 10 60 8C 00010 0000 110 000 010 001100
1E 10 60 1F 00010 0000 110 000 000 011111
1F 10 10 30 00010 0000 110 000 000 110000
0C 10 30 01 00010 0000 011 000 000 000001
0D 20 06 01 00100 0000 000 011 000 000001
0E 00 53 41 00000 0000 101 001 101 000001
1B 00 53 41 00000 0000 101 001 101 000001
20 00 16 04 00000 0000 001 010 000 000100
21 00 16 06 00000 0000 001 010 000 000110
22 00 6D 48 00000 0000 110 110 101 001000
23 00 6D 4A 00000 0000 110 110 101 001010
26 00 6D 51 00000 0000 110 110 101 010001
27 00 16 12 00000 0000 001 011 000 010010
28 00 16 13 00000 0000 001 010 000 010011 2A 00 16 17 00000 0000 001 010 000 010111 2C 00 6D 5C 00000 0000 110 110 101 011100 2D 00 6D 5E 00000 0000 110 110 101 011110
3.实验程序
$P0020 in,r0,00H
$P0100
$P0261 LDI,r1,00H
$P0300
$P04B6 LDA r2,(60H)
$P0540
$P0663 LDI r3,01H
$P0701
$P080A LOOP: ADD r1,r2
$P0972 INC r2
$P0A8B SUB r0,r3
$P0BE0 BZC Result
$P0C0F
$P0DE0 JMP LOOP $P0E08
$P0FAD Result RR r3,r1 $P10D1 STA 70H,r1 $P1170
$P1234 OUT 30H,r1 $P1340。

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华中科技大学硬件课程设计实验报告

华中科技大学硬件课程设计实验报告

华中科技大学硬件课程设计实验报告课题：“EasyReader”电子书阅读器系统班级：通信0903作者：曾庆台阳舒梦雨学号：U200913846 U200913859 U200913849指导老师：***课设评价：课设成绩：日期：2012-7-2摘要“EasyReader”系统是一个多功能电子书阅读器，以TI公司的MSP430F149作为系统硬件核心，以DM430-L为硬件开发平台，以VS1003作为音频解码核心芯片，以IAR Embedded Workbench for MSP430 v5.30作为系统软件开发平台，使用MSP430自带操作系统，以C语言为基本编程语言。

本系统具备低功耗、小体积、轻重量、功能齐全的特点，可手动或自动翻页翻行、选择不同字体大小和背景、显示系统运行时间和文档读取进度、手动切换播放背景音乐、查看文档信息等功能。

使用便捷，可为用户提供良好的阅读体验。

本文讨论了“EasyReader”电子书阅读器的研究与设计，研究的主要内容包括系统硬件平台的设计和基于该硬件平台的软件设计。

在硬件设计方面，进行了系统的功能需求分析、方案选择和总体设计，详细设计了以MSP430F149处理器为核心，外围包括SD卡文件读取模块、VS1003音频解码播放模块和串口通信功能、人机交互功能的嵌入式系统硬件平台。

在软件设计方面，以分层分模块的思想进行设计，设计了FAT32文件系统、SD卡和TFT液晶驱动和显示程序、VS1003音乐播放程序、中断服务程序等，并进行了系统测试和结果分析，良好地实现了系统的设计目标。

关键词：电子书阅读器；MSP430F149；SD卡；FAT32文件系统；VS1003Abstract“EasyReader” system is a multi-fuctional e-book reader. It uses MSP430F149 of TI corporation as the hardware core, DM430-L as hardware developing platform, VS1003 as decoding central chip for audio file, IAR Embedded Workbench for MSP430 v5.30 as software developing platform of our system. We take the advantage of the OS in MSP430 chip itself and program with basic C language. Our system has the characteristic of low consumption, little size, light weight and versatile functions. The user can switch pages and lines by manual operation or automatic mode, choose different size of font and background, show the runtime of system and the rate of reading progress, choose manually to play the background music or not, check the information of text documents, and the like. It is convenient and easy to use, and provides the users with great reading experience.This paper discussed the research and design of “EasyReader”e-book reader. The main content of our research includes the design of hardware platform and the software design based on the hardware. In the designing of hardware, we analyzed the requirements of functions, put forward how to choose the final scheme and overall design. We also has made a detailed design of the embedded system hardware platform, that consists of the core MCU of MSP430F149, the peripheral modules of reading from SD card, VS1003 audio decoding, communication using serial port and human-computer interface. In the design of software, we utilized hierarchical and module-based thought to carry out our design. We designed FAT32 file system, SD card driven orders, TFT driven and display orders, VS1003 audio play orders and interrupt service programs. Through the tests, debug and analyses of the system, we eventually achieved the goal of our design.Key Words: E-book reader; MSP430F149; SD card; FAT32; VS1003目录1项目概述 (5)2设计目标 (5)2.1基本功能 (5)2.2扩展功能 (5)3小组成员和任务分工 (6)4系统总体设计 (6)4.1总体设计思路 (6)4.2主要器件选择 (7)5系统硬件设计与实现 (10)5.1DM430-L开发板 (10)5.2音频解码模块设计 (13)5.3TFT液晶显示模块 (14)5.4SD卡模块 (15)5.5按键电路 (16)6系统软件设计与实现 (16)6.1软件设计的主要思想 (16)6.2软件设计平台（IAR Embedded Workbench IDE） (16)6.3文件系统的选择与实现 (17)6.4SD卡模块软件设计 (18)6.5TFT液晶显示模块软件设计 (19)6.6音频模块软件设计 (23)6.7按键模块 (24)6.8软件流程说明 (25)7系统测试与结果分析 (26)7.1调试故障、产生原因及解决方法 (26)7.2测试方案与结果 (29)7.2.1 测试方案 (30)7.2.2 测试结果 (30)8心得体会与项目总结 (31)1)心得体会与总结 (31)2)项目展望 (33)9致谢 (34)10参考文献 (34)11附录 (35)1)宣传网站 (35)2)程序代码列表说明 (35)1项目概述电子书阅读器是一种便携式的手持式电子设备，专为阅读图书设计，它有大屏幕的液晶显示器，可以直接从互联网上方便的购买及下载数字化的图书，并且有大容量的内存以存储大量数字信息，一次可以存储数十本传统图书的信息，特别设计的液晶显示技术可以让人舒适的长时间阅读图书。

计算机硬件课程设计报告——拓展接口的复杂模型机设计

计算机硬件课程设计报告——拓展接口的复杂模型机设计

计算机硬件课程设计报告——拓展接口的复杂模型机设计学院：计算机科学与工程学院专业：计算机科学与技术班级：组员1：组员2：起止时间：目录一、实验目的 (3)二、实验内容 (3)三、实验思路 (3)四、实验原理 (3)五、实验步骤 (10)六、实验设计 (11)七、实验心得 (14)一、实验目的经过一系列硬件课程的学习及相关实验后，做一个综合的系统性的设计，这在硬件方面是一个提高，进一步培养实践能力。

二、实验内容搭建一台有拓展接口的8位模型机，指令系统要求有10条以上，其中包括运算类指令、传送类指令、控制转移类指令、输入输出指令、停机指令等。

三、实验思路1、确定设计目标：确定所设计计算机的功能和用途。

2、确定指令系统：确定数据的表示格式、位数、指令的编码、类型、需要设计哪些指令及使用的寻址方式。

3、确定总体结构与数据通路：总体结构设计包含确定各部件设置以及它们之间的数据通路结构，列出各种信息传送路径以及实现这些传送所需要的微命令。

4、设计指令执行流程：数据通路确定后，就可以设计指令系统中每条指令的执行流程。

根据指令的复杂程度。

每条指令所需要的机器周期数。

对于微程序控制的计算机，根据总线结构，需要考虑哪些微操作可以安排在同一个微指令中。

5、确定微程序地址：根据后续微地址的形成方法，确定每条微程序地址及分支转移地址。

6、根据微指令格式，将微程序流程中的所有微操作进行二进制代码化，写入到控制存储器中的相应单元中。

7、组装、调试：在总装调试前，先按功能模块进行组装和分调，因为只有功能模块工作正常后，才能保证整机的运行正确。

四、实验原理1、指令系统及指令格式（1）数据格式8位。

（2）指令格式：指令系统应包括：算术逻辑运算指令、访存指令、控制转移指令、I/O指令、停机指令。

一般指令格式如下：O P-C O D E（4位）R S（2位）R D（2位）D A T A /A D D R （8位）其中R S 、R D 可以是R 0、R 1、R 2中任一个，它们的代码分别为00、01、10。

汽车产品硬件实验报告模板

汽车产品硬件实验报告模板

汽车产品硬件实验报告模板1. 实验目的本实验的目的是测试汽车产品的硬件性能，包括但不限于发动机、悬挂系统、制动等部件的性能指标。

通过实验评估汽车产品的安全性、稳定性和可靠性。

2. 实验装置与方法2.1 实验装置本实验所使用的实验装置包括汽车产品样车、动力测量设备、悬挂系统测试设备、制动力测试设备等。

2.2 实验方法1. 首先对汽车产品进行外观检查，确保外观无明显损坏。

2. 进行发动机动力测试，使用动力测量设备测量发动机的最大功率和最大扭矩。

3. 进行悬挂系统测试，使用悬挂系统测试设备测试汽车在不同路况下的悬挂性能。

4. 进行制动力测试，使用制动力测试设备测量汽车在不同速度下的制动性能。

5. 对实验数据进行分析和处理，评估汽车产品的硬件性能。

3. 实验过程与结果3.1 外观检查对汽车产品进行外观检查，未发现外观明显损坏，各部件安装正常。

3.2 发动机动力测试使用动力测量设备对汽车产品的发动机进行测试，得到如下结果：- 最大功率：200马力- 最大扭矩：250Nm3.3 悬挂系统测试使用悬挂系统测试设备对汽车产品的悬挂性能进行测试，得到如下结果：- 清障能力：通过2英寸高的障碍物时无明显顿挫感- 高速行驶稳定性：达到60mph时无明显抖动和不稳定感3.4 制动力测试使用制动力测试设备对汽车产品的制动性能进行测试，得到如下结果：- 制动距离：60mph时制动距离为30m- 制动力平衡性：前后制动力平衡性良好4. 实验分析与讨论根据实验结果和数据分析，可以得出以下结论：- 汽车产品的发动机动力表现良好，具备足够的马力和扭矩。

- 悬挂系统在通过障碍物和高速行驶时表现稳定，具备良好的悬挂性能。

- 制动系统在制动距离和制动力平衡性方面符合标准要求。

5. 实验结论根据实验结果和分析，可以得出如下结论：汽车产品在硬件方面的性能表现良好，符合安全、稳定和可靠的要求。

6. 参考文献[1] 实验装置使用手册[2] 汽车产品技术规格说明书以上是一份汽车产品硬件实验报告模板，根据实际情况和实验要求，具体内容可以做适当的调整和修改。

PLC课程设计报告

PLC课程设计报告

一、任务书1、课题概述卷幅式广告机是一种机电一体化装置，它适用于大型体育场馆在举行体育比赛时进行商业广告和精神文明宣传，是一种比较实用的媒体工具，做广告宣传效果极佳。

其工作原理如下图所示：为了简化课题设备，本次设计采用实验室的模拟实验板来代替广告机实物进行模拟运行。

实验面板布置图如下：2、控制要求⑴接通电源后，按下启动按钮SB1，正卷电动机开始运行，经30S延时电动机达额定转速，离合器1线圈由接触器KM1接通，使上卷筒作顺时针转动。

⑵当某一幅画面接近指定位置时，光电传感器GD1发出正转一幅到位信号，使反转接触器KMB1动作，制度时间约5S，画面准确停留指定位置。

⑶每幅画面在指定位置停留3分钟以展开广告内容，然后控制系统应能自动启动电动机仍按顺时针方向转动，继续上述过程，实现画面切换。

⑷直到画面切换8次后，第9幅画面停留在指定位置5分钟。

此时自动切断电动机电源，并自动驱动反卷电动机工作，反卷过程与正卷过程相同。

如此周而复始重复上述过程。

⑸如果按下总停按钮SB2或停电，系统应能记忆当时的运行状态，保证在重新按下电动按钮时，能接续原来的状态运行3、课题设计内容及要求⑴内容：① PLC空制器的选型，正确配置系统硬件。

②写出I/O地址，并生成符号地址表。

③用梯形图方式正确编程。

④正确连接PLC与模拟实验板，检查无误后运行并调试程序。

⑤写出完整的课题设计报告。

⑵要求：①梯形图程序正确无误。

②调试时无安全事故。

③设计报告采用A4格式打印。

二、主要内容1、课题调查⑴、卷幅式广告机控制面板简图如下⑵、控制要求①、按下启动按钮SB1后，正卷电动机开始转动，30秒后正卷离合器线圈得电，合上离合器，带动画面转动。

②、当光电传感器检测到第一幅画面已到达指定位置时，启动反接制动装置，5秒后使画面准确停在指定位置。

③、画面在指定位置停留3分钟，然后重复上述过程，实现画面切换。

④、当切换到第9幅画面时，画面到达指定位置后，停留5分钟，随后正卷电动机电源被切断，启动反卷电动机，反卷过程与正卷过程相同。