简单微处理器的设计与实现
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课程设计题目汽车信号灯目录一、设计目的 (2)二、系统硬件设计 (3)三、系统软件设计 (9)四、系统调试及结果 (15)五、总结和体会 (16)六、参考文献 (16)一、设计目的通过所学知识和现代计算机技术来模拟模拟汽车信号灯控制系统,把所学的理论的知识用到现实实践中去,加强了对理论知识的理解和记忆。
展示了计算机技术在汽车行业的应用。
设计出汽车信号灯微机控制系统。
汽车信号灯的作用是大家所熟知的,汽车通过显示不同的信号灯来告诉前后左右的行车者本汽车正在进行的操作,本控制系统采用8086微处理器作为处理器和可编程的8255A芯片来模拟汽车信号灯控制系统。
通过在实验箱上分别按K1,K2,K3和K4键来显示汽车左转、右转,前进和后退等状态。
左/右转弯开关K1,K2闭合时,对应的仪表板左/右转弯指示灯、左/右转弯头灯和左/右转弯尾灯闪烁;紧急开关闭合时,所有仪表板左右转弯灯、左右转弯头灯和左右转弯尾灯闪烁;当用户按K3时,也即踩刹车时,刹车开关闭合,刹车灯(左右红色尾灯)亮;停靠时(合上停靠开关),即按K4键时,所有的灯闪烁。
所需执行的操作由相应的开关状态反映,所需控制的信号灯有仪表板左/右转弯灯、暂停灯、照明远灯和照明近灯共五类类灯.二、系统硬件设计1.硬件连接图:利用8088驱动8255 8253来连接外部电路。
2.器件选择:CPU(8088) 1个发光二极管 5个74ALS373 2个电阻 5个74ALS245 1个 74LS00 5个8255 1个控制开关 5个8253 1个3、8088,8255,8253功能及说明8088的引脚包括20根地址线,16根数据线及控制线,状态线,时钟,电源和地线等,大致可分五大类.第一类只传送一种信息,第二类每个引脚电平的高低代表不同信息,第三类代表不同的工作方式,第四类每个引脚可以传送两种信息,第五类引脚在输入和输出时分别传送不同的信息.同时还要地址锁存器及数据总线收发器来构成最小系统.因本电路用到各种比较重要的芯片,因此有必要对芯片进行简要介绍。
基于RISC-V架构的双发射微处理器设计与实现随着嵌入式应用的不断发展,嵌入式微处理器的性能已经受到广泛关注,对于某些特定高效的应用场景,单发射微处理器已经逐渐不能胜任。
同时RISC-V作为开源指令集并以其独特的优势已逐渐被广泛采用。
因此针对嵌入式应用的特点及问题,开发一款面向嵌入式应用、基于RISC-V架构的双发射微处理器具有重要的价值和意义。
通过对嵌入式微处理器性能需求的分析,基于RISC-V架构、采用六级流水结构设计了一款按序发射的双发射微处理器,该微处理器带有分支预测和缓存(Cache),支持RV32IMF指令集。
其分支预测采用Gshare 预测方案,每个时钟周期都对两条指令进行预测,从而降低分支预测失误率;指令Cache和数据Cache都采用两路组相联的映射方式,替换方式采用最近最少使用替换策略,数据Cache的写操作采用写回策略,Cache组织方式有效地降低了 Cache的缺失率,缩短了微处理器的访存时间。
该微处理器采用指令队列将取指和发射分开,提高了处理器的发射效率。
此外,该微处理器还包含两套执行单元,其中乘除法和浮点运算单元采用多周期方式实现,使得微处理器能够在正确执行的同时不影响整体的工作频率。
在双发射微处理器架构基础上采用System Verilog语言进行了硬件实现,并对其功能进行了仿真,然后采用DMIPS、AES等测试程序对微处理器的性能进行了测试,测试结果表明双发射微处理器的IPC在1左右,分支预测失误率低于10%,指令Cache的缺失率低于1%,数据Cache的缺失率低于5%。
然后采用UMC 110nm工艺对双发射微处理器进行了综合,综合结果表明该处理器最高工作频率为142MHz,单元面积为2.66mm2。
最后进一步对设计进行了形式验证、物理实现与后仿真。
微处理器的设计及性能优化微处理器是现代电子设备中不可或缺的一部分,它负责处理设备内部的数据和操作,从而使设备得以正常工作。
微处理器被广泛应用于计算机、手机、家电、汽车等各个领域。
本文将就微处理器的设计及性能优化展开详细的探讨。
一、微处理器的基本结构微处理器可以分为数据通路和控制单元两部分。
其中数据通路用于处理数据,而控制单元则负责控制数据通路的运行。
数据通路由运算单元、寄存器堆、数据缓存和总线组成,它们的协同工作使得微处理器能够对数据进行各种处理操作。
控制单元由时钟、指令译码器和状态机等组成,它控制数据通路的执行,使得微处理器能够实现复杂的计算和处理任务。
二、微处理器的设计流程微处理器的设计流程一般包括指令集架构设计、逻辑设计、物理设计和验证测试等环节。
1. 指令集架构设计指令集架构是微处理器的核心,它决定了微处理器能够执行哪些指令和操作。
在设计指令集架构时,需要考虑指令的复杂度和效率、寄存器数量和位宽、总线结构和数据缓存等问题。
这些问题的决策将直接影响微处理器的性能和功耗。
2. 逻辑设计逻辑设计是将指令集架构转化为电路设计的过程,它涉及到微处理器各个组成部分的电路设计。
在逻辑设计过程中,需要根据指令集架构设计各个时序和逻辑方案,保证微处理器的功能正确且效率高。
3. 物理设计物理设计是将逻辑电路转化为标准元件的物理电路实现。
在物理设计过程中,需要考虑芯片尺寸、功耗、散热等问题。
同时,还要进行电路布图和版图设计,保证电路的正确性和可靠性。
4. 验证测试在微处理器设计完成后,需要进行验收测试,以验证微处理器电路的正确性和性能。
测试方法包括仿真验证和硬件实验测试。
通过验证测试,可以发现设计中存在的问题,并对它们进行改善和优化。
三、微处理器的性能优化微处理器的性能优化是实现高性能芯片的关键。
针对不同应用场景和需求,有以下几种性能优化方法。
1. 时钟频率优化时钟频率是微处理器性能的一个关键指标,它决定了微处理器单位时间内能够执行的指令数量。
基于VLSI的数字信号处理器设计与实现数字信号处理器(DSP)是一种专门用于数字信号处理的微处理器。
与通用微处理器相比,DSP的计算速度更快,更灵活,并为解决各种信号处理问题提供了更多的功能和算法。
现在许多应用领域都离不开DSP,例如通信、音频、视频、图像、雷达和信号检测等。
因此,开发高效的DSP是非常重要的。
在本文中,我们将讨论基于VLSI技术的数字信号处理器的设计和实现。
VLSI (Very Large Scale Integration)指的是将许多晶体管和其他电子元件集成在一个芯片上的技术,以实现更高的集成度和更小的芯片面积。
1. DSP架构DSP的基本要素包括中央控制单元(CPU)、存储器、输入输出(IO)端口和数字信号处理器。
其中,CPU控制数据流经过存储器和算法处理,并通过IO端口进行数据输入和输出。
不同的DSP可能使用不同的架构,例如Harvard、Von Neumann和MIMD等。
Harvard架构将指令存储器和数据存储器分开,可以实现更高的指令执行速度。
Von Neumann架构将指令存储器和数据存储器集成在一起,可以实现更高的存储器利用率。
MIMD架构允许多个处理器执行不同的算法。
2. DSP算法DSP一般使用数字滤波器,FFT、DFT和数字滤波器等算法来处理数字信号。
滤波器是DSP的最常用算法之一,用于从信号中提取有用的信息。
数字滤波器可以是有限差分滤波器、无限脉冲响应滤波器或一般的差分方程滤波器等。
FFT和DFT用于将一个信号从时域转换为频域,并可以帮助人们更好地理解信号。
FFT是用于高效计算DFT的快速算法,使用了变址法和蝶形算法。
数字滤波器是通过数学算法模拟传统的模拟滤波器来实现的。
数字滤波器包括低通滤波器、高通滤波器、带通和带阻滤波器等,用于控制信号频率的范围。
3. DSP硬件DSP的硬件包括VLSI芯片、数字信号处理模块、中央控制器和各种IO接口等。
数字信号处理模块处理从存储器和IO模块读取的数据,然后将其传递给中央控制器。
微流控芯片制作方法详解微流控芯片(Microfluidic chip)是一种集成了多功能微型流体通道和微型微处理器的微小化芯片,可以实现精确的流体控制和微型反应。
微流控技术在生物医学、分析化学、环境监测等领域具有广泛的应用前景。
下面将详细介绍微流控芯片的制作方法。
1.芯片设计2.光刻制作主模板微流控芯片的制作是通过光刻技术来实现的。
首先制作的是一个主模板,用于制作通道的模具。
首先在一块硅片上涂覆一层光刻胶(photoresist),然后将芯片设计中的模板图案通过光刻机进行曝光,曝光之后使用显影工艺将光刻胶进行开发,形成曝光和未曝光区域。
最后使用氧化工艺将未曝光区域的光刻胶进行去除,得到主模板。
3.制作模具将主模板受控地与PDMS(聚二甲基硅氧烷)材料接触,使PDMS材料在主模板上复制出具有相同形状的微通道结构。
首先将PDMS材料A和B按照一定的比例混合均匀,然后倒入主模板的孔洞中。
将其放入真空浸泡块中,将PDMS材料中的气泡排出。
待PDMS材料固化后,从主模板上将PDMS模具剥离下来。
4.封闭模具将PDMS模具与玻璃片或另一块PDMS片接触,形成一层封闭的通道结构。
首先将PDMS模具和底板的表面涂上适量的粘结剂,然后将其放在一起,并使用真空吸附使其粘合在一起。
将其放在温烤箱中进行烘烤,以使PDMS材料与玻璃片或另一块PDMS片粘在一起。
5.接口制作为了使微流控芯片与外部仪器连接,需要在芯片上制作出接口。
接口一般包括进样口和出样口。
可以通过钻孔或者切割技术在芯片上制作出孔洞,以便于方便连接。
6.清洗制作完微流控芯片后,需要进行清洗处理。
首先将芯片放入去离子水中,去除表面的灰尘和杂质,然后将芯片放在洗涤液中进行超声波清洗,以去除残留的光刻胶和其他污染物。
7.功能化修饰为了提高芯片的稳定性和流体控制的准确性,可以对芯片进行功能化修饰。
一种常用的方法是将芯片表面进行表面处理,使其具有特定的物理化学性质,如疏水性或亲水性等。
电路中的微处理器与单片机设计与分析在现代科技领域中,微处理器和单片机是两个重要的概念。
它们是电子设备中的核心部件,能够实现各种复杂的计算和控制任务。
本文将对这两个概念进行深入的设计与分析,并探讨它们在电路设计中的应用。
1. 微处理器的设计与分析微处理器是一种集成电路,能够执行计算机程序并控制其他电子设备的操作。
它由中央处理器(CPU)、内存以及各种输入输出接口组成。
微处理器的设计非常复杂,需要考虑电路的稳定性、速度和功耗等方面。
首先,微处理器的核心是中央处理器。
它负责执行各种指令并处理数据。
一个好的中央处理器应具备高速运算的能力和低功耗的特性。
此外,中央处理器还需要具备一定的并行处理能力,以提高计算效率。
其次,微处理器还需要配备足够的内存。
内存是存储数据和程序的地方,对于微处理器的运行非常重要。
一个良好的设计应该能够充分利用内存空间,确保数据传输的高效性。
另外,输入输出接口也是微处理器设计中的重要考虑因素。
这些接口用于与外部设备进行通信,例如键盘、显示器、打印机等。
设计者需要确保接口的稳定性和兼容性,以便实现各种应用场景下的数据传输和操作控制。
综上所述,微处理器的设计与分析需要兼顾电路的稳定性、速度和功耗。
设计者需要通过合理的电路布局和优化算法,来实现高效的数据计算和控制。
2. 单片机的设计与分析单片机是一种集成电路,内部包含了中央处理器、存储器和各种输入输出接口。
与微处理器不同的是,单片机是具有独立功能的一个完整系统。
它通常被用于嵌入式系统中,例如智能家电、汽车电子等领域。
在单片机设计中,需要考虑两个主要方面:处理能力和资源优化。
处理能力是指单片机能够执行的计算和控制能力。
一个好的设计应该能够满足特定应用场景的要求,例如实时控制、高速数据处理等。
处理能力的提升通常需要通过优化电路结构和算法来实现。
资源优化是指单片机内部硬件资源的合理利用。
单片机的存储器、输入输出口和外设接口等资源是宝贵的,设计者需要根据实际需求进行合理分配。
电子科技大学实验报告课程名称微处理器系统结构与嵌入式系统设计实验名称ARM汇编基础实验任课教师 XXX 实验教师 XXX姓名黑XX学号2012XXXXXXXXX 实验地点 XXXXXXX 分组号 X组时间 XXXX年 X月X日XX:XX~XX:XX一、实验目的1.掌握ARM汇编指令。
2.学习掌握C与汇编混合编程基础。
3.熟练使用ARM调试工具RVDS进行调试操作。
二、实验内容1.熟悉ARM汇编。
2.用ARM汇编实现1+2+...+N。
3.C调用汇编实验(实现字符串拷贝功能)。
4.汇编调用C实验。
5.ARM汇编实现冒泡算法(选做)三、实验步骤1)用ARM汇编实现1+2+….n的运算。
在sum.s文件中,添加如下代码:SUN_L1ADD R0,R1BVS SUM_ENDCMP R1,R2BHS SUM_ENDADD R1,#1B SUN_L12)理解C和汇编,并用汇编程序实现字符串拷贝,并在C程序中调用该汇编程序。
在汇编文件testfile1. s中添加两行汇编代码,实现:拷贝源字符串的一个字节到R2中,将拷贝的字节复制到目标空间。
关键代码如下:strcopy;------------------------------------------;用汇编实现字符串拷贝LDRB R2,[R1],#1 ;R1对应源字符串首地址,利用寄存器间接寻址读取字符到R2STRB R2,[R0],#1 ;R0对应目的字符串首地址,利用寄存器间接寻址保存字符CMP R2,#0BNE strcopyMOV PC,LR;------------------------------------------END ;文件结束3)在汇编中调用C函数。
在汇编文件testfile2.s中相应位置添加汇编代码,通过调用c函数g()实现1+2+3+glovb1,结果存在R8中。
关键代码如下:STR LR,[SP,#-4]!MOVS R0,#1MOVS R1,#2MOVS R2,#3LDR R4,=glovb1LDR R3,[R4] ;传递参数BL gMOV R8,R0ADD sp,sp,#4LDR pc,[sp],#4中,通过伪指令EQU,定义N的值。
基于硬件描述语言的简易CPU设计肖海燕;杨建波【摘要】Based on FPGA, the hardware description language Verilog and the top-to-down design method of modularization are adopted to achieve the design of a simple CPU logic controller, in which the software design and simulation are conducted for each module of CPU, and then each module is synthesized. The principle analysis is performed for the key function modules of CPU. The time-sequence simulation diagrams are given by means of compilation and adaptation with software MAX+plus II. The water lamp controlled by simple instructions was implemented by using the hardware device. The complete design of simple CPU based on Verilog was accomplished. This design has a strong flexibility and reliability. The CPU can achieve more functions as long as extending or amending the instructions appropriately.%基于可编程逻辑器件FPGA,利用Verilog硬件描述语言,采用自顶向下和模块化的设计方法,先将CPU的每个模块进行软件设计与仿真,再将每个模块综合起来,设计并验证了一种简单CPU逻辑控制器.对CPU关键功能模块进行了原理分析,并通过Max+-PlusⅡ软件编译适配,给出了时序仿真图.同时在硬件上实现了简单指令控制的流水灯实例,完成了完整的Verilog硬件描述语言的简易CPU设计.该设计具有很强的灵活性与可靠性,只要适当扩展或修改指令集就可以使CPU实现更多的功能.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2011(034)022【总页数】4页(P178-181)【关键词】FPGA;Verilog;CPU;时序仿真【作者】肖海燕;杨建波【作者单位】湖北师范学院物理与电子科学学院,湖北黄石435002;湖北师范学院物理与电子科学学院,湖北黄石435002【正文语种】中文【中图分类】TN710-34;TP2820 引言随着系统级FPGA 及系统芯片的出现,软、硬件协调设计和系统设计变得越来越重要。
课程设计设计名称: 微型计算机技术及应用——简易计算器学院:信息工程学院课程:微型计算机技术及应用姓名:学号:班级:2014级计算机科学与技术二班目录摘要 (3)一、前言 (4)1.1背景 (4)1.2项目介绍 (4)二、课程设计的目的与任务 (5)2.1设计目的 (5)2.2设计任务 (5)三、设计过程 (5)3.1基础理论 (5)3.1.1DOSBox简介 (5)3.1.2中断 (8)四、设计 (11)4.1总体方案 (11)4.2原理框图 (12)4.3程序代码 (13)五、系统模块详细设计与调试 (24)5.1系统模块详细设计 (24)5.1.1设置屏幕显示方式 (24)5.1.2显示主菜单 (24)5.1.3从键盘接收一个数字 (24)5.1.4接收键入用于计算的数 (25)5.1.5显示结果 (25)5.1.6子程序A2——将数的ASCII码转为二进制数 (25)5.1.7将计算结果的二进制数转换为对应的十进制数ASCII码并输出显示(A3程序段) (27)5.2程序编译、运行与调试 (27)六、设计总结 (29)七、参考文献 (31)摘要本次课程设计是通过使用DOSBox汇编语言编程软件实现的利用汇编语言编写的较为复杂的程序设计。
该课程设计主要是设计一个较为简单的计算器,界面显示要求用户从键盘上分别输入两个随机数,完成四则运算,然后将运算结果显示到屏幕上。
该设计智能实现简单的正整数之间的四则运算,无法对小数进行精确地识别。
而除法运算可以精确到3位小数,减法可以显示出负数的结果。
采用DOS调用(INT 21H)来完成键盘的输入和屏幕的输出。
通过这次的课程设计能够进一步加深对专业知识和理论知识学习的认识和理解。
关键词:DOSBox;微机原理;计算器;汇编语言一、前言1.1背景计算器是现代人发明的可以进行数字运算的电子机器。
现代的电子计算器能进行数学运算的手持电子机器,拥有集成电路芯片,但结构比电脑简单得多,可以说是第一代的电子计算机(电脑),且功能也较弱。
实验五简单微处理器的设计与实现
一、设计任务和技术指标
运用在“数字电路与逻辑设计”课程中学过的基本理论知识,设计并用可编程逻辑器件实现一个简单的八位操作数的微处理器。
完成微处理器硬件系统设计和指令系统设计两方面的任务,使微处理器能够实现两个不带符号位的八位二进制数原码相乘等功能。
二、简单微处理器介绍
1.微处理器硬件系统及原理
微处理器硬件系统包括运算器、控制器、存储器以及其它必要的逻辑部件。
图4-1是一个微处理器的参考原理框图,具体说明如下:
(1)程序计数器PC:存放将要执行指令的地址。
(2)指令存储器IROM,存放程序指令,每条指令的长度为W,指令的个数为L。
(3)指令寄存器IR:存放被执行指令的操作码,直接供运算控制器。
(4)控制器CON:产生一系列时序逻辑信号,控制微处理器各个部件协调一致地完成每条指令相应的操作,实现两个操作数的运算。
(5)通用寄存器堆R0-R7:用来临时存放运算过程中读出和写入的数据。
(6)缓冲寄存器RS和RD:用于存放ALU的两个输入操作数。
(7)运算器ALU和进位寄存器C:运算器ALU对两个操作数RS和RD进行加、减或逻辑运算处理,在进行加减运算时还接受控制器的进位输入信号CI,ALU的运算结果送给通用寄存
器或特殊寄存器。
ALU还根据运算结果设置进位标志C和零标志Z。
(8)运算结果显示送七段数码管显示,用十六进制显示。
输入
输出
图4-1 简单微处理器框图
2.处理器指令系统及功能
处理器的基本指令字长为W位,指令的每一位从高到低用D W、D W-1、…D1、D0表示,有些微处理器的一条指令包括多个指令字长,即每条指令的长度不一样,例如Intel的80386等。
本实验为了简化设计,规定所有的指令都是单指令字的指令,即所有指令的长度都是W。
基本的指令系统一般包括
三类指令:数据传送指令、算术逻辑运算指令和转移指令。
每条指令又有多种对操作数的寻址方式。
本实验只要求掌握立即数寻址和直接寻址方式。
例如下表中OP表示要进行的操作,立即数表示操作数为常数,D、S是直接寻址的地址,表示要寻址的通用寄存器的地址, ADDR表示要跳转到的地址。
OP字段的长度主要由指令种类的数量决定,但不同类型的指令的OP字段的长度也可以不同。
D、S字段的长度主要由寄存器的个数决定。
ADDR的长度主要由容许的程序最大长度决定。
表4-1 指令格式
立即数立即数寻址指令OP D
S 直接寻址指令OP D
转移指令OP ADDR
2.1数据传送指令
数据传送指令在两个通用寄存器或者通用寄存器和特殊寄存器直接传送数据,或者为通用寄存器装载一个常数,常用的指令可以用以下助记符表示:
MOV Dest_Reg, Source_Reg 将Source_Reg的内容传送到Dest_Reg
MOV Dest_Reg, #Constant 将常数Constant装载到Dest_Reg
2.2算术逻辑运算指令
这类指令控制ALU执行两个寄存器之间的运算操作。
通常微处理器还具有一些状态寄存器,它们由ALU的运算结果设置。
在表4-1的指令格式里,S和D字段指定了两个寄存器。
OP字段规定了在S 和D之间执行的操作种类,并将结果保存到D寄存器。
ALU还根据运算结果设置进位标志C和零标志Z。
即如果运算结果有进位,则设置进位标志C=1,如果运算结果为零,则设置零标志Z=1。
常用的指令可以用以下助记符表示:
表4-2 算术逻辑运算指令助记符
助记符功能
ADD D =S+D
ADDC D =S+D+C
INC D =D+1
DEC D = D-1
SUB D =D – S
SUBB D = D – S – 1
AND D = D and S
OR D = D or S
XOR D = D xor S
假设微处理器共有64条不同的指令,定义OP字段长6位,分配给ADD指令的OP是100111,D、S 字段都是4位,那么指令字长就是14位。
对于指令ADD R3, R6,它的指令码应该是“100111-0011-0110”。
2.2转移指令
转移指令分为无条件转移和条件转移指令。
条件转移指令可以根据进位标志C、零标志Z的状态控制程序的流程,常用的指令助记符如下:
表4-3 转移指令助记符
助记符说明
JMP 无条件跳转到(ADDR)
JC 如果C=1就跳转到(ADDR)执行,否则继续执行
JNC 如果C=0就跳转到(ADDR)执行,否则继续执行
JZ 如果Z=1就跳转到(ADDR)执行,否则继续执行
JNZ 如果Z=0就跳转到(ADDR)执行,否则继续执行
3. NOP指令
空操作指令,不执行任何动作。
4.处理器的设计
为实现上述处理器的功能,每条指令运行需要若干个时钟周期,称为机器周期。
通常周期“0”为“取指令”阶段,其余周期为“执行”阶段,例如可以安排周期“1”取S操作数,周期“2”取D操作数并运算,周期“3”将运算结果保存回D。
三、实验要求:
1.参考并修改图4-1的框图设计能够处理八位操作数的微处理器系统,画出必要的电路结构示意图、状态转移图。
设计微处理器的指令系统(指令助记符、指令编码方式),至少包括数据传送指令、算术运算指令、逻辑运算指令和转移指令的每一类指令中的一条或若干条。
确定每条指令执行所需的指令周期数,合理分配各个指令周期。
2.要求IROM和寄存器堆(R0…R7)用LPM实现。
3.合理安排系统应有的输入、输出开关,下面是建议使用的开关。
①“复位”开关——用于系统复位和清除PC,并从零地址开始执行程序。
③“单步/连续”开关——为了能够调试检查处理器的运行情况,用这个开关来选择连续脉冲时钟或单脉冲时钟。
④“单脉冲”按钮——单步工作时,产生时钟单脉冲。
⑤“数据输入”开关——8位开关,用于输入8位数据。
⑥“数据显示”——七段显示器,显示指令执行的结果。
⑦“PC”显示——七段显示器,显示PC的内容。
⑧“指令码显示”——八个发光管,显示指令码,方便调试。
4.参考下表编写乘法程序测试你的系统。
为验证处理器的功能,编写一个两个无符号位的八位二进制数相乘的程序,乘积为16位,将程序保存于指令存储器(IROM)中。
在运行程序时注意:
A.为输入乘数或被乘数,应该首先将输入开关S7-S0置为乘数或被乘数,然后按下输入键,使程序读入数据。
B.由于输入键按下的持续时间一般大于指令周期,因此必须由硬件或软件对输入键进行处理,以免将按下一次输入键误识为按下多次输入键。
表4-7 乘法程序
PC 显示程序
地址
指令码操作说明
0 000000 SUB R3,R3 R3← 0
1 000001 P0: MOV R1,Rin1 R
1
← Rin1,输入乘数
2 000010 MOV R2,Rin2 R
2
← Rin2,检测按下输入键
3 … SUB R2, R3 R
2
← R2 - 0
4 …
JZ P0 如果R2等于0(没有按下输入键),跳转到P0执行,等待按下输入键
5 P1: MOV R4,Rin1 R
4
← Rin1,输入被乘数
6 MOV R2,Rin2 R
2
← Rin2,检测按下输入键
7 SUB R2, R3 R
2
← R2 - 0
8
JZ P1 如果R2等于0(没有按下输入键),跳转到P1执行,等待按下输入键
9 R
1
=乘数,R4=被乘数,下面进行乘法计算。
… … … … …
5.在微机上完成功能仿真,正确后,在实验板上完成逻辑设计下载。
6.认真写好实验报告,应包括如下内容:
①实验目的。
②处理器设计方案、指令系统、各部分工作原理说明及框图。
③关键的仿真波形及分析
④实验课总结、体会及意见。
实验六小组合作实验
一、实验目的
本实验可以由2-5人合作完成。
在实验五的基础上修改指令集,使之能够运行相对复杂的程序。
二、设计要求
1.修改指令集,使之能够支持更多、更复杂的指令。
2.自行编写程序,四则运算或其它复杂运算。
3.合作完成实验报告。