计算机组成原理专周分析报告
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计算机组成原理实验报告实验目的,通过本次实验,深入了解计算机组成原理的相关知识,掌握计算机硬件的基本组成和工作原理。
实验一,逻辑门电路实验。
在本次实验中,我们学习了逻辑门电路的基本原理和实现方法。
逻辑门电路是计算机中最基本的组成部分,通过逻辑门电路可以实现各种逻辑运算,如与门、或门、非门等。
在实验中,我们通过搭建逻辑门电路并进行实际操作,深入理解了逻辑门的工作原理和逻辑运算的实现过程。
实验二,寄存器和计数器实验。
在本次实验中,我们学习了寄存器和计数器的原理和应用。
寄存器是计算机中用于存储数据的重要部件,而计数器则用于实现计数功能。
通过实验操作,我们深入了解了寄存器和计数器的内部结构和工作原理,掌握了它们在计算机中的应用方法。
实验三,存储器实验。
在实验三中,我们学习了存储器的原理和分类,了解了不同类型的存储器在计算机中的作用和应用。
通过实验操作,我们进一步加深了对存储器的认识,掌握了存储器的读写操作和数据传输原理。
实验四,指令系统实验。
在本次实验中,我们学习了计算机的指令系统,了解了指令的格式和执行过程。
通过实验操作,我们掌握了指令的编写和执行方法,加深了对指令系统的理解和应用。
实验五,CPU实验。
在实验五中,我们深入了解了计算机的中央处理器(CPU)的工作原理和结构。
通过实验操作,我们学习了CPU的各个部件的功能和相互之间的协作关系,掌握了CPU的工作过程和运行原理。
实验六,总线实验。
在本次实验中,我们学习了计算机的总线结构和工作原理。
通过实验操作,我们了解了总线的分类和各种总线的功能,掌握了总线的数据传输方式和时序控制方法。
结论:通过本次实验,我们深入了解了计算机组成原理的相关知识,掌握了计算机硬件的基本组成和工作原理。
通过实验操作,我们加深了对逻辑门电路、寄存器、计数器、存储器、指令系统、CPU和总线的理解,为进一步学习和研究计算机组成原理奠定了坚实的基础。
希望通过不断的实践和学习,能够更深入地理解和应用计算机组成原理的知识。
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。
计算机组成原理实验报告计算机组成原理实验报告引言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,通过实验学习可以更好地理解和掌握计算机的基本原理和结构。
本实验报告将介绍我在学习计算机组成原理课程中进行的实验内容和实验结果。
实验一:二进制与十进制转换在计算机中,数据以二进制形式存储和处理。
通过这个实验,我们学习了如何将二进制数转换为十进制数,以及如何将十进制数转换为二进制数。
通过实际操作,我更深入地了解了二进制与十进制之间的转换原理,并且掌握了转换的方法和技巧。
实验二:逻辑门电路设计逻辑门电路是计算机中的基本组成部分,用于实现不同的逻辑运算。
在这个实验中,我们学习了逻辑门的基本原理和功能,并通过电路设计软件进行了实际的电路设计和模拟。
通过这个实验,我深入理解了逻辑门电路的工作原理,并且掌握了电路设计的基本方法。
实验三:组合逻辑电路设计组合逻辑电路是由多个逻辑门组合而成的电路,用于实现复杂的逻辑功能。
在这个实验中,我们学习了组合逻辑电路的设计原理和方法,并通过实际的电路设计和模拟,实现了多个逻辑门的组合。
通过这个实验,我进一步掌握了逻辑电路设计的技巧,并且了解了组合逻辑电路在计算机中的应用。
实验四:时序逻辑电路设计时序逻辑电路是由组合逻辑电路和触发器组合而成的电路,用于实现存储和控制功能。
在这个实验中,我们学习了时序逻辑电路的设计原理和方法,并通过实际的电路设计和模拟,实现了存储和控制功能。
通过这个实验,我进一步了解了时序逻辑电路的工作原理,并且掌握了时序逻辑电路的设计和调试技巧。
实验五:计算机指令系统设计计算机指令系统是计算机的核心部分,用于控制计算机的操作和运行。
在这个实验中,我们学习了计算机指令系统的设计原理和方法,并通过实际的指令系统设计和模拟,实现了基本的指令功能。
通过这个实验,我深入了解了计算机指令系统的工作原理,并且掌握了指令系统设计的基本技巧。
实验六:计算机硬件系统设计计算机硬件系统是由多个模块组成的,包括中央处理器、存储器、输入输出设备等。
一、实验模块计算机组成原理实验二、实验标题计算机组成原理实验报告三、实验内容本次实验主要围绕计算机组成原理展开,通过实际操作和理论分析,加深对计算机硬件组成和工作原理的理解。
四、实验目的1. 理解计算机硬件的基本组成,包括CPU、内存、I/O接口等。
2. 掌握计算机各组成部分之间的数据传输和通信方式。
3. 了解计算机的基本工作原理,包括指令的执行过程和中断处理等。
4. 通过实验,提高动手能力和问题解决能力。
五、实验环境实验地点:学校机房实验设备:计算机组成原理实验箱(EL-JY-II型)实验软件:相关实验软件六、实验步骤及实验结果1. CPU实验(1)实验连线:将CPU、内存、I/O接口等设备按照实验要求进行连接。
(2)写数据:向内存写入数据,通过CPU读取数据并输出。
(3)实验结果:观察数据是否正确传输,分析CPU的工作原理。
2. 内存实验(1)实验连线:将内存与CPU、I/O接口等设备连接。
(2)往存储器写数据:向内存写入数据。
(3)从存储器读数据:从内存读取数据,观察数据是否正确。
(4)实验结果:分析内存的工作原理,验证内存读写功能。
3. I/O接口实验(1)实验连线:将I/O接口与CPU、内存等设备连接。
(2)实验步骤:通过I/O接口进行数据传输。
(3)实验结果:观察数据是否正确传输,分析I/O接口的工作原理。
4. 中断实验(1)实验连线:将中断设备与CPU、内存等设备连接。
(2)实验步骤:模拟中断发生,观察CPU如何响应中断。
(3)实验结果:分析中断处理过程,理解中断在计算机中的作用。
七、实验结果的分析与总结1. 通过本次实验,我们深入了解了计算机硬件的基本组成和工作原理,掌握了CPU、内存、I/O接口等设备的工作方式。
2. 实验过程中,我们学会了如何进行实验连线、数据传输和中断处理等操作,提高了动手能力和问题解决能力。
3. 实验结果表明,计算机硬件各部分之间协同工作,共同完成指令的执行和数据的处理。
计算机组成原理实验报告引言计算机组成原理是计算机科学与技术的基础课程之一,通过实验可以更好地理解和掌握计算机的组成和工作原理。
本文将结合实验的过程和结果,详细论述计算机组成原理的一些关键概念和实际应用。
一、实验目的本次实验的目的是通过搭建一个简单的计算机系统,深入了解计算机的各个组成模块,如中央处理器(CPU)、存储器、输入输出设备等,并验证计算机的基本工作原理。
二、实验内容本次实验分为两个部分,第一部分是计算机系统的搭建,包括CPU的设计与实现、存储器的设计与实现等;第二部分是对已搭建的系统进行功能测试,包括寄存器的读写、指令的执行等。
1. CPU的设计与实现CPU是计算机的核心处理单元,它负责执行各种指令,并控制计算机的运行状态。
在本次实验中,我们采用了冯·诺依曼结构的单周期CPU设计,包括指令寄存器、算术逻辑单元、控制单元等组成部分。
通过在实验中的操作和执行,我们深入理解了指令的编码方式、运算的过程等。
2. 存储器的设计与实现存储器是计算机系统中的主要组成部分,用于存放指令和数据。
在本次实验中,我们设计了一个简单的存储器,采用了随机存取存储器(RAM)的结构。
通过实验中的存储器读写操作,我们了解了存储器的寻址方式、数据的存取过程等。
三、实验结果与分析经过实验的搭建和测试,我们成功完成了计算机系统的建设,并验证了其基本功能。
在测试过程中,我们发现了一些问题和改进之处,例如CPU的时钟频率过低导致指令执行速度较慢,存储器的容量不足等。
通过对这些问题的研究和分析,我们能够进一步优化和改进计算机系统的性能。
四、实验心得体会通过本次实验,我进一步加深了对计算机组成原理的理解和掌握。
实验中我不仅学到了理论知识,还通过动手搭建和操作实际的计算机系统,加深了对计算机组成原理的实际应用的理解。
同时,我也意识到计算机的设计和实现是一个综合性强的工程,需要考虑多方面的问题,如硬件的选择与优化、指令的设计与调度等。
计算机组成原理实验报告计算机组成原理实验报告引言:计算机组成原理是计算机科学与技术专业的重要课程,通过学习该课程,我们可以深入了解计算机的工作原理和内部结构。
本次实验旨在通过实际操作,加深对计算机组成原理的理解,并掌握一些基本的计算机硬件知识。
实验目的:1. 理解计算机的基本组成部分,包括中央处理器(CPU)、存储器、输入输出设备等;2. 掌握计算机的运行原理,了解指令的执行过程;3. 学习使用计算机组成原理实验箱,进行实际的硬件连接和操作。
实验过程:1. 实验一:组装计算机本次实验中,我们需要从零开始组装一台计算机。
首先,我们按照实验指导书的要求,选择合适的硬件组件,包括主板、CPU、内存、硬盘等。
然后,我们将这些硬件组件逐一安装到计算机箱中,并连接好电源线、数据线等。
最后,我们将显示器、键盘、鼠标等外设连接到计算机上。
2. 实验二:安装操作系统在计算机组装完成后,我们需要安装操作系统。
本次实验中,我们选择了Windows 10作为操作系统。
首先,我们将Windows 10安装盘插入计算机的光驱中,并重启计算机。
然后,按照安装向导的指引,选择安装语言、时区等相关设置。
最后,我们根据自己的需求选择安装方式,并等待操作系统安装完成。
3. 实验三:编写并执行简单的汇编程序在计算机组装和操作系统安装完成后,我们需要进行一些简单的编程实验。
本次实验中,我们选择了汇编语言作为编程工具。
首先,我们编写了一个简单的汇编程序,实现两个数相加的功能。
然后,我们使用汇编器将程序翻译成机器码,并将其加载到计算机的内存中。
最后,我们通过调试器来执行这个程序,并观察程序的执行结果。
实验结果与分析:通过本次实验,我们成功地组装了一台计算机,并安装了操作系统。
在编写并执行汇编程序的实验中,我们也成功地实现了两个数相加的功能。
通过观察程序的执行结果,我们发现计算机能够按照指令的顺序逐条执行,并得到正确的结果。
这进一步加深了我们对计算机的工作原理的理解。
计算机组成原理实验报告课程名称计算机组成原理实验学院计算机专业班级学号学生姓名指导教师20年月日实验一:基础汇编语言程序设计实验1实验目的●学习和了解TEC-XP+教学实验监控命令的用法;●学习和了解TEC-XP+教学实验系统的指令系统;●学习简单的TEC-XP+教学实验系统汇编程序设计。
2实验设备及器材●工作良好的PC机;●TEC-XP+教学实验系统和仿真终端软件PCEC。
3实验说明和原理实验原理在于汇编语言能够直接控制底层硬件的状态,通过简单的汇编指令查看、显示、修改寄存器、存储器等硬件内容。
实验箱正如一集成的开发板,而我们正是通过基础的汇编语言对开发板进行使用和学习,过程中我们不仅需要运用汇编语言的知识,还需要结合数字逻辑中所学的关于存储器、触发器等基本器件的原理,通过串口通讯,实现程序的烧录,实验箱与PC端的通讯。
4实验内容1)学习联机使用TEC-XP+教学实验系统和仿真终端软件PCEC;2)学习使用WINDOWS界面的串口通讯软件;3)使用监控程序的R命令显示/修改寄存器内容、D命令显示存储内容、E命令修改存储内容;4)使用A命令写一小段汇编程序,U命令反汇编输入的程序,用G命令连续运行该程序,用T、P命令单步运行并观察程序单步执行情况。
5实验步骤1)准备一台串口工作良好的PC机器;2)将TEC-XP+放在实验台上,打开实验箱的盖子,确定电源处于断开状态;3)将黑色的电源线一段接220V交流电源,另一端插在TEC-XP+实验箱的电源插座里;4)取出通讯线,将通讯线的9芯插头接在TEC-XP+实验箱上的串口"COM1"或"COM2"上,另一端接到PC机的串口上;5)将TEC-XP+实验系统左下方的六个黑色的控制机器运行状态的开关置于正确的位置,再找个实验中开关应置为001100(连续、内存读指令、组合逻辑、联机、16位、MACH),6)控制开关的功能在开关上、下方有标识;开关拨向上方表示"1",拨向下方表示"0","X"表示任意,其他实验相同;7)打开电源,船型开关盒5V电源指示灯亮;8)在PC机上运行PCEC16.EXE文件,根据连接的PC机的串口设置所用PC机的串口为"1"或"2",其他的设置一般不用改动,直接回车即可; (8)按一下"RESET"按键,再按一下"START"按键,主机上显示:6实验截图及思考题【例3】计算1到10的累加和。
计算机组成原理实习报告本学期我们开设了计算机组成原理这门课, 主要学习计算机的主要部件以及这些部件组成的原理和如何运行。
除了平时的课堂学习, 我们还有实验课帮助我们更好的了解这门课程。
用于我们实验的机器是TEC-XP, 它是由清华大学计算机系和清华大学科教仪器厂联合研制的适用于计算机组成原理课程的实验系统, 主要用于计算机组成原理和数字电路等的硬件教学实验, 同时还支持监控程序、汇编语言程序设计、BASIC高级语言程序设计等软件方面的教学实验。
它的功能设计和实现技术, 都紧紧地围绕着对课程教学内容的覆盖程度和所能完成的教学实验项目的质量与水平来进行安排。
其突出特点是硬、软件基本配置比较完整, 能覆盖相关课程主要教学内容, 支持的教学实验项目多且水平高。
其组成和实现的功能如图1所示。
图1.硬件实现的实际计算机系统图一.微程序实验步骤1.接通教学机电源。
2.将教学机左下方的5个拨动开关置为11010(单步、手动置指令、微程序、联机、16 位)。
3.按一下“RESET”按键。
4.通过16 位的数据开关SWH、SWL置入指令操作码。
5.在单步方式下, 通过指示灯观察各类基本指令的微码。
(1) 选择基本指令的A组指令中的ADD指令, 观察其节拍流程1) 置拨动开关SW=00000000 00000001;(表示指令ADD R0, R1 )2) 按RESET按键;指示灯Microp亮(只要选择微程序, 该灯在指令执行过程中一直亮),其它灯全灭;3) 按START按键;指示灯CI3~0、SCC3~0显示1110 0000, 微址和下址的指示灯全灭;(本拍完成公共操作0→PC.DI#=0)4) 按START按键;指示灯CI3~0、SCC3~0显示1110 0000, 微址指示灯显示0000 0001, 下址的指示灯全灭;(本拍完成公共操作PC→AR、PC+1→PC)5) 按START按键;指示灯CI3~0、SCC3~0显示1110 0000, 微址指示灯显示0000 0010, 下址的指示灯全灭;(本拍完成公共操作MEM→IR)6) 以上三步为公共操作, 其它指令同;7) 按START按键;指示灯CI3~0、SCC3~0显示0010 0000, 微址指示灯显示0000 0011, 下址的指示灯显示0000 0100;(本拍完成/MAP操作功能)8) 按START按键;指示灯CI3~0、SCC3~0显示0011 0000, 微址指示灯显示0000 0100, 下址的指示灯显示0011 0000 (本拍执行ADD指令, DR←DR+SR 操作)。
计算机组成原理课程实习报告一、实习目的计算机组成原理是计算机科学与技术专业的核心基础课程之一,通过本次实习,旨在加深对计算机组成原理的理解,将理论知识与实际操作相结合,提高自己的动手能力和解决问题的能力。
二、实习环境本次实习使用的硬件平台是_____计算机,软件环境包括_____操作系统和相关的编程工具。
三、实习内容1、运算器的设计与实现了解运算器的基本功能和组成结构,包括算术逻辑单元(ALU)、寄存器等。
使用硬件描述语言(如 Verilog 或 VHDL)设计并实现一个简单的运算器,能够进行加法、减法、乘法和除法运算。
对设计的运算器进行功能仿真和时序仿真,验证其正确性。
2、存储器的设计与实现学习存储器的分类和工作原理,如随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。
设计并实现一个简单的静态随机存取存储器(SRAM),包括存储单元、地址译码器和读写控制电路。
编写测试程序,对存储器进行读写操作,并检查数据的正确性。
3、控制器的设计与实现研究控制器的工作机制,包括指令译码、时序控制和微操作控制等。
采用有限状态机(FSM)的方法设计一个简单的控制器,能够执行几条特定的指令。
对控制器进行功能验证,确保其能够正确地控制计算机的运行。
4、计算机整机的搭建与调试将设计好的运算器、存储器和控制器集成在一起,构建一个简单的计算机系统。
编写简单的程序,在搭建的计算机系统上运行,并观察结果。
对整个系统进行调试,查找并解决可能出现的问题。
四、实习过程1、运算器的设计首先,根据运算器的功能需求,确定需要实现的运算操作和相应的电路结构。
然后,使用硬件描述语言编写代码,实现 ALU 的功能。
在实现过程中,需要仔细考虑各种运算的优先级和进位等问题。
完成代码编写后,使用仿真工具进行功能仿真,输入不同的操作数和运算类型,检查输出结果是否正确。
2、存储器的设计对于存储器的设计,先确定存储单元的容量和组织结构。
设计地址译码器,将输入的地址转换为对应的存储单元选择信号。
计算机组成原理实验报告实验名称:计算机组成原理实验报告摘要:本实验旨在通过对计算机组成原理的实际操作,加深对计算机硬件组成和工作原理的理解。
通过实验,我们深入学习了计算机的基本组成部分,包括中央处理器(CPU)、存储器(内存和外存)、输入输出设备等,并通过实际操作和数据收集,探究了这些组成部分的工作原理和性能评估。
1. 引言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,它涉及到计算机硬件的基本组成和工作原理。
通过实验,我们可以更深入地了解计算机的内部结构和工作原理,加深对计算机组成原理的理解。
2. 实验目的本实验的目的是通过实际操作,加深对计算机组成原理的理解,具体目标包括:- 理解计算机的基本组成部分,包括中央处理器(CPU)、存储器(内存和外存)、输入输出设备等;- 掌握计算机组成部分的工作原理,包括指令执行过程、数据传输过程等;- 学习使用性能评估工具,对计算机组成部分进行性能评估;- 分析实验结果,总结实验中的问题和经验。
3. 实验设备和材料- 计算机硬件:包括主机、显示器、键盘、鼠标等;- 实验软件:计算机组成原理实验软件;- 实验材料:实验指导书、实验报告模板等。
4. 实验方法4.1 实验步骤本实验分为以下几个步骤:1) 打开计算机并登录操作系统;2) 启动计算机组成原理实验软件;3) 根据实验指导书的要求,完成实验任务;4) 记录实验过程中的关键数据和观察结果;5) 关闭计算机组成原理实验软件;6) 关机并退出操作系统。
4.2 实验内容本实验包括以下几个内容:1) CPU性能评估:通过实验软件模拟CPU的运行过程,使用性能评估工具记录CPU的运行时间、指令执行速度等关键数据,并进行分析和比较。
2) 存储器性能评估:通过实验软件模拟存储器的读写过程,使用性能评估工具记录存储器的读写速度、延迟等关键数据,并进行分析和比较。
3) 输入输出设备性能评估:通过实验软件模拟输入输出设备的工作过程,使用性能评估工具记录输入输出设备的响应时间、传输速度等关键数据,并进行分析和比较。
实验报告课程名称计算机组成原理专周班级 1305012姓名李鑫学号 23指导教师倪继烈时间:2015.12.21-2015.12.27 计算机工程系《计算机组成原理专周》实验报告实验名称12条指令的计算机实现实验时间学生姓名李鑫班级1305012 学号23 指导教师倪继烈’批阅教师成绩实验目的:1、学习模型机总体结构CP226模型机包括了一个标准CPU所具备所有部件,这些部件包括:运算器ALU、累加器A、工作寄存器W、左移门L、直通门D、右移门R、寄存器组R0-R3、程序计数器PC、地址寄存器MAR、堆栈寄存器ST、中断向量寄存器IA、输入端口IN、输出端口寄存器OUT、程序存储器EM、指令寄存器IR、微程序计数器uPC、微程序存储器uM,以及中断控制电路、跳转控制电路。
其中运算器和中断控制电路以及跳转控制电路用CPLD来实现,其它电路都是用离散的数字电路组成。
微程序控制部分也可以用组合逻辑控制来代替。
2、学习模型机寻址方式模型机的寻址方式分五种:累加器寻址:操作数为累加器A,例如“CPL A”是将累加器A值取反,还有些指令是隐含寻址累加器A,例如“OUT”是将累加器A的值输出到输出端口寄存器OUT。
寄存器寻址:参与运算的数据在R0-R3的寄存器中,例如“ADD A,R0”指令是将寄存器R0的值加上累加器A的值,再存入累加器A中。
寄存器间接寻址:参与运算的数据在存储器EM中,数据的地址在寄存器R0-R3中,如“MOV A,@R1”指令是将寄存器R1的值做为地址,把存储器EM中该地址的内容送入累加器A中。
存储器直接寻址:参与运算的数据在存储器EM中,数据的地址为指令的操作数。
例如“ANDA,40H”指令是将存储器EM中40H单元的数据与累加器A的值做逻辑与运算,结果存入累加器A。
立即数寻址:参与运算的数据为指令的操作数。
例如“SUBA,#10H”是从累加器A中减去立即数10H,结果存入累加器A。
3、学习模型机指令集模型机的缺省的指令集分几大类:算术运算指令、逻辑运算指令、移位指令、数据传输指令、跳转指令、中断返回指令、输入/输出指令。
1.了解模型机的组成及工作原理。
2. 掌握模型机的指令格式、寻址方式、指令流程及工作过程。
3. 设计和实现10条以上基本计算机指令的实现。
实验环境:Windos环境、DICE-CP226实验环境摘要《计算机组成原理》系统地介绍了计算机的基本组成原理和内部工作机制。
《计算机组成原理》共分8章,主要内容分成两个部分:第1、2章介绍了计算机的基础知识;第3~8章介绍了计算机的各子系统(包括运算器、存储器、控制器、外部设备和输入输出子系统等)的基本组成原理、设计方法、相互关系以及各子系统互相连接构成整机系统的技术。
此次模型机为8位机,根据指令类型的不同,可以有0到2个操作数。
指令的最低两位用来选择寄存器,在微程序控制方式中,用指令吗作为微地址来寻址,找到该指令的微程序。
并完成下面相关操作本次设计将在微程序控制下自动产生各部件单元控制信号,实现特定指令的功能。
这里,计算机数据通路的控制将由微程序控制器来完成,CPU从内存中取出一条机器指令到指令执行结束的一个指令周期全部由微指令组成的序列完成,即一条机器指令对应一条微程序。
本系统使用两种外部设备,一种是二进制代码开关(DATA UNIT),它作为输入设备;另一种是发光二极管(BUS UNIT上的一组发光二极管),它作为输出设备。
例如:输入时,二进制开关数据送到数据直接经过三态门送到总线上,只要开关状态不变,输入的信息也不变。
输出时,将输出数据送到数据总线BUS上,驱动发光二极管显示。
此次课设主要完成六条机器指令:IN(输入)、ADD(二进制加法)、SUB(存数)、INC(地址加1)、OUT(输出)、JMP(无条件转移)。
我们先对指令进行了分析,根据数据通路图画出了每个微程序的流程图,根据微程序地址转移电路计算出每个微程序的起始地址,根据起始地址对每一条微指令编码,编码之前我们必须弄清每条微指令由那些信号控制,并且要了解信号的“1”、“0”代表什么。
对每一条微指令编码后将微指令写入到实验箱中,此外我们也要对控制台操作微程序进行编码。
根据实验接线图接线检查无误后,使用控制台KWE和KRD微程序进行机器指令程序的装入和检查。
使用RP启动程序。
单步运行程序检查实验结果。
时间进度安排顺序阶段日期计划完成内容备注1 第1天(12月21日)阅读资料、系统分析设计2 第2天(12月22日)系统分析设计、微程序编制3 第3-4天(12月23-24日)微程序输入、调试及运行4 第5天(12月25日)基本模型机运行验收、答辩5 第6-7天(12月26日-27日)撰写课程设计说明书实验内容:1.课程设计说明书是体现和总结课程设计成果的载体,主要内容包括:设计题目、设计目的、设备器材、设计原理、设计内容、设计步骤、实现方法及关键技术、遇到的问题及解决方法、设计总结等。
一般不应少于3000字。
2.在适当位置配合相应的实验原理图、数据通路图、微程序流程图、实验接线图、微指令代码表等图表进行说明。
应做到文理通顺,内容正确完整,书写工整,装订整齐。
3.设计总结部分主要写本人设计期间所做工作简介、得到了哪些设计成果、以及自己的设计体会,包括通过课程设计有何收获,程序有哪些不足之处,哪里遇到了困难,解决的办法,以及今后的目标。
4.课程设计说明书手写或打印均可,具体要求如下:♣手写时要用统一的课程设计用纸格式,用黑或蓝黑墨水工整书写;♣打印时采用A4纸,页边距均为20mm,目录、各章标题(如: 2 设计原理及内容)和设计总结等部分的标题用小三号黑体,上下各空1行,居中书写;一级节标题(如: 2.1 设计原理)采用黑体四号字,二级节标题(如: 2.1.1数据通路)采用黑体小四号字,左对齐书写。
♣正文采用宋体小四号字,行间距18磅,每个自然段首行缩进2个字。
♣图和表的要有编号和标题,如:图2.1数据通路图;表1.1机器指令表。
图题与表题采用宋体五号字。
表格内和插图中的文字一般用宋体五号字,在保证清楚的前提下也可用更小号的字体。
♣英文字体和数字采用Time New Roman字体,与中文混排的英文字号应与周围的汉字大小一致。
♣页码用五号字,在每页底端居中放置。
5.课程设计说明书装订顺序为:封面、任务书、成绩评定表、设计小组任务分配及自评、目录、正文、设计总结。
在左侧用订书钉装订,不要使用塑料夹。
6.设计小组任务分配及自评处注明设计组编号、设计组组长、设计组成员,并由设计组组长给出评语。
包括该同学主要完成了哪些任务,课程设计期间的表现和态度如何,组长自己的评语由小组其他成员集体讨论后写出。
♣拟定指令系统♣确定总体结构♣安排时序♣拟定指令操作流程和微命令序列♣形成控制逻辑♣实现十二条指令:♣MOV A,#II♣ADD A,#II♣RL A♣JZ MM♣JMP MM♣IN A♣RR A♣RLC A♣RRC A♣JC MM♣Call♣Ret♣改进时序电路:当指令执行完毕后,提前结束后续空闲节拍。
♣增设CPU周期(例如:取指令周期、执行指令周期等)。
♣增设控制台命令(例如:程序输入、程序校验、程序运行等命令),♣方便用户程序输入与校验。
♣增设存数指令(例如:MOV MM,A)。
♣增加中断功能(例如:INT、RETI)。
♣不采用系统提供的ALU,自己重新设计ALU部件。
设计原理:本次设计将在微程序控制下自动产生各部件单元控制信号,实现特定指令的功能。
这里,计算机数据通路的控制将由微程序控制器来完成,CPU从内存中取出一条机器指令到指令执行结束的一个指令周期全部由微指令组成的序列完成,即一条机器指令对应一条微程序。
本系统使用两种外部设备,一种是二进制代码开关(DATA UNIT),它作为输入设备;另一种是发光二极管(BUS UNIT上的一组发光二极管),它作为输出设备。
例如:输入时,二进制开关数据送到数据直接经过三态门送到总线上,只要开关状态不变,输入的信息也不变。
输出时,将输出数据送到数据总线BUS上,驱动发光二极管显示。
器件原理图:数据通路图:模型机微指令集:实验步骤及实验结果记录:拟定指令系统13条指令的计算机微操作序列表(1)节拍微操作微操作控制信号MOV·T0PC→EM →IR EMRD、PCOE、IRENMOV·T1PC→EM →A EMRD、PCOE、EMEN、AENMOV·T2空操作无信号MOV·T3 空操作无信号ADD·T0(同MOV)EMRD、PCOE、IRENADD·T1PC→EM →W EMRD、PCOE、EMEN、WENADD·T2A+W →A DOE、AENJMP·T0(同MOV)EMRD、PCOE、IRENJMP·T1PC→EM →PC EMRD、PCOE、EMEN、ELP13条指令的计算机微操作序列表(2)节拍微操作微操作控制信号RL·T0PC→EM →IR EMRD、PCOE、IRENRL·T1A左移→ A LOE、FEN、AENRL·T2空操作无信号RL·T3 空操作无信号JZ·T0(同MOV)EMRD、PCOE、IRENJZ·T1PC→EM →PC EMRD、PCOE、EMEN、ELPJZ·T2空操作JZ·T0空操作13条指令的计算机微操作序列表(3)节拍微操作微操作控制信号CALL·T0PC→EM →IR EMRD、PCOE、IRENCALL·T1PC →MAR PCOE(PC+1)、PCOED、MAREN CALL·T2PC→ ST PCOED、STENCALL·T3 MAR→EM →PC EMRD、EMEN、ELP、MAROERET·T0(同MOV)EMRD、PCOE、IRENRET·T1ST→PC STOE、ELPIN·T0(同MOV)EMRD、PCOE、IRENIN·T1IN→A INOE、AENIN.T2 空操作13条指令的计算机微操作序列表(4)节拍微操作微操作控制信号RR·T0PC→EM →IR EMRD、PCOE、IRENRR·T1A右移→A ROE、AEN、FENRR·T2空操作无信号RR·T3 空操作无信号13条指令的计算机的未操作表组合逻辑控制计算与实现:微操作控制信号逻辑表达式:EMRD=T0+T1 · (MOV+ADD+JMP)+T3·CALL♣PCOE=T0+T1 · (MOV+ADD+JMP+CALL)♣IREN=T0♣EMEN=T1 · (MOV+ADD+JMP)+ T3·CALL♣AEN=T1·(MOV+RL +RLC+ IN+RR+RRC ) +T2 · ADD♣WEN= T1 · ADD♣DOE= T2 · ADD♣ELP= T1 · (JMP+RET)+ T3·CALL♣LOE= T1 · (RL+RLC)♣FEN= T1 ·(RL++RLC+RR+RRC)+T2 ·ADD♣PCOED=T1 · CALL+ T2 · CALL♣MAREN=T1 ·(CALL)♣MAROE=T3·CALL♣STEN= T2 · CALLSTOE= T1 · RETROE= T1 · (RR+RRC)指令测试代码:DB 7CH,00H ; MOV A,#00HDB 1CH,01H ; ADD A,#01HDB 0D4H ; RL ADB 0A4H,09H ; JZ 09HDB 0ACH,04H ; JMP 04HDB 0BCH,11H ; CALL 11HDB 7CH,0FFH ; MOV A,#0FFHDB 1CH,02H ; ADD A,#02H,CF=1DB 0A0H,19H ; JC 19H; 子程序DB 7CH,80H ; MOV A,#80HDB 0D0H ; RR ADB 0A4H,0BH ; JZ 0BHDB 0ACH,12H ; JMP 12HDB 0CCH ; RETDB 7CH,0FFH ;MOV A,#FFHDB 1CH,02H ;ADD A,#02HDB 0DCH ;RLC ADB 1CH,0FDH ;ADD A,#0FDH 产生cf进位DB 0D8H ;RRC ADB 0C0H ;IN 输入一个数显示出来DB 0ACH,21H ;JMP 021HENDDICE-CP226上的电路设计:程序代码加载后的运行效果图:实验结果及分析1运行结果根据指令,流水灯达到了预期的效果,实现了左移后跳转向右移动。