带移位运算模型机的设计与实现

广东白云学院课程设计

课程设计题目

学生学号：

学生姓名：

指导教师：

设计成绩：

2010年12月28日

目 录

第一章 绪论------------------------------------------------------------------------------------1

1.1 课程设计的目的-----------------------------------------------------------------------------------------1

1.2 课程设计内容--------------------------------------------------------------------------------------------1

1.3 关于西安唐都系统--------------------------------------------------------------------------------------1

第二章 课程设计理论依据------------------------------------------------------------------2

2.1 带移位运算模型机的设计原理-----------------------------------------------------------------------2

2.2概述---------------------------------------------------------------------------------------------------------3

第三章 课程设计方案------------------------------------------------------------15

3.1 确定课程设计总要求----------------------------------------------------------------------------------15

3.2 课程设计逻辑电路图设计----------------------------------------------------------------------------15

3.3 课程设计所需指令或程序设计----------------------------------------------------------------------16

3.4 设计执行流程图--------------------------------------------------------------------------------------18

3.5设计实现方法--------------------------------------------------------------24

第四章 课程设计调试与测试---------------------------------------------------------------31

4.1 调试程序步骤--------------------------------------------------------------------------------------------32

4.2 程序验证分析--------------------------------------------------------------------------------------------32

第五章 结论---------------------------------------------------------------------------------33

参考文献----------------------------------------------------------------------------------------34

第一章 绪论

1.1 课程设计的目的

1. 掌握系统各功能模块的基本工作原理；

2. 培养单片机应用系统的设计能力；

3. 熟练地应用电子线路CAD工具完成单片机系统的硬件设计任务；

4. 进一步熟悉较完整的计算机的设计，全面了解并掌握微程序控制方式计算机的设计方法。

1.2 课程设计内容

1．熟悉系统数据通路，包括原理框图与实验箱布置

2．根据数据通路实现实验连线

3．熟悉仿真软件的使用

4．熟悉仿真软件支持的程序与微程序格式

5．将ADD指令做适当的修改操作并调试通过

6．对原理图进行相应的修改，实现带移位的运算的模型机。

1.3 关于西安唐都系统

1．先进丰富的课程内容

2．先进设计方法和开发工具

3．先进的实时动态图形调试方式

4．先进的计算机部件设计

5．开放的控制器部件设计

6．先进的系统总线和总线接口设计

7．更为灵活、实用的时序发生电路和操作台设计

8．系统电路的保护性设计保证了系统的安全性

9．系统电路检测功能和实验电路查错功能

第二章 课程设计理论依据

2.1带移位运算模型机的设计原理：

图1为 带移位运算的模型机实验原理图

移位运算实验原理如图所示，使用了一片74LS299 作为移位发生器，其八输入／输出端以排针方式和总线单元连接。299-B 信号控制其使能端，T4 时序为其时钟脉冲，实验时将“W/R UNIT”中的T4 接至“STATE UNIT”中的KK2 单脉冲发生器，由S0 S1 M 控制信号控制其功能状态，其列表如下：

2.2 概述

本实验为基本模型机的基础上搭接移位控制电路，实现移位控制运算，原理图如上图所示。实现移位控制运算。故实验中新增4条移位运算指令：RL（左环移）；RLC（带进位左环移）；RR（右环移）；RRC（带进位右环移），其指令格式为

操作码

RR 01010000

RRC 01100000

RL 01110000

RLC 10000000

以上4条指令都为单字长指令（8位）。

RR为将R0寄存器中的内容循环右移一位。

RRC为将R0寄存器中的内容带进位右移一位，它将R0寄存器中数据右边第一位移入进位，同时将进位寄存器的数移至R0寄存器的最左位。

RL为将R0寄存器中的数据循环左移一位。

RLC为将R0寄存器中的数据带进位循环左移一位。

同样，本实验为了向RAM中装入程序和数据，设置了三个控制台操作微程序，如下表所示。

SWB SWA 控制台指令

0 0 读内存（KRD）

0 1 写内存（KWE）

1 1 启动程序（RP）

第三章 课程设计方案

3.1 课程设计总要求

（1）掌握计算机部件的开发和设计流程。

（2）分析所设计系统中各功能模块的工作原理；

（3）选用合适的器件（芯片）；

（4）提出系统的设计方案；

（5）对所设计电路进行调试，按要求编写课程设计报告书，能正确编写分析、设计、测试等技术文档。

3.2 课程设计逻辑电路图设计

3.3 课程设计的指令或程序设计

1.带移位运算的模型机的设计与实现指令

(1)IN 输入 “INPUT DEVICE”－>R0，

(2)ADD [03H] R0+[03H]－>R0 ，

(3)RLC 带进位左移

(4)IN “INPUT DEVICE”－>R0，

(5)RRC 带进位右移

(6)RL 左环移

(7)STA [0EH] R0－>[0EH]

(8)OUT [0EH] [0EH] －>BUS

(9)JMP [00H] 00H－>PC

机器指令程序 微指令程序

$P0000

$P0110

$P0216

$P0380

$P0400

$P0560

$P0670

$P0720

$P080E

$P0930

$P0A0E $P0B40 $M0250C000

$M0304E000

$M0405B000

$M0506A201

$M06019A95

$M070FE000

$M088AED01

$M098CED01

$M0A0EA000

$M0B018001

$M0C0D2000

$M0D098A06

$M0E080A07

$M0F018202

$M1287ED01 $M1399ED01 $M151D8231

$M161F8231

$M17218231

$M18238231

$M191AE000

$M1A1BA000

$M1B010A07

$M1C81D100

$M1D1E8821

$M1E019801

$M1F208829

$M20019801

$M21228811

$M22019801

$M23248819

$M24019801