計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)---基本模型機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、<p>　　*******************</p><p><b>　　實(shí)踐教學(xué)</b></p><p>　　*******************</p><p><b>　　計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院</b></p><p><b>　　2011年春季學(xué)期</b>&

2、lt;/p><p>　　計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)</p><p>　　題 目： 模型機(jī)設(shè)計(jì)—5 </p><p>　　專業(yè)班級(jí)： 08級(jí)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)（5）班 </p><p>　　姓 名： </p><p>　　學(xué)

3、 號(hào)： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　成 績： </p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　通過對(duì)計(jì)算機(jī)組成原理及實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)

4、，設(shè)計(jì)14條機(jī)器指令，并編寫相應(yīng)的微程序，完成由基本單元電路構(gòu)成一臺(tái)基本模型機(jī)，再經(jīng)過調(diào)試指令和模型機(jī)使其在微程序的控制下自動(dòng)產(chǎn)生各部件單元的正常工作控制信號(hào)。</p><p>　　在設(shè)計(jì)基本模型機(jī)5的實(shí)驗(yàn)過程中，個(gè)別部件單元的控制信號(hào)是人為模擬產(chǎn)生的，而本課程設(shè)計(jì)將能在微程序控制下自動(dòng)產(chǎn)生各部件單元控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)特定指令的功能。這里，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通路的控制將由微程序控制器來完成，CPU從內(nèi)存中取出一條機(jī)器指令到指

5、令執(zhí)行結(jié)束的一個(gè)指令周期，全部由微指令組成的序列來完成，即一條機(jī)器指令對(duì)應(yīng)一條微程序。</p><p>　　本課程設(shè)計(jì)以DVCC計(jì)算機(jī)組成原理教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)為平臺(tái)設(shè)計(jì)完成。</p><p>　　根據(jù)任務(wù)要求設(shè)計(jì)整機(jī)系統(tǒng)的方案。</p><p>　　存儲(chǔ)系統(tǒng)：使用模型機(jī)的存儲(chǔ)模塊，說明存儲(chǔ)器的輸入輸出時(shí)序，模塊連接方式等。</p><p>　　運(yùn)

6、算器：使用模型機(jī)的器件，組成帶有片間串行進(jìn)位8位移位運(yùn)算功能的運(yùn)算器。</p><p>　　微程序控制器模塊：使用教學(xué)機(jī)的系統(tǒng)，設(shè)計(jì)微程序控制器。</p><p>　　設(shè)計(jì)模型機(jī)指令系統(tǒng)：（含設(shè)計(jì)微指令格式、微程序流程圖，每條指令所對(duì)應(yīng)的微程序等）。</p><p>　　了解并說明教學(xué)模型機(jī)的輸入輸出模塊。</p><p>　　在自己設(shè)計(jì)的指

7、令系統(tǒng)基礎(chǔ)上，編制一個(gè)匯編語言小程序并進(jìn)行調(diào)試通過。</p><p>　　整機(jī)設(shè)計(jì)分模塊進(jìn)行，說明模塊中數(shù)據(jù)和控制信號(hào)的來源、去向、功能、時(shí)序，以及模塊間數(shù)據(jù)和控制信號(hào)的來源、去向、功能、時(shí)序等。</p><p>　　本設(shè)計(jì)的規(guī)定項(xiàng)目采用14條機(jī)器指令：IN.OUT.STA.LDA.JMP.BZC.CLR.MOV.</p><p>　　CMP.SUB.DEC.HLT

8、.RRC.RLC。</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)課題是基本模型機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，該設(shè)計(jì)要求根據(jù)計(jì)算機(jī)組成原理課程所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)、開發(fā)一套簡單的模型計(jì)算機(jī)。通過對(duì)一個(gè)簡單計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)，以達(dá)到對(duì)計(jì)算機(jī)的基本組成、部件的功能與設(shè)計(jì)、微程序控制器的設(shè)計(jì)、微指令和微程序的編制與調(diào)試等過程有更深的了解，加深對(duì)理論課程的理解。通過模型機(jī)

9、的設(shè)計(jì)和調(diào)試，連貫運(yùn)用計(jì)算機(jī)組成原理課程學(xué)到的知識(shí)，建立計(jì)算機(jī)整機(jī)概念，加深計(jì)算機(jī)時(shí)間和空間概念的理解。</p><p>　　部件實(shí)驗(yàn)過程中，本課程設(shè)計(jì)將能在微程序控制下自動(dòng)產(chǎn)生各部件單元的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)特定指令的功能，通過設(shè)計(jì)流程圖，編寫機(jī)器指令，微指令和控制信號(hào)程序。首先向存儲(chǔ)器中裝入數(shù)據(jù)和程序，然后檢查寫入是否正確，啟動(dòng)程序執(zhí)行，并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示輸出。</p><p>　　關(guān)鍵詞：模

10、型機(jī) 運(yùn)算器 存儲(chǔ)系統(tǒng) 指令系統(tǒng) 微程序指令</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　前 言2</b></p><p><b>　　摘 要3</b></p><p>　　一 設(shè)計(jì)的目的及設(shè)計(jì)原理4</p><

11、p>　　1 設(shè)計(jì)的目的4</p><p><b>　　2 設(shè)計(jì)的原理5</b></p><p><b>　　二 總體設(shè)計(jì)9</b></p><p><b>　　三 詳細(xì)設(shè)計(jì)13</b></p><p>　　1 運(yùn)算器的物理結(jié)構(gòu)13</p><

12、;p>　　2 存儲(chǔ)器的組成與說明14</p><p>　　3 指令系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與格式分析15</p><p>　　4 微程序控制器的邏輯機(jī)構(gòu)及功能25</p><p>　　5 微程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)27</p><p>　　四.系統(tǒng)調(diào)試報(bào)告33</p><p><b>　　五 設(shè)計(jì)總結(jié)36<

13、/b></p><p>　　六 設(shè)計(jì)（論文）的主要參考文獻(xiàn)37</p><p><b>　　七 致謝38</b></p><p>　　一 設(shè)計(jì)的目的及設(shè)計(jì)原理</p><p><b>　　1 設(shè)計(jì)的目的</b></p><p>　　計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)是“計(jì)算

14、機(jī)組成原理”課程的后續(xù)設(shè)計(jì)性課程，通過設(shè)計(jì)一臺(tái)模型計(jì)算機(jī)，可更好地理解計(jì)算機(jī)組成原理課程的基本內(nèi)容，掌握模型計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的基本方法，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)，為以后進(jìn)行計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)奠定基礎(chǔ)。</p><p>　　設(shè)計(jì)一個(gè)8位模型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，包括運(yùn)算器，微程序控制器，存儲(chǔ)器,簡單輸入／輸出接口和設(shè)備,時(shí)序和啟?？刂频入娐?。定義一套簡單的指令系統(tǒng)，制定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案和實(shí)現(xiàn)方法，畫出所設(shè)計(jì)的模型機(jī)系

15、統(tǒng)的電路原理圖。</p><p>　　在計(jì)算機(jī)組成原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上搭建模型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，完成微程序控制器的實(shí)驗(yàn)調(diào)試過程，并用所設(shè)計(jì)的指令系統(tǒng)編寫一個(gè)實(shí)現(xiàn)簡單功能的程序，在搭建的模型機(jī)系統(tǒng)上輸入、調(diào)試和運(yùn)行程序。最后總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，完善所設(shè)計(jì)的模型機(jī)系統(tǒng)方案和電路圖，寫出設(shè)計(jì)報(bào)告。</p><p><b>　　2 設(shè)計(jì)的原理</b></p><p

16、>　?。?）基本模型機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)</p><p>　　部件實(shí)驗(yàn)過程中，各部件單元的控制信號(hào)是人為模擬產(chǎn)生的，而本次實(shí)驗(yàn)將能在微程序控制下自動(dòng)產(chǎn)生各部件單元控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)特定指令的功能。這里，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通路的控制將由微程序控制器來完成，CPU從內(nèi)存中取出一條機(jī)器指令到指令執(zhí)行結(jié)束的一個(gè)指令周期全部由微指令組成的序列來完成，即一條機(jī)器指令對(duì)應(yīng)一個(gè)微程序。</p><p>　　此基本模型

17、機(jī)的設(shè)計(jì)主要包括存儲(chǔ)器、運(yùn)算器、輸入/輸出設(shè)備、微控器和指令系統(tǒng)五個(gè)模塊組成。其中運(yùn)算器主要由運(yùn)算器U3、U4（74LS181）、暫存器U1、U2（74LS273）、輸出緩沖器U5（74LS245）、移位器（74LS299）以及進(jìn)位控制和判零標(biāo)志控制電路等構(gòu)成。存儲(chǔ)器存儲(chǔ)該主存儲(chǔ)器采用一級(jí)cache-存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。輸入/輸出設(shè)備主要有兩種外部I/O設(shè)備，一種是鍵盤，它作為輸入設(shè)備INPUT；另一種是字符顯示塊，它作為輸出設(shè)備OUTPUT。

18、控制器它主要由控制存儲(chǔ)器、微指令寄存器和地址轉(zhuǎn)移邏輯三大部分組成，其中微指令寄存器分為微地址寄存器和微命令寄存器兩部分。一臺(tái)計(jì)算機(jī)中所有機(jī)器指令的集合，成為這臺(tái)計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)，它是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)核心問題，它不僅與計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)緊密相關(guān)，而且直接關(guān)系到用戶的使用需要。</p><p>　　指令從內(nèi)存中讀出，首先放到IR指令寄存器中，再送入到微控器中進(jìn)行譯碼，再由微控器輸出各種控制信號(hào)給各功能部件，執(zhí)行相應(yīng)

19、的操作。指令和數(shù)據(jù)統(tǒng)統(tǒng)放在內(nèi)存中，從形式上看，它們都是二進(jìn)制代碼，。一般來講，取值周期從內(nèi)存中讀出的信息流是指令流，它指向控制器；而在執(zhí)行周期中從內(nèi)存中讀出的信息流是數(shù)據(jù)流，它由內(nèi)存流向運(yùn)算器。指令從存儲(chǔ)器中得到，送到指令寄存器中。由指令得到相應(yīng)的控制信號(hào)，從控制器輸出控制信號(hào)來控制計(jì)算機(jī)的運(yùn)行。（2）各模塊功能為：</p><p><b>　　a.存儲(chǔ)器</b></p>&l

20、t;p>　　存儲(chǔ)器的功能是保存或“記憶”各種數(shù)據(jù)。在存放到存儲(chǔ)器以前，他們?nèi)孔兂?或1表示的二進(jìn)制代碼。采用半導(dǎo)體器件來存放大量的0，1.一個(gè)半導(dǎo)體觸發(fā)器由于有0和1兩種狀態(tài)，可以記憶一個(gè)二進(jìn)制代碼。一個(gè)數(shù)據(jù)假定用8位二進(jìn)制代碼來表示，那么就需要8各觸發(fā)器來保存這些代碼。通常，在存儲(chǔ)器中保存一個(gè)數(shù)的8個(gè)觸發(fā)器稱為一個(gè)存儲(chǔ)單元。存儲(chǔ)器是由許多存儲(chǔ)單元組成的，每一個(gè)存儲(chǔ)單元都有編號(hào)，稱為地址。存儲(chǔ)器的所有存儲(chǔ)單元的總數(shù)稱為存儲(chǔ)器的存

21、儲(chǔ)容量。</p><p><b>　　b.運(yùn)算器</b></p><p>　　運(yùn)算器就好像是一個(gè)由電子線路構(gòu)成的算盤，它的主要功能就是進(jìn)行加、減、乘、除等運(yùn)算。還可以進(jìn)行邏輯運(yùn)算。電子器件的特性，計(jì)算機(jī)中通常采用二進(jìn)制數(shù)。其運(yùn)算規(guī)律非常簡單。0+0+0,0+1=1，1+0=1,1+1=10,0×0=0，0×1=0，1×0=0，1×

22、;1=1。</p><p>　　該模塊中算術(shù)運(yùn)算是由2片74LS181構(gòu)成，是運(yùn)算器的核心。74LS181功能表如表1-1所示</p><p>　　表1-1 74LS181功能表</p><p>　　進(jìn)位輸入信號(hào)來自于兩個(gè)方面:其一對(duì)運(yùn)算器74LS181的進(jìn)位輸出/CN+4進(jìn)位倒相所得CN4；其二由移位寄存器74LS299的選擇參數(shù)S0、S1、AQ0、AQ7決定所

23、得，移位寄存器74LS299主要用于帶進(jìn)位左、右移位操作。</p><p><b>　　c.控制器</b></p><p>　　控制器是計(jì)算機(jī)中發(fā)號(hào)施令的部件，它控制計(jì)算機(jī)的各部件有條不紊的進(jìn)行工作。更具體地講，控制器的任務(wù)就是從內(nèi)存中取出解題步驟加以分析，然后執(zhí)行某種操作。</p><p>　　d.輸入/輸出設(shè)備 </p>&l

24、t;p>　　本系統(tǒng)有兩種外部I/O設(shè)備，一種是鍵盤，它作為輸入設(shè)備INPUT；另一種是字符顯示塊，它作為輸出設(shè)備OUTPUT。</p><p><b>　　e.指令系統(tǒng)</b></p><p>　　指令系統(tǒng)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有條不紊的工作</p><p><b>　　f.寄存器介紹 </b></p><

25、;p>　?、僦噶罴拇嫫饔脕肀４娈?dāng)前正在執(zhí)行的一條指令。當(dāng)執(zhí)行一條指令時(shí)，先把它從內(nèi)存取到緩沖寄存器中，然后再傳送到指令寄存器。指令劃分為操作碼和地址碼字段，由二進(jìn)制構(gòu)成，為了執(zhí)行任何一條給定的指令，必須對(duì)操作碼進(jìn)行測試P(1)，通過節(jié)拍脈沖T4的控制以便識(shí)別所要求的操作?！爸噶钭g碼器”根據(jù)指令中的操作碼進(jìn)行譯碼，強(qiáng)置微控器單元的微地址，使下一條微指令指向相應(yīng)的微程序首地址。</p><p>　?、跀?shù)據(jù)寄存器

26、用來存放從內(nèi)存中讀出的數(shù)據(jù)或是從輸入設(shè)備輸入的數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)送到運(yùn)算器等功能部件，起了暫存的作用。</p><p>　?、跴C為指令指針計(jì)數(shù)寄存器，用來存放下一條將要執(zhí)行指令的地址。</p><p>　?、躍P為堆棧指針計(jì)數(shù)寄存器，用來在堆棧尋址方式中指示棧頂指針的位置。</p><p>　?。?）帶移位運(yùn)算的模型機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)</p><p&

27、gt;　　在基本模型機(jī)的基礎(chǔ)上搭接移位控制電路，實(shí)現(xiàn)移位控制運(yùn)算。實(shí)驗(yàn)中新增4條移位運(yùn)算指令：RL(左環(huán)移)、RLC(帶進(jìn)位左環(huán)移)、RR(右環(huán)移)、RRC(帶進(jìn)位右環(huán)移)，其指令格式如下：</p><p><b>　　操作碼</b></p><p>　　RR 01010000</p><p>　　RRC 01100000</p

28、><p>　　RL 01110000</p><p>　　RLC 10000000</p><p>　　以上4條指令都為單字長(8位)。</p><p>　　RR為將R0寄存器中的內(nèi)容循環(huán)右移1位。</p><p>　　RRC為將R0寄存器中的內(nèi)容帶進(jìn)位右移1位，它將R0寄存器中的數(shù)據(jù)右邊第1位移入進(jìn)位，同時(shí)

29、將進(jìn)位寄存器的數(shù)移至R0寄存器的最左位。</p><p>　　RL為將R0寄存器中的數(shù)據(jù)循環(huán)左移1位。</p><p>　　RLC為將R0寄存器中的數(shù)據(jù)帶進(jìn)位循環(huán)左移1位。</p><p>　　為了向RAM中裝入程序和數(shù)據(jù)，檢查寫入是否正確，并能啟動(dòng)程序執(zhí)行，還設(shè)計(jì)了3個(gè)控制臺(tái)操作微程序。</p><p>　　存儲(chǔ)器讀操作(KRD)：撥動(dòng)總清

30、開關(guān)CLR后，控制臺(tái)開關(guān)SWB，SWA為“00”時(shí)，按START啟動(dòng)紐，可對(duì)RAM連續(xù)手動(dòng)讀操作。</p><p>　　存儲(chǔ)器寫操作(KWE)：撥動(dòng)總清開關(guān)CLR后，控制臺(tái)開關(guān)SWB，SWA置為“01”時(shí)，按動(dòng)START啟動(dòng)紐可對(duì)RAM進(jìn)行連續(xù)手動(dòng)寫入。</p><p>　　啟動(dòng)程序：撥動(dòng)總清開關(guān)CLR后控制臺(tái)開關(guān)SWB，SWA置為“11”時(shí)，按動(dòng)啟動(dòng)鍵，即可轉(zhuǎn)入到第01號(hào)“取址”微指令&

31、lt;/p><p>　　上述三條控制臺(tái)指令用兩個(gè)開關(guān)SWB、SWA的狀態(tài)來設(shè)置，其定義如下表1-2：</p><p><b>　　表1-2</b></p><p><b>　　二 總體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本次實(shí)驗(yàn)將能在微程序控制下自動(dòng)產(chǎn)生各部件單元的控制信號(hào)，實(shí)驗(yàn)特定指令的功能。在制定設(shè)計(jì)

32、方案的時(shí)候，首先要理解所設(shè)計(jì)的模擬機(jī)各個(gè)部件的作用及功效，弄清楚他們可以干什么，怎么樣去干。這樣才能更好的完成設(shè)計(jì)達(dá)到我們?cè)O(shè)計(jì)的目的和通過實(shí)驗(yàn)所要繼續(xù)深化的知識(shí)點(diǎn)。</p><p>　　計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通路的控制是由微程序控制器來實(shí)現(xiàn)的，CPU從內(nèi)存中取出一條機(jī)器指令到指令執(zhí)行結(jié)束的一個(gè)指令周期全部由微指令組成的序列來完成，即一條機(jī)器指令對(duì)應(yīng)一個(gè)微程序。而每一條微指令都是由我們自己根據(jù)CPU要完成的功能設(shè)計(jì)的?？傮w設(shè)計(jì)

33、框圖如下：</p><p>　　實(shí)驗(yàn)儀的總體結(jié)構(gòu)框圖（圖1-1）</p><p>　?。?）控制信號(hào)說明：</p><p>　　1．S3，S2，S1，S0 有微程序控制器輸出的ALU操作選擇信號(hào)，以控制執(zhí)行16種算術(shù)操作或16種邏輯操作中的一種操作。</p><p>　　2．M 微程序控制器輸出的ALU操作方式選擇信號(hào)端，M＝0執(zhí)行算術(shù)操作；

34、M＝1執(zhí)行邏輯操作。</p><p>　　3．/CN 微程序控制器輸出的進(jìn)位標(biāo)志信號(hào)。/CN＝0表示ALU運(yùn)算時(shí)最低位加進(jìn)位1；/CN＝1則表示無進(jìn)位。</p><p>　　4．ALU－BUS 微程序控制器的輸出信號(hào)，控制運(yùn)算器的運(yùn)算結(jié)果是否送到總線BUS，低電平有效。</p><p>　　5．LDDR1 微程序控制器的輸出信號(hào)，控制把總線上的數(shù)據(jù)打入運(yùn)算暫存器DR

35、1。</p><p>　　6．LDDR2 微程序控制器的輸出信號(hào)，控制把總線上的數(shù)據(jù)打入運(yùn)算暫存器DR2。</p><p>　　7．R－BUS 微程序控制器的輸出信號(hào)，控制寄存器R0的內(nèi)容是否送到總線BUS，低電平有效。</p><p>　　8．LDR 微程序控制器的輸出信號(hào)，控制把總線上的數(shù)據(jù)打入寄存器R0。</p><p>　　9．PC－

36、BUS 微程序控制器的輸出信號(hào)，控制程序計(jì)數(shù)器的內(nèi)容是否送到總線BUS，低電平有效。</p><p>　　10．LDPC 微程序控制器的輸出信號(hào)，控制PC加1。</p><p>　　11．LDAR 微程序控制器的輸入信號(hào)，將程序計(jì)數(shù)器的內(nèi)容打入到地址寄存器AR中，產(chǎn)生RAM的地址。</p><p>　　12．LDIR 微程序控制器的輸出信號(hào)，控制把總線上的數(shù)據(jù)（指令

37、）輸入到指令寄存器IR中。</p><p>　　13．SW－BUS 微程序控制器的輸出信號(hào)，控制8位數(shù)據(jù)開關(guān)SW7－SW0的開關(guān)量是否送到總線，低電平有效。</p><p>　　14．OUT 微程序控制器的輸出信號(hào)，控制和數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)是否送到發(fā)光二極管上，低電平有效。</p><p>　?。?）框圖部件概述:</p><p>　　1.運(yùn)算

38、器（使用可編程器件74LS181實(shí)現(xiàn)）：運(yùn)算器是用來完成各種運(yùn)算的部件，通常將運(yùn)算分成算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算兩大類：算術(shù)運(yùn)算是指需要考慮進(jìn)位的加、減、乘、除運(yùn)算。邏輯運(yùn)算是指位對(duì)位的運(yùn)算。運(yùn)算器中除了包含一個(gè)能完成算術(shù)和邏輯運(yùn)算功能的算術(shù)邏輯運(yùn)算單元（ALU）之外，還要有可存放參加運(yùn)算的操作數(shù)和運(yùn)算結(jié)果的寄存器，以及在它們之間傳送數(shù)據(jù)的通道。</p><p>　　2.微程序控制器：控制器是整個(gè)系統(tǒng)的指揮中心，由它向系

39、統(tǒng)內(nèi)的各個(gè)部件發(fā)出各種控制命令，使系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)有機(jī)的整體。通常將運(yùn)算器和控制器合起來稱之為“中央處理器”簡稱CPU。</p><p>　　3.存儲(chǔ)器：存儲(chǔ)器主要由6116芯片及相應(yīng)的緩沖芯片和控制線路實(shí)現(xiàn)的。存儲(chǔ)器是用來存放各類信息的部件，所有能在機(jī)內(nèi)運(yùn)行的程序和所需的數(shù)據(jù)都要存放在存儲(chǔ)器中，通常被稱作主存儲(chǔ)器或內(nèi)存儲(chǔ)器。一般說來，主存儲(chǔ)器的容量越大，計(jì)算機(jī)功能越強(qiáng)。通常將CPU和主存儲(chǔ)器合起來稱之為計(jì)算機(jī)的“主

40、機(jī)”。</p><p>　　4.簡單輸入／輸出設(shè)備：輸入由鉛筆開關(guān)實(shí)現(xiàn)，輸出由發(fā)光晶體管組成。輸入設(shè)備是用來完成輸入功能的部件。所有需要輸入到機(jī)內(nèi)的程序或數(shù)據(jù)，都是經(jīng)輸入設(shè)備輸入的。輸出設(shè)備是用來完成輸出功能的部件，所有需要從計(jì)算機(jī)內(nèi)輸出的運(yùn)算結(jié)果或在機(jī)內(nèi)運(yùn)行的程序、數(shù)據(jù)均可通過輸出設(shè)備輸出。 </p><p><

41、b>　　三 詳細(xì)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1 運(yùn)算器的物理結(jié)構(gòu)</p><p>　　運(yùn)算器模塊主要由運(yùn)算器U31、U32（74LS181）、暫存器U29、U30（74LS273）、輸出緩沖器U33（74LS245）以及進(jìn)位控制和判零標(biāo)志控制電路等構(gòu)成。</p><p>　　運(yùn)算器物理結(jié)構(gòu)（圖3-1）</p><p>

42、　　下面以8位機(jī)為例說明運(yùn)算器模塊的工作原理：該模塊中算術(shù)運(yùn)算是由2片74LS181（U31、U32）構(gòu)成，它是運(yùn)算器的核心。它可以對(duì)兩個(gè)8位的二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行多種算術(shù)或邏輯運(yùn)算，具體由74LS181的功能控制條件M、CN、S3、S2、S1、S0來決定，詳見表1—1。兩個(gè)參加運(yùn)算的數(shù)分別來自于暫存器U29和U30，運(yùn)算結(jié)果直接輸出到輸出緩沖器U33，由輸出緩沖器發(fā)送到系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線上，以便進(jìn)行移位操作或參加下一次運(yùn)算。</p>

43、<p>　　運(yùn)算器是在 ALU UNIT 單元電路上進(jìn)行 ，控制信號(hào)、數(shù)據(jù)、時(shí)序信號(hào)由實(shí)驗(yàn)儀的邏輯開關(guān)電路和時(shí)序發(fā)生器提供。 SW7～SW0 八個(gè)邏輯開關(guān)用于產(chǎn)生數(shù)據(jù)，由BUSSW→控制發(fā)送到總線上。DR1，DR2 為運(yùn)算暫存器 ，LDDR1，LDDR2為運(yùn)算暫存器的輸入控制信號(hào)，將總線上的數(shù)據(jù)輸入到暫存器 DRl，DR2；通過 S3、S2、Sl、S0、M、/Cn 的選擇，可實(shí)現(xiàn)對(duì) ALU 算術(shù)操作和邏輯操作。在BUSALU

44、→控制信號(hào)作用下將運(yùn)算結(jié)果送到總線 BUS上。</p><p>　　S3、S2、S1、S0、M、/Cn、LDDR1、 LDDR2、BUSALU→信號(hào)、BUSSW→信號(hào)，本次實(shí)驗(yàn)中這些控制信號(hào)與對(duì)應(yīng)邏輯開關(guān)都已接好，由邏輯開關(guān)模擬這些控制信號(hào) 。 LDDR1、LDDR2由T4 信號(hào)進(jìn)行定時(shí)。當(dāng)T4信號(hào)上升沿到來時(shí) LDDR1、LDDR2 才起作用。</p><p>　　2 存儲(chǔ)器的組成與說明

45、</p><p>　　主存儲(chǔ)器單元電路主要用于存放實(shí)驗(yàn)機(jī)指令，它的數(shù)據(jù)總線掛在外部數(shù)據(jù)總線EXD0～EXD7上。它的地址總線由地址寄存器單元的地址寄存器74LS245(U37)給出，地址值由8個(gè)LED燈LAD0～LAD7顯示，高電平亮，低電平滅；在手動(dòng)方式下，輸入數(shù)據(jù)由8位數(shù)據(jù)開關(guān)KD0～KD7提供，并進(jìn)一三態(tài)門74LS245（U51）連至外部數(shù)據(jù)總線EXD0～EXD7,實(shí)驗(yàn)時(shí)將外部數(shù)據(jù)總線的EXD0～EXD7用

46、8芯排線練到內(nèi)部數(shù)據(jù)總線BUSD0～BUSD7,分時(shí)給出地址和數(shù)據(jù)。它的讀信號(hào)直接就地；它的寫信號(hào)和片選信號(hào)由寫入方式確定。該存儲(chǔ)器中機(jī)器指令的讀寫分別控制CPU的P1.2提供，片選信號(hào)由控制CPU的P1.1提供。</p><p>　　由于地址寄存器為8位，故接入6264的地址為A0～A7,而高4位A8～A12接地，所以其實(shí)際使用容量為256字節(jié)。6264有控制線：CS1 第一片選線，CS2第二片選線，OE 讀線

47、，WE 寫線。CS1 片選線由W/R控制，CS2直接+5V.</p><p>　　信號(hào)線LDAR由開關(guān)LDAR提供，手動(dòng)方式實(shí)驗(yàn)時(shí)，跳線器LDAR撥在左邊，脈沖信號(hào)T3由實(shí)驗(yàn)機(jī)上時(shí)序電路模式TS3提供，實(shí)驗(yàn)時(shí)只需J22跳線器連上即可，T3的脈沖寬度可調(diào)。原理圖如下：</p><p>　　(圖3-2) 存儲(chǔ)器原理圖</p><p>　　3 指令系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與格式分析&

48、lt;/p><p>　　1 指令系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與格式：</p><p>　?。?）數(shù)據(jù)格式 模型機(jī)規(guī)定采用定點(diǎn)補(bǔ)碼表示法表示數(shù)據(jù)，且字長為8位，其格式如下：</p><p><b>　　表3-1</b></p><p>　　D7 D6 ～～ D0</p><p&

49、gt;　　其中第7位為符號(hào)位，數(shù)值表示范圍是：－1≤X＜1。 </p><p>　　(2）指令格式 本模型機(jī)共有13條基本指令，其中算術(shù)運(yùn)算類指令4條（ADD、SUB、MOVE、CLR），訪問內(nèi)存指令和程序控制指令4條（STA、LDA、JMP、BZC），I / O指令2條(IN、OUT)，位操作指令3條（AND、OR、XOR），各指令格式如下所示。</p><p>　　1) 算術(shù)邏輯指

50、令 設(shè)計(jì)4條算術(shù)運(yùn)算指令（ADD、SUB、MOVE、CLR）并用單字節(jié)表示，尋址方式采用寄存器直接尋址，其格式如下： 表3-2</p><p>　　D7 ～ D4 D3 D2 D1 D0 </p><p>　　其中，OP—CODE為操作碼，RS為源寄存器，RD為目的寄存器，并規(guī)定：</p><p><b>　　表

51、3-3 </b></p><p>　　2) 訪問內(nèi)存指令和程序控制指令 模型機(jī)設(shè)計(jì)訪問內(nèi)存指令和程序控制指令4條（存數(shù)STA、取數(shù)LDA、無條件轉(zhuǎn)移JMP、有進(jìn)位轉(zhuǎn)移指令BZC）。指令格式為： </p><p><b>　　表3-4</b></p><p>　　D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1

52、 D0</p><p>　　其中，OP—CODE 為操作碼，RD為目的寄存器地址（LDA、STA 指令使用）。D為位移量（正負(fù)均可），M為尋址模式，其定義如下：</p><p><b>　　表3-5 </b></p><p>　　本模型機(jī)規(guī)定變址RI指定為寄存器R2。 </p><p>　　3) I / O指令

53、輸入IN和輸出OUT指令采用單字節(jié)指令，其格式如下：</p><p><b>　　表3-6</b></p><p>　　D7 ～ D4 D3 D2 D1 D0</p><p>　　addr=01時(shí)，選中鍵盤作為輸入設(shè)備；</p><p>　　addr=10時(shí)，選中字符顯示器作為輸出設(shè)備。&

54、lt;/p><p><b>　?。?）預(yù)設(shè)指令：</b></p><p>　　A: IN為單字節(jié)長指令，含義是將輸入設(shè)備輸入的數(shù)據(jù)放入R0中</p><p>　　指令格式： IN R0, INPUTDEVICE</p><p>　　指令功能：“INPUTDEVICE”->R0</p><p>　

55、　B: OUT為單字節(jié)長指令，含義是根據(jù)指令提供的地址，將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)取出由數(shù)碼管進(jìn)行顯示。</p><p>　　指令格式：OUT Bus,(ADD)</p><p>　　指令功能：將內(nèi)存中的ADD為地址的數(shù)據(jù)讀到總線上。</p><p>　　C:STA為雙字節(jié)長指令，第二個(gè)字節(jié)是要存放的地址，含義是將R0中的內(nèi)容存儲(chǔ)到第二字為地址的內(nèi)存單元中。</p>

56、<p>　　指令格式：STA（ADD），R0</p><p>　　指令功能：將R0寄存器的內(nèi)容存到以ADD為地址的內(nèi)存單元中。</p><p>　　D:LDA為雙字節(jié)指令,含義是將內(nèi)存單元的地址存儲(chǔ)于R0中。</p><p><b>　　指令格式：LDA </b></p><p>　　指令功能：RAM-&g

57、t;R0</p><p>　　E: JMP為雙字節(jié)長指令，含義是使程序跳轉(zhuǎn)到指定的地址執(zhí)行。</p><p>　　指令格式：JMP (jmp)</p><p>　　指令功能：RAM->PC</p><p>　　F:BZC為單字長指令，其中M為尋址模式字段，D為偏移地址。</p><p>　　指令格式：BZC M

58、,D</p><p>　　指令功能：當(dāng)CY=1或ZI=1，E->PC</p><p>　　G:CLR系統(tǒng)總清開關(guān)，低電平有效。</p><p>　　指令格式：CLR R0</p><p>　　指令功能：R0=0 </p><p>　　H:MOV是雙字節(jié)長指令，第二字節(jié)是要存放的間接地址，含義是將R0中的內(nèi)容存

59、儲(chǔ)到第二字為間接地址的內(nèi)存單元中。</p><p>　　指令格式：MOV AX,R0</p><p>　　指令功能：（AX）=R0</p><p>　　I:CMP比較指令，與SUB指令一樣執(zhí)行減法操作，但不保存結(jié)果，只是根據(jù)結(jié)果設(shè)置條件標(biāo)志位。</p><p>　　指令格式：CMP OPR1,OPR2</p><p>

60、　　指令功能：(OPR1)-(OPR2)</p><p>　　J:SUB指令(subtract byte or word)字節(jié)或字相減.</p><p>　　指令格式：SUB DST,SRC</p><p>　　指令功能：（DST）–(SRC)=(DST) 將內(nèi)存中的DST為地址單元內(nèi)數(shù)與SRC的內(nèi)容相減結(jié)果送DST。</p><p>　　K

61、:DEC減1指令。</p><p>　　指令格式：DEC OPR</p><p>　　指令功能：（OPR）-1=(OPR)</p><p>　　L:HLT為空轉(zhuǎn)指令，保持執(zhí)行結(jié)束狀態(tài)，并不在執(zhí)行任何操作。</p><p>　　M:RL是左移指令，參加左移的數(shù)是8個(gè)位。 </p><p>　　指令格式：RL AL,CL&

62、lt;/p><p>　　指令功能：將AL中的數(shù)左移(CL)位</p><p>　　N:RLC是帶進(jìn)位位的左移，參加左移的共有9個(gè)位</p><p>　　指令格式：RLC AL,CL</p><p>　　指令功能：將AL中的數(shù)帶進(jìn)位左移（CL）位</p><p>　?。?）指令系統(tǒng)是設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)的依據(jù) ，擬訂指令系統(tǒng)將涉及基本

63、字長、指令格式、指令種類、尋址方式等內(nèi)容。</p><p>　　基本字長：程序設(shè)計(jì)平臺(tái)中配置的存儲(chǔ)器容量為256*8，可知道基本字長定為8位。</p><p>　　指令格式：指令格式可有單字長和雙字長指令兩種，在雙字長格式中，第二字節(jié)一般定義為操作數(shù)或操作數(shù)地址。</p><p>　　14條指令用單字節(jié)表示，尋址方式采用寄存器直接尋址，其格式如表3-7所示：<

64、/p><p>　　表3-7 算數(shù)邏輯指令格式</p><p>　　D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 </p><p>　　對(duì)于預(yù)設(shè)指令可設(shè)計(jì)操作碼如下:</p><p>　　表3-8 指令格式和功能 </p><p>　　（5）微

65、指令流程圖：</p><p><b>　　運(yùn)行：</b></p><p><b>　　01 </b></p><p><b>　　02</b></p><p><b>　　10</b></p><p>　　IN OUT

66、 STA LDA JMP BZC</p><p>　　10 11 12 13 14 15</p><p>　　01 01</p><p><b>

67、;　　01</b></p><p>　　01 01 </p><p><b>　　01</b></p><p>　　CLR MOV CMP SUB DEC HLT</p><p>　　16

68、 17 18 19 20 21 </p><p>　　01 01</p><p><b>　　01</b></p><p>　　01 01</p><p>　　RL RLC<

69、;/p><p>　　22 23</p><p>　　01 01</p><p><b>　　2指令格式分析：</b></p><p><b>　?。?）微指令格式表</b></p><p>　　表3-9：微指令格式表</p>

70、<p><b>　　24位代碼的含義：</b></p><p>　　S3，S2，S1，S0，M，Cn： 為運(yùn)算器74LS181芯片的控制信號(hào)，詳見74LS181功能表1-1。</p><p>　　WE ：為W/R信號(hào)對(duì)RAM和OUT進(jìn)行寫操作，高電平為寫有效。 </p><p>　　B1，B0 ： 為對(duì)外部設(shè)備（RAM，OUTPU

71、T，INPUT）地址進(jìn)行譯碼，B1B0=00時(shí)，INPUT（即SWB）選中；B1B0=01時(shí)，RAM（即CE）選中；B1B0=10時(shí)， OUTPUT（即LEDB）選中，B1B0=11時(shí)，外部設(shè)備都不選中。</p><p>　　A字段： 表3-10</p><p>　　LDRi：寄存器輸入選中，具體選擇同指令寄存器（IR）的最低2位（I1，I0）配合，當(dāng)I1，I0=00時(shí)

72、為輸入到R0寄存器；I1，I0=01時(shí)為R1；I1，I0=10時(shí)為R2。 </p><p>　　LDDR1：暫存器DR1選中。 </p><p>　　LDDR2：暫存器DR2選中。 </p><p>　　LDIR：指令寄存器IR選中。 </p><p>　　LOAD：總線數(shù)據(jù)直接裝載到PC計(jì)數(shù)器。 </p><p>　

73、　LDAR：地址寄存器AR選中。 </p><p>　　B字段： 表3-11</p><p>　　RS-B：為源寄存器輸出選中。具體選擇同指令寄存器（IR）的3，4位（I3，I2）配合，當(dāng)I3，I2=00時(shí)為輸入到R0寄存器；I3，I2=01時(shí)為R1；I3，I2=10時(shí)為R2。 </p><p>　　RD-B：為目的寄存器輸出選中。具體選擇

74、同指令寄存器（IR）的最低2位（I1，I0）配合，當(dāng)I1，I0=00時(shí)為輸入到R0寄存器；I1，I0=01時(shí)為R1；I1，I0=10時(shí)為R2。 </p><p>　　RI-B：為變址寄存器選中。本機(jī)定固定為R2 。 </p><p>　　299-B：移位寄存器輸出選中。 </p><p>　　ALU-B：邏輯運(yùn)算單元結(jié)果輸出。 </p><p&g

75、t;　　PC-B ：PC計(jì)數(shù)器輸出。 </p><p>　　C字段： 表3-12</p><p>　　P（1）：分支判斷1，和指令寄存器（IR）的高四位（IR7-IR4）作為測試條件。可分16個(gè)分支。 </p><p>　　P（2）：分支判斷2，和指令寄存器（IR）的三四位（IR3，IR2）作為測試條件，有4個(gè)分支。 </p>&

76、lt;p>　　P（3）：分支判斷3，和CY或ZI作為測試條件，有兩個(gè)分支。 </p><p>　　P（4）：分支判斷4，和開關(guān)SWB，SBA作為測試條件，有4個(gè)分支。用于控制臺(tái)控制區(qū) （讀程序，寫程序，和運(yùn)行程序） </p><p>　　AR：進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算時(shí)是否影響進(jìn)位和判零標(biāo)志的控制位。 選中時(shí)進(jìn)行帶進(jìn)位運(yùn)算。 </p><p>　　LDPC：為PC計(jì)數(shù)信號(hào)

77、選中。 </p><p>　　UA5……UA0： 為下一步微地址。</p><p>　　4 微程序控制器的邏輯機(jī)構(gòu)及功能</p><p><b>　?。?）邏輯結(jié)構(gòu)：</b></p><p>　　采用微程序控制方式的控制器稱為微程序控制器。所謂微程序控制方式是指微命令不是由組合邏輯電路產(chǎn)生的，而是由微指令譯碼產(chǎn)生。一條機(jī)

78、器指令往往分成幾步執(zhí)行，將每一步操作所需的若干位命令以代碼形式編寫在一條微指令中，若干條微指令組成一端微程序，對(duì)應(yīng)一條及其指令。在設(shè)計(jì)CPU時(shí)，根據(jù)指令系統(tǒng)的需要，事先編制好各段微程序 ，且將它們存入一個(gè)專用存儲(chǔ)器中。微程序控制器由指令寄存器IR、程序計(jì)數(shù)器PC、程序狀態(tài)字寄存器PSW、時(shí)序系統(tǒng)、控制存儲(chǔ)器CM、微指令寄存器以及微地址形成電路。微地址寄存器等部件組成。執(zhí)行指令時(shí)，從控制存儲(chǔ)器中找到相應(yīng)的微程序段，逐次取出微指令，送入微指

79、令寄存器，譯碼后產(chǎn)生所需微命令，控制各步操作完成。微控制器結(jié)構(gòu)框圖如下：它由控制存儲(chǔ)器、微地址寄存器、微命令寄存器和地址轉(zhuǎn)移邏輯幾部分組成。微地址寄存器和微命令寄存器兩者的總長度即為一條微指令的長 度，二者合在一起稱為微指令寄存器。</p><p>　　圖3-3 微程序控制器原理圖</p><p>　?。?）微程序控制器功能：</p><p&g

80、t;　　5 微程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)</p><p>　　（1）微程序流程圖：</p><p><b>　　運(yùn)行 </b></p><p><b>　　01</b></p><p><b>　　02</b></p><p><b>　　10</

81、b></p><p>　　IN ADD STA OUT JMP</p><p>　　10 11 12 13 14</p><p>　　03 07

82、 19 1C</p><p><b>　　01 </b></p><p>　　04 0F 1A</p><p><b>　　01</b></p><p>　　05

83、 1B</p><p>　　01 </p><p><b>　　06</b></p><p><b>　　01</b></p><p><b>　　01 </b></p><p>　　RR RRC

84、 RL RLC </p><p>　　15 16 17 18</p><p>　　1D 1F 21 23</p><p>　　1E 20 22

85、 24</p><p>　　01 01 01 01</p><p><b>　　控制臺(tái):</b></p><p><b>　　00</b></p><p><b>　　08</b></p>

86、<p>　　WRITE（01） READ(00) RUN(11)</p><p>　　09 08 0B</p><p>　　0C 0A

87、</p><p><b>　　01</b></p><p>　　0D 0E</p><p><b>　　微程序流程圖3-4</b></p><p>　?。?）微指令代碼 表3-13 微指令代碼表</p><p&

88、gt;<b>　?。?）微程序設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　監(jiān)控軟件詳細(xì)說明如下：</p><p>　　地址內(nèi)容助記符</p><p>　　0000 00000000 0000IN R0;輸入R0</p><p>　　0000 00010001 0000ADD[0DH];R0[0

89、DH]->[40H]</p><p>　　0000 00100000 1101</p><p>　　0000 00111000 0000RLC</p><p>　　0000 01000000 0000 IN</p><p>　　0000 01010110 0000 RRC</p>&

90、lt;p>　　0000 01100111 0000 RL</p><p>　　0000 01110010 0000 STA[0EH]</p><p>　　0000 1000 0000 11110</p><p>　　0000 10010011 0000OUT[0EH]</p><p>　　000

91、0 10100000 1110</p><p>　　0000 1011 0100 0000JMP 00H</p><p>　　0000 11000000 0001</p><p>　　0000 11010100 0000</p><p>　　0000 1110

92、 ;結(jié)束存放單元</p><p>　　監(jiān)控程序的16進(jìn)制文件格式：</p><p><b>　　程序：</b></p><p><b>　　$P0000</b></p><p><b>　　$P0110</b></p><p><b>　　$P

93、020D</b></p><p><b>　　$P0380</b></p><p><b>　　$P0400</b></p><p><b>　　$P0560</b></p><p><b>　　$P0670</b></p>&l

94、t;p><b>　　$P0720</b></p><p><b>　　$P080E</b></p><p><b>　　$P0930</b></p><p><b>　　$P0A0E</b></p><p><b>　　$P0B40<

95、/b></p><p><b>　　$P0C00</b></p><p><b>　　$P0D40</b></p><p><b>　　微程序：</b></p><p>　　$M00088105</p><p>　　$M0182ED05</p

96、><p>　　$M0250C004</p><p>　　$M0304E004</p><p>　　$M0405B004</p><p>　　$M0506A205</p><p>　　$M06019A95</p><p>　　$M070FE004</p><p>　　$M088

97、AED05</p><p>　　$M098CED05</p><p>　　$M0A0EA004</p><p>　　$M0B018004</p><p>　　$M0C0D2004</p><p>　　$M0D098A06</p><p>　　$M0E080A07</p><p

98、>　　$M0F018206</p><p>　　$M10011004</p><p>　　$M1183ED01</p><p>　　$M1287ED05</p><p>　　$M1399ED05</p><p>　　$M149CED05</p><p>　　$M151D8235</p

99、><p>　　$M161F8235</p><p>　　$M17218235</p><p>　　$M18238235</p><p>　　$M191AE004</p><p>　　$M1A1BA004</p><p>　　$M1B010A07</p><p>　　$M1C8

100、1D104</p><p>　　$M1D1E8825</p><p>　　$M1E019805</p><p>　　$M1F20882D</p><p>　　$M20019805</p><p>　　$M21228815</p><p>　　$M22019805</p><p

101、>　　$M2324881D</p><p>　　$M24019805</p><p><b>　　四.系統(tǒng)調(diào)試報(bào)告</b></p><p><b>　　(1)調(diào)試接線</b></p><p>　　詳細(xì)的接線方法如下： </p><p>　　跳線器J

102、1-J12全部撥在右邊（自動(dòng)工作方式）；</p><p>　　跳線器J16、J18、J23、J24全部撥在左邊；</p><p>　　跳線器J13-J15、J19、J25全部撥在右邊；</p><p>　　跳線器J20-J22、J26、J27連上短路片；</p><p>　　UJ1連UJ2，JSE1連JSE2，SJ1連SJ2；</p&g

103、t;<p>　　MBUS連BUS2；</p><p>　　REGBUS連BUS5；</p><p>　　PCBUS連EXJ2；</p><p>　　ALUBUS連EXJ3；</p><p>　　ALUO1連BUS1；</p><p><b>　　EXJ1連BUS3</b></p

104、><p>　　ALUO2連BUS4。</p><p><b>　　(2)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)：</b></p><p><b>　　①.單步運(yùn)行程序</b></p><p>　　A 使編程開關(guān)處于“運(yùn)行”的狀態(tài),“運(yùn)行方式”開關(guān)置為“單步”狀態(tài)，“運(yùn)行控制”開關(guān)置為“運(yùn)行”狀態(tài)。</p><p&

105、gt;　　B 撥動(dòng)總清開關(guān) (0->1),即單步運(yùn)行一條指令。PC計(jì)數(shù)器清零，程序首地址為00H。</p><p>　　C 按動(dòng)“啟動(dòng)運(yùn)行”開關(guān)，即單步運(yùn)行一條微指令。對(duì)照程序流程圖，觀察位地址顯示燈是否和流程一致。</p><p><b>　?、?連續(xù)運(yùn)行程序</b></p><p>　　A “編程開關(guān)”置“運(yùn)行”狀態(tài)，“運(yùn)行方式”開關(guān)

106、置“連續(xù)”狀態(tài)，“運(yùn)行控制”開關(guān)置“運(yùn)行”狀態(tài)。</p><p>　　B 撥動(dòng)總清開關(guān),清微地址及程序計(jì)數(shù)器,然后按動(dòng)“啟動(dòng)”開關(guān),系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行程序,如果要停止程序的運(yùn)行，只需將“運(yùn)行控制”開關(guān)置為“停止”狀態(tài)，系統(tǒng)就停機(jī)。</p><p>　　C 停機(jī)后,可檢查存數(shù)單元0BH中的結(jié)果是否正確。</p><p>　　（3）運(yùn)行以上程序，調(diào)試可得結(jié)果如下：</p

107、><p>　　PC=01->AR=00->RAM=00</p><p>　　RAM=00->IR=00->微控器</p><p>　　INPUT=02->R0=02</p><p>　　PC=02->AR=01->RAM=10</p><p>　　RAM=10->IR=10-

108、>微控器</p><p>　　PC=03->AR=02->RAM=0D</p><p>　　RAM=0D->AR=0D->RAM=40</p><p>　　RAM=40->DR2=40->ALU=FF</p><p>　　RO=02->DR1=02->ALU=FF</p>&

109、lt;p>　　ALU=FF->RO=FE</p><p>　　PC=04->AR=03->RAM=80</p><p>　　RAM=80->IR=80->微控器</p><p>　　RO=FE->299=FE</p><p>　　299=FC->RO->FC</p><

110、p>　　PC=05->AR=04->RAM=00</p><p>　　RAM=00->IR=00->微控器</p><p>　　INPUT=02->RO=02</p><p>　　R0=01->RAM=01</p><p>　　PC=06->AR=05->RAM=60</p>

111、<p>　　RAM=60->IR=60->微控器</p><p>　　RO=02->299=02</p><p>　　299=81->RO=81</p><p>　　PC=07->AR=06->RAM=70</p><p>　　RAM=70->IR=70->微控器</p>

112、<p>　　RO=81->299=81</p><p>　　299=03->RO=03</p><p>　　PC=08->AR=07->RAM=20</p><p>　　RAM=20->IR=20->微控器</p><p>　　PC=09->AR=08->RAM=0E</p&

113、gt;<p>　　RAM=0E->AR=OE->RAM=FF</p><p>　　RO=03->RAM=03</p><p>　　PC=0A->AR=09->RAM=30</p><p>　　RAM=30->IR=30->微控器</p><p>　　PC=0B->AR=0A->

114、;RAM=0E</p><p>　　RAM=0E->AR=0E->RAM=03</p><p>　　RAM=03->DR1=03->ALU=FF</p><p>　　ALU=FF->OUTPUT=FF</p><p>　　PC=0C->AR=0B->RAM=40</p><p>

115、;　　RAM=40->IR=40->微控器</p><p>　　PC=0D->AR=0C->RAM=00</p><p>　　RAM=00->PC=00</p><p><b>　　(4)結(jié)果分析： </b></p><p>　　運(yùn)行以上指令，即數(shù)的輸入（IN）、數(shù)的相加（ADD）、從數(shù)的傳

116、送（STA）、數(shù)的輸出（OUT）、偽指令的程序跳轉(zhuǎn)（JMP）、 右環(huán)移（RR）、帶進(jìn)位右環(huán)移（RRL）、左環(huán)移（RL）、帶進(jìn)位左環(huán)移（RLC）單步運(yùn)行，通過對(duì)照程序流程圖看指令運(yùn)行，可以看到程序的執(zhí)行與設(shè)想的一致。解決調(diào)試中遇到的問題</p><p>　?、傥⒊绦驕?zhǔn)確錄入，校驗(yàn)。</p><p>　?、谂啪€的線路出問題，更換排線后得以解決。</p><p>　?、蹨?zhǔn)

117、確記錄程序執(zhí)行過程。</p><p><b>　　五 設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>　　經(jīng)過這次課程設(shè)計(jì)，我體會(huì)到自己所學(xué)的東西太少了，很多都不知道。在這次課程設(shè)計(jì)的過程，有些很基本的知識(shí)出現(xiàn)記混淆的現(xiàn)象，通過查書及詢問同學(xué)，最終明白了。</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)我們要設(shè)計(jì)一臺(tái)微程序控制的模型機(jī)，以對(duì)計(jì)算機(jī)能有一個(gè)整機(jī)的概念,完成對(duì)

118、計(jì)算機(jī)組成原理這門課程的綜合應(yīng)用，達(dá)到學(xué)習(xí)本書的作用。作為一個(gè)計(jì)算機(jī)系學(xué)生這是必需掌握的，使我們對(duì)數(shù)據(jù)選擇器，移位器，加法器，運(yùn)算器，存儲(chǔ)器和微程序控制器，有了比較徹底的認(rèn)識(shí)。</p><p>　　由于計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的部件較多，結(jié)構(gòu)原理較復(fù)雜，對(duì)于我們這樣的初設(shè)計(jì)者來說感到無從下手，所以我們?cè)谡麄€(gè)過程中采取由淺入深，由簡單到復(fù)雜的放法，通過這次設(shè)計(jì)，使我們能清楚地了解計(jì)算機(jī)的基本組成，基本原理和設(shè)計(jì)步驟，設(shè)計(jì)思路和調(diào)

119、試步驟，最終能清晰的建立起整機(jī)概念，為獨(dú)立完成計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。</p><p>　　在此次的設(shè)計(jì)中，感謝老師對(duì)我們的幫助和指導(dǎo)。</p><p>　　六 設(shè)計(jì)（論文）的主要參考文獻(xiàn)</p><p>　　1白中英，計(jì)算機(jī)組成原理. 科學(xué)術(shù)出版社，2006.8</p><p>　　2白中英，計(jì)算機(jī)組成原理題解、題庫、實(shí)驗(yàn). 科學(xué)術(shù)出版社，2

120、006.8</p><p>　　3王愛英，計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu).清華大學(xué)出版社，1999</p><p>　　4王誠，計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu).清華大學(xué)出版社，1999清華大學(xué)出版社，1999</p><p>　　5唐朔飛，計(jì)算機(jī)組成原理.高等教育出版社，1993</p><p><b>　　七 致謝</b></p>