复杂模型机方案说明书.pdf
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1、个人资料整理仅限学习使用 * 实践教案 * 计算机与通信学院 2018年春季学期 计算机组成原理课程设计 题目:模型机设计 -8 专业班级: 姓名: 学号: 指导教师: 成绩: 前 言 本次课程设计主要讲授单处理机系统的组成和工作原理,包括运算器、存储 器、控制器和输入输出系统,其中控制器的设计是课程的重点和难点。为了能融 个人资料整理仅限学习使用 会贯通各知识点,增强对计算机系统各模块协同工作的认识,充分理解数据通 路,掌握控制器的设计技术,课程设计也侧重于控制器的设计。 开设这门课可以为理解、应用和开发程序提供技术和方法支持,为后续课程 的学习提供重要思想和方法基础,同时对于自己逻辑思维培
2、养和程序设计思想体 系的建立有着重要的影响。学好计算机组成原理仅仅通过课堂教案或自学获 取理论知识是远远不够的,还必须加强实践,亲自实践。在大学学习时,知识是 通过一门门独立的课程传授的,而实际问题之能够顺利地得到解决,不但需要多 方面的知识,而且还需要善于对这些知识综合地加以运用。这次课设正是给我们 了一次自己动脑动手的机会。 目 录 摘要 1 正文 2 第一章设计目的及原理2 第二章模型机的逻辑结构及框图2 第三章详细设计3 3.1 运算器的物理结构3 3.2 存储器系统的组成与说明5 3.3 指令系统的设计与指令分析5 3.4 微程序控制器的逻辑结构与功能8 3.5 微程序的设计与实现9
3、 3.6 微程序与监控程序12 第四章系统调试报告14 设计总结 16 参考文献 17 个人资料整理仅限学习使用 致谢 18 个人资料整理仅限学习使用 摘 要 本次课程设计主要综合所学习的计算机组成原理的知识,设计一套复杂模型 计算机。并设计一些简单的程序进行验证。本系统主要由以下模块组成:运算 器、存储系统、微程序控制器模块、指令系统模块、微程序控制器模块等组成。 应用存储系统说明输入输出时序,使用模型机的器件组成有片间串行进位8 位算 数逻辑运算的功能。该系统在基本模型机的基础上改进并实现输入二进制加法 存数输出以及无条件转移等指令的功能。对于微指令,可将其转化为格式化 的“二进制代码表”
4、,然后通过手动输入或是联机存入的方法,将微指令存入机 器,实现相应的操作。终通过模型机的设计和调试,连贯运用计算机组成原理课 程学到的知识,建立计算机整机概念。 关键词: 模块;微指令;机器指令;基本模型机;建立整机 个人资料整理仅限学习使用 正 文 第一章 设计目的及原理 设计目的:根据计算机组成原理课程所学知识,设计、开发一套简单的模型 计算机。通过对一个简单计算机的设计,以达到对计算机的基本组成、部件的功 能与设计、微程序控制器的设计、微指令和微程序的编制与调试等过程有更深的 了解,加深对理论课程的理解。通过模型机的设计和调试,连贯运用计算机组成 原理课程学到的知识,建立计算机整机概念,
5、加深计算机时间和空间概念的理 解。 设计原理:部件实验过程中,各部件单元的控制信号是人为模拟产生的,如 运算器实验中对74LS181 芯片的控制,存储器中对存储器芯片的控制信号,以及 几个实验中对输入设备的控制。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 微指令组成的序列来完成,即一条机器指令对应一段微程序。 第二章 模型机的逻辑结构及框图 本次课设模型机的运算器模块主要由运算器、暂存器、输出缓冲器以及进位 控制和判零标志控制电路等构成。本系统具有本机现场直接编程功能,且由于选 用 E2ROM 2816芯片为控制存储器
6、,因此,具有掉电保护功能。 课设的复杂模型机指令译码逻辑图如图2.1 ,逻辑结构如图 2.2 。 个人资料整理仅限学习使用 图 2.1 复杂模型机指令译码逻辑图 图 2.2逻辑结构图 第三章 详细设计 3.1 运算器的物理结构 运算器模块由运算器 相或得到各路分支; P4测试用于控制台操作, 它用下址低 2 位R0 03 0D 04 60 DEC R0-1-R0 05 30 OUT 输出 R0 06 00 IN 输入 3 07 70 RL 循环左移 08 20 STA0EH R0-0EH 09 0E 0A 30 OUT0EH 输出0EH的内容 个人资料整理仅限学习使用 0B 0E 0C 40
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