計算機組成原理課程設(shè)計報告

1、計算機組成原理課程設(shè)計報告實驗項目：1設(shè)計一個具有帶進位加法和立即數(shù)尋址方式的模型機2、設(shè)計一個具有帶進位加法和條件跳轉(zhuǎn)的模型機專 業(yè)：計算機科學(xué)與技術(shù)班 級：_09級37-3班學(xué) 號：-姓 名：_合 作：_指導(dǎo)教師：_實驗時間：2011-6-15 6-17-2-實驗一：設(shè)計一個具有帶進位加法和立即數(shù)尋址方式的模型機1問題描述本題目設(shè)計的是一臺具有輸入、輸出、帶進位加法、儲存和跳轉(zhuǎn)功能的模 型計算機，并寫出工作程序和測試數(shù)據(jù)驗證所設(shè)計的指令系統(tǒng)。2、設(shè)計目標在設(shè)計完本程序后，所設(shè)計模型機能夠完成從一個外設(shè)輸入一個數(shù)到指定 的寄存器中，另外輸入立即數(shù)并將其存入另一個、寄存器中，兩數(shù)進行進位相 加

2、并將結(jié)果保存到第一個寄存器，輸出結(jié)果，并顯示。另外，實現(xiàn)無條件跳轉(zhuǎn) 至開始。3、指令格式助記符號機器指令碼功能IN0000 0000In put - R0ADCImm1110 0000 xxxxxxxxR0+Imm+CY- R0STA addr0010 0000 xxxxxxxxR0 - addrOUTaddr0011 0000 xxxxxxxxaddr - LEDJMPaddr0100 0000 xxxxxxxxaddr - PC4、設(shè)計微指令(1)定義指令碼，及定義一個下地址為08H指令指令編碼微地址IN0000 000008ADC0001 000009STA0010 000010OUT0

3、011 000011JMP0100 000012(2)設(shè)計微指令編碼表 微I SS I S | S|UA5-UA0-3-址000000000110 000 0 00 00 0 0 0 0 0 1010000000111 1011 01 100 0 0 0 1 0020000000011 000 0 00 010 0 1 0 0 0080000000000 010 0 00 000 0 0 0 0 1090000000111 1011 01 100 0 0 0 1 1030000000010 110 0 00 000 0 0 1 0 0040000000110 100 0 10 000 0 0

4、1 0 1051001000110 011 0 10 000 0 0 0 0 10A0000000111 1011 01 100 0 0 1 1 0060000000011 100 0 00 000 0 0 1 1 1070000001010 000 0 10 000 0 0 0 0 10B0000000111 1011 01 100 0 1 1 0 10D0000000011 100 0 00 000 0 11100E0000000010 010 0 00 000 0 11110F0000001100 000 0 10 000 0 0 0 0 10C0000000111 1011 01 10

5、0 1 0 0 0 0100000000011 010 0 01 100 0 0 0 0 1(3)微程序流程圖$M05919A01-4-$M00018001 $M0101ED82 $M0200C048 $M08001001$M0901ED83$M0300B004$M0401A205$M0A01ED86$M0600E007$M07028201$M0B01ED8D!$IT(4)由編碼得到微程序根據(jù)以上編寫的微程序，以及微指令代碼化的方法得到的微程序代碼為:-5-$M0D00E00E$M0E00900F$M0F030201$M0C01ED90$M1000D181（5）寫工作程序$P0000$P011

6、0$P0222$P0320$P0401$P0530$P0601$P0740$P0800（6）建立聯(lián)機操作文件為了從PC機下載工作程序和微程序，需要建立聯(lián)機操作文件，該文 件是普通的文本文件，擴展名為TXT，可用記事本來建立的，要求：a、 測試用的工作程序排在文件的前面，每個內(nèi)存地址及代碼占一行；-6-b、微指令代碼排在文件的后面，每個微地址及微指令代碼占一行;(7)按照實驗電路圖連接實驗線路實驗采用復(fù)雜模型機系統(tǒng)連線圖，電路圖如下：(8)運行(a)系統(tǒng)與PC機聯(lián)機實驗系統(tǒng)安裝有一個標準的DB型9針RS-232C串口插座，使用配套的串 行通信電纜分別插在實驗系統(tǒng)及PC機的串口，即可實現(xiàn)系統(tǒng)與PC

7、機的聯(lián)機操 作。(b)下載工作程序和微程序使用唐都軟件將工作程序和微程序下載到實驗箱的內(nèi)存和控制存儲器中 其中， 自帶電 線的實驗箱用NCMP53軟件，啟動軟件后使用F4裝載進行下 載；外接電源線的實驗箱用B7BUSUNTIIBOB7II1B0LDARLOADPCBLDPCADDRESSJTB7AUJ3CB0B7AUJALUB-Bo299BWRUNTl*- ,wM24STATEJNT|H24SIGNALJNTM19LDDR1LDDR211SE|P(1)n.P(2)lP(3門P(4)比LDR1RSBn-RDRdADCrs,rdXXXXRs RdRs+Rd+CY- R0BZCD00 00 00 0

8、0D當 cy=1 或 z=1 時，D-PC否則，順序執(zhí)行。INrdXXXX01 RdSW-rdOUTrdXXXX10 RdRd - LEDHALTXXXX0000停機3、設(shè)計微指令(1定義一個下地址為20H指令指令編碼微地址IN0011 000023MOV0010 000022ADC0001 000021BZCD0000 000020OUT0100 000024HALT0101 000025微(餌設(shè)計微指令-微地址S3S2S1SM1WEA9A8ABCUA5-UA000000000001100 000 00 0000 0 0 01010000000111 10 1 101 100 0 0 0 1

9、00000000001100()00001100 00 0-10-11-2200000000110 0000 00 1 10 0 0 0 0110000000111 1011 01 100 0 0 0 1030000000011 0100 01 100 0 0 0 0210000000110 1001 00 000 0 0 1 0040000000110 1100 10 000 0 0 1 0051001000110 0110 10 000 0 0 0 0220000000110 0100 10 000 0 0 0 0230000000000 0100 00 000 0 0 0 0240000

10、000100 0000 10 000 0 0 0 0250000000110 0000 00 0010 0 10(3)畫出微程序流程圖1110111111-ii -(4)微程序代碼根據(jù)以上編寫的微程序，以及微指令代碼化的方法得到的微程序代碼為:$M00018001 $M0101ED82 $M0200C060 $M200180C1 $M1101ED83$M0300D181 $M2101A404$M0401B205 $M05919A01$M22019201$M23001001$M24030201PCP*C2Nl-0ZCD22ADC2W、vov2加IN 23#OUT松HA1riF1F1-5F*2Ck

11、Ks-xirb-Rs*?dR+DRlDRgPG2+C：R2.1-13-$M25018025（5）設(shè)計工作程序代碼，以測試微程序$P0035$P0124$P0235$P0314$P0444$P0500$P0607$P0750（6）按照實驗一建立聯(lián)機文檔并按照書本計算機組成原理課程設(shè)計的附錄2（系統(tǒng)連線參考圖）進行連線。（7）運行與調(diào)試把程序下載但唐都實驗箱進行運行和調(diào)試。通過調(diào)試發(fā)現(xiàn)的問題：A、不知道R1、R2、R0三個寄存器的關(guān)系（請教老師解決）。B、運行第一條指令后便停滯，不再執(zhí)行下面的操作。C、解決a后，從輸入模塊輸入到R1或R2都不能實現(xiàn)。D、條件跳轉(zhuǎn)指令后，執(zhí)行非設(shè)計程序，程序跑飛了。

12、通過前面的幾次實驗，已經(jīng)獲得部分解決方法的經(jīng)驗B1、檢查連線未能發(fā)現(xiàn)問題，估計可能是哪里接觸不良，故而棄之，換實驗箱，重新調(diào)試，發(fā)現(xiàn)可以運行的。C2、自己未能找出錯誤所在，請教老師，指出連線上，我們?nèi)圆捎玫氖窃瓉黼娐穲D，因而沒有把R1、R2寄存器連到電路中。-14-D3、未設(shè)置好跳轉(zhuǎn)的方向，最后使其跳轉(zhuǎn)到停機指令，使其處 于停機狀態(tài)。（8）運行結(jié)果程序會先從SW讀一個數(shù)放到R1中，然后將R1內(nèi)的數(shù)轉(zhuǎn)移到R0中，然后將R0內(nèi)的數(shù)放到DR1，R1中的數(shù)放到DR2， 然后DR1+DR2+cy放到R0中，然后將R1內(nèi)的數(shù)顯示到LED上， 下一步就進入了停機的死循環(huán)。實驗總結(jié)與心得體會經(jīng)過兩三天的課程設(shè)計，給我個人的感覺有進步、好玩。為何 如此說呢？對于我個人來講，我是比較喜歡實驗課的，因為一來實 驗課比理論課有意思一點，二來，通過現(xiàn)象和操作更容易理解理論 的內(nèi)容。更何況，實踐是檢驗真理的唯一標