精品資料（2021-2022年收藏）計算機(jī)組成原理課程設(shè)計報告

1、計算機(jī)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(jìn)位加法和立即數(shù)尋址方式的模型機(jī)2、設(shè)計一個具有帶進(jìn)位加法和條件跳轉(zhuǎn)的模型機(jī)專 業(yè)： 計算機(jī)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 實驗一：設(shè)計一個具有帶進(jìn)位加法和立即數(shù)尋址方式的模型機(jī)1、問題描述本題目設(shè)計的是一臺具有輸入、輸出、帶進(jìn)位加法、儲存和跳轉(zhuǎn)功能的模型計算機(jī)，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(biāo)在設(shè)計完本程序后，所設(shè)計模型機(jī)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(jìn)行進(jìn)位相

2、加并將結(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(jī)器指令碼功 能IN0000 0000Input -> R0ADC Imm1110 0000 XXXX XXXXR0+Imm+CY -> R0STA addr0010 0000 XXXX XXXXR0 -> addrOUT addr0011 0000 XXXX XXXXaddr -> LEDJMP addr0100 0000 XXXX XXXXaddr -> 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 000008ADC0

3、001 000009STA0010 000010OUT0011 000011JMP0100 000012 （2）設(shè)計微指令編碼表微地址S3S2S1S0MCnWEA9A8ABCUA5-UA000000000011000000000000001010000000111101101100000100200000000110000000100100008000000000001000000000001090000000111101101100000110300000000101100000000010004000000011010001000000101051001000110011010000000

4、010A00000001111011011000011006000000001110000000000111070000001010000010000000010B0000000111101101100011010D0000000011100000000011100E0000000010010000000011110F0000001100000010000000010C00000001111011011001000010000000001101000110000001（3）微程序流程圖（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：$M00018001$M

5、0101ED82$M0200C048$M08001001$M0901ED83$M0300B004$M0401A205$M05919A01$M0A01ED86$M0600E007$M07028201$M0B01ED8D$M0D00E00E$M0E00900F$M0F030201$M0C01ED90$M1000D181（5）寫工作程序$P0000$P0110$P0222$P0320$P0401$P0530$P0601$P0740$P0800（6）建立聯(lián)機(jī)操作文件為了從PC機(jī)下載工作程序和微程序，需要建立聯(lián)機(jī)操作文件，該文件是普通的文本文件，擴(kuò)展名為TXT，可用記事本來建立的，要求：a、 測試用的工

6、作程序排在文件的前面，每個內(nèi)存地址及代碼占一行；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(jī)系統(tǒng)連線圖，電路圖如下：（8）運行（a）系統(tǒng)與PC機(jī)聯(lián)機(jī)實驗系統(tǒng)安裝有一個標(biāo)準(zhǔn)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(jī)的串口，即可實現(xiàn)系統(tǒng)與PC機(jī)的聯(lián)機(jī)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(jìn)行下載；外接電源線的實驗箱用CMPP軟件，啟動軟件后在菜單中選擇轉(zhuǎn)儲/裝載進(jìn)行下載

7、。（c）運行實驗原理圖，及數(shù)據(jù)流程圖如下：（9）調(diào)試以及調(diào)試過程（把寫好的程序下載到唐都實驗箱，打開軟件復(fù)雜模型機(jī)的原理圖，按步驟點擊單步運行，查看運行的指令和微指令的過程）調(diào)試發(fā)現(xiàn)問題：a、 剛開始時點擊時，機(jī)器不運行。b、 DR1與DR2相加結(jié)果不正確。c、 從R0到內(nèi)存STA存數(shù)指令的存數(shù)操作有誤，R0-B打開的同時把AR的LDAR也打開了，造成指向內(nèi)存單元改變。也就造成輸出時的數(shù)據(jù)不正確和。d、 修改上一條錯誤后，誤把R0數(shù)據(jù)存在01單元，覆蓋了原來的指令，當(dāng)跳轉(zhuǎn)指令跳轉(zhuǎn)回到原來程序的開頭時，執(zhí)行第二次就發(fā)生了錯誤。所以針對以上問題，都一一地找到相應(yīng)的錯誤之處和解決方法：a1、連線有錯

8、誤，檢查后發(fā)現(xiàn)錯誤之處，并改正b2、改變s3到s0 ，改為1001（帶進(jìn)位加法）c3、由于疏忽造成，修改對應(yīng)的LDAR開關(guān)編碼d4、修改$P程序，存到?jīng)]用的內(nèi)存上述問題解決之后，程序便可運行出結(jié)果。（10）運行結(jié)果在上圖中會執(zhí)行INPUT到R0，然后從內(nèi)存中取出一個數(shù)放到DR2中，R0內(nèi)的數(shù)放到DR1中，DR1+DR2+cy放到R0中，再將R0內(nèi)的數(shù)顯示到LED上。實驗二：設(shè)計一個具有帶進(jìn)位加法和條件跳轉(zhuǎn)的模型機(jī)1、問題描述本題目設(shè)計的是一臺具有輸入、輸出、數(shù)據(jù)傳送、帶進(jìn)位加法、條件跳轉(zhuǎn)，停機(jī)功能的模型計算機(jī)，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、指令格式助記符號指令格式功 能MO

9、Vrs,rdXXXX Rs RdRs->RdADCrs,rdXXXX Rs RdRs+Rd+CY -> R0BZCD00 00 00 00 D當(dāng)cy=1或z=1時，D->PC否則，順序執(zhí)行。INrdXXXX 01 RdSW->rdOUTrdXXXX 10 RdRd -> LEDHALTXXXX 0000停機(jī)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（2）設(shè)計微指令微地址S3S2S

10、1S0MCnWEA9A8ABCUA5-UA000000000011000000000000001010000000111101101100000100200000000110000000110000020000000011000000011000001110000000111101101100000110300000000110100011000000121000000011010010000000100040000000110110010000001010510010001100110100000000122000000011001001000000001230000000000010000

11、000000012400000001000000100000000125000000011000000000100101（3）畫出微程序流程圖(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$M23001001$M24030201$M25018025（5）設(shè)計工作程序代碼，以測試微程序$P0035$P0124$P0235$P0314$P0444$P0500$P06

12、07$P0750（6）按照實驗一建立聯(lián)機(jī)文檔并按照書本計算機(jī)組成原理課程設(shè)計的附錄2（系統(tǒng)連線參考圖）進(jìn)行連線。（7）運行與調(diào)試把程序下載但唐都實驗箱進(jìn)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。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。D3、未設(shè)置好跳轉(zhuǎn)的方向，最后使其跳轉(zhuǎn)到停機(jī)指令，使其處于停機(jī)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(jìn)入了停機(jī)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(jìn)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