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微机原理与应用第二次实验报告 电92 雷云泽 2009010941 一、实验目的 1.了解计算机的组成与各部件的功能 2.熟悉简单计算机的指令集，学习编写汇编语言程序和机器码程序 3.熟悉各类型指令执行的数据通道 4.设计一个8位单周期简单计算机系统 二、实验任务 包括练习编程、简单计算机系统A、B、C的设计 1.编程练习 先采用汇编语言格式编写程序，检查程序的思路、流程，在无误情况下，转换成机器码。 程序一： 完成将两个固定数据（如0x95,0x35E）进行加、减、与、或、比较运算，将结果顺序存放在地址分别为0x20~0x21、0x22~0x23、0x24~0x25、0x26~0x27、0x28~0x29的10个RAM单元中。 程序二： 完成将两个固定数据（如0x95,0x35E）进行加、减运算，将运算结果顺序显示在数码管上，两个结果显示之间需加一定延时（软件延时），可以通过给一个寄存器赋初值，对这个寄存器进行减运算，直至结果为0）。 程序三： 从键盘输入一个表达式，如149-862=，通过执行ROM中的程序代码，将运算结果显示在数码管上。 2.简单计算机系统设计A 利用设计的ROM、ROM、ALU、控制器、PC程序指针计数器模块，构成简单计算机系统A，在ROM中存放编程练习中的程序1，并进行系统的仿真和调试，下载到实验板上进行测试、运行。 注意在各模块的连接中，需根据各指令数据通路的要求增加多路选择器等部件，避免信号相连时的冲突。 3.简单计算机系统设计B 在简单计算机系统A的基础上，增加I/O端口及其映射模块、数码管输出接口，将I/O端口及其映射模块中的IO0[7..0]、IO1[7..0]与数码管输出接口的datainL[7..0]、datainH[7..0]相连，构成简单计算机系统B。在ROM中存放编程练习中的程序2，并进行系统的仿真和调试，下载到实验板上进行测试、运行。 4.简单计算机系统设计C 在简单计算机系统B的基础上，增加4×4键盘输入接口模块，将I/O端口及其映射模块中IO3[7..0]~IO5[7..0]分别与键盘输入接口模块的srcL[7..0]、srcH[7..0]、dstL[7..0]、ALUOP[7..0]相连，构成简单计算机系统C，在ROM中存放编程练习中的程序3，并进行系统的仿真和调试，下载到实验板上进行测试、运行。 三、任务实现 1.编程练习 编程的基本思路是，读取数值之前都要将待存放数据的寄存器清空，可用ANDI实现，对寄存器的操作都需要指定地址，指定地址时可能需要一个空的寄存器加上一个立即数来表示。 程序一： ANDI R0,R0,0x00 #寄存器清零 ADDI R0,R0,0x95 #赋值第一操作数低八位 ANDI R1,R1,0x00 #寄存器清零 ADDI R1,R1,0x5E #赋值第二操作数低八位 ANDI R2,R2,0x00 #寄存器清零 ADDI R2,R2,0x00 #赋值第一操作数高八位 ANDI R3,R3,0x00 #寄存器清零 ADDI R3,R3,0x03 #赋值第二操作数高八位 ADD R1,R0,R1 #低八位不带进位相加 ADDC R3,R2,R3 #高八位带进位相加 ANDI R0,R0,0x00 ANDI R2,R2,0x00 SW R1,R0,0x00 #低八位结果写入0x00 SW R3,R2,0x01 #高八位写入0x01 ANDI R0,R0,0x00 #寄存器清零 ADDI R0,R0,0x95 #以下运算均与加法运算类似 ANDI R1,R1,0x00 ADDI R1,R1,0x5E ANDI R2,R2,0x00 ADDI R2,R2,0x00 ANDI R3,R3,0x00 ADDI R3,R3,0x03 SUB R1,R0,R1 SUBC R3,R2,R3 ANDI R0,R0,0x00 ANDI R2,R2,0x00 SW R1,R0,0x00 SW R3,R2,0x01 ANDI R0,R0,0x00 ADDI R0,R0,0x95 ANDI R1,R1,0x00 ADDI R1,R1,0x5E ANDI R2,R2,0x00 ADDI R2,R2,0x00 ANDI R3,R3,0x00 ADDI R3,R3,0x03 AND R1,R0,R1 AND R3,R2,R3 ANDI R0,R0,0x00 ANDI R2,R2,0x00 SW R1,R0,0x00 SW R3,R2,0x01 ANDI R0,R0,0x00 ADDI R0,R0,0x95 ANDI