复杂模型机(组成)课程设计报告.docVIP

课程设计报告 课 题: 复杂模型机设计 同组姓名： 陈珊（1108030416） 徐丽娜（1108030417） 宋利英（1108030421） 专业班级： 计科1104班 指导教师： 牟琦 设计时间： 2013-12-31 目录 一、 课程设计目的和意义 3 二、复杂模型机的设计与实现内容 3 1.数据格式 3 2.指令格式 3 3.指令系统 4 三、总体设计 4 1.设计复杂模型机的监控软件 4 2.设计微程序流程图 5 3.转换格式 5 4.实验接线 6 5.写微程序和程序 6 6.运行程序 7 7.验证 8 四、系统测试及实验截图 8 五、总结 14 课程设计目的和意义 经过一系列硬件课程如计算机原理的学习及相关实验后，综合应用所学理论知识解决实际设计和应用问题，进行一个综合的系统的实验。培养实际动手能力，进一步提高硬件设计能力。培养实事求是和严肃认真的工作态度。通过设计过程，熟悉和掌握微机系统的硬件设计方法、设计步骤，真正做到理论联系实际，提高动手能力和分析问题、解决问题的能力。 综合运用所学计算机原理知识，设计并实现较为完整的计算机。 二、复杂模型机的设计与实现内容 1.数据格式 模型机规定采用定点补码表示法表示数据，且字长为8位，其格式如下： 其中第7位为符号位，数值表示范围是：－1≤X＜1。 2.指令格式 模型机设计四大类指令共十六条，其中包括算术逻辑指令、I/O指令、存数指令、取数指令、转移指令和停机指令。 算术逻辑指令 设计9条算术逻辑指令并用单字节表示，寻址方式采用寄存器直接寻址，其格式如下： 7 6 5 4 3 2 1 0 OP-CODE Rs Rd 其中，OP-CODE为操作码，RS为源寄存器，RD为目的寄存器。 访问指令及转移指令 模型机设计2条访问指令：即存数STA、取数LDA；2条转移指令：即无条件转移JMP、有进位转移指令BZC。指令格式为： 7 6 5 4 3 2 1 0 0 0 M OP-CODE Rd D 其中，OP-CODE 为操作码，RD为目的寄存器地址（LDA、STA 指令使用）。D为位移量（正负均可），M为寻址模式，其定义如下： 寻址方式 有效地址 说明 00 01 10 11 E=D E=（D） E=(R2)+D E=（PC）+D 直接寻址 间接寻址 R2变址寻址 相对寻址 本模型机规定变址RI指定为寄存器R2。 I / O指令 输入IN和输出OUT指令采用单字节指令，其格式如下： 7 6 5 4 3 2 1 0 OP-CODE addr Rd 其中，addr=01时，选中输入数据开关组KD0～KD7作为输入设备，addr=10时，选中2位数码管作为输出设备。 停机指令 指令格式如下： 7 6 5 4 3 2 1 0 OP-CODE 0 0 0 0 HALT指令，用于实现停机操作。 3.指令系统 本模型机共有16条基本指令，其中算术逻辑指令7条，访问内存指令和程序控制指令4条，输入输出指令2条，其它指令1条。表3-8列出了各条指令的格式、汇编符号、指令功能。 三、总体设计 复杂模型机的数据通路框图如图3-16，图3-17所示。根据复杂模型机的硬件电路设计机器指令，再根据机器指令要求，设计微程序流程图及微程序，最后形成16进制文件。 图3-16 图3-17 四、实验步骤 1.设计复杂模型机的机器指令 ＄P00 44IN 01, R0 ＄P01 46IN 01, R2 ＄P02 98ADC R2, R0 ＄P03 81MOV R0, R1 ＄P04 F5RLC R1, R1 ＄P05 0CBZC 00, 00 ＄P06 00 2.设计微程序流程图 按照实验机设计的微指令格式,参照微指令流程图，设计微指令，并形成二进制代码表。 3.转换格式 程序： ＄P00 44 ＄P01 46 ＄P02 98＄P03 81 ＄P04 F5 ＄P05 0C ＄P06 00 微程序： ＄M00 088105 ＄M01 82ED0 ＄M02 50C004 ＄M03 04A004 ＄M04 A0E004 ＄M05 06E004 ＄M06 07A004 ＄M07 A0E004 ＄M08 8AED05 ＄M0